Эра энергоэффективной производительности
На осеннем Форуме IDF 2006 глава корпорации Intel Пол Отеллини заявил: «Сейчас наша отрасль претерпевает самые значительные изменения за последние десятилетия. Наступает эра, в которой соотношение производительности и энергопотребления станет самым важным критерием для всех секторов рынка и областей применения вычислительной техники. Решение начинается на уровне транзисторов и простирается до уровня микросхем и платформ». Он также отметил, что достижения в области полупроводниковых технологий не только обеспечат революционный рост мощности вычислительных систем, но и откроют новую эру — эру энергоэффективной производительности.
Упомянув о последних тенденциях, глава корпорации также подчеркнул, что сейчас производительность вычислений играет существенно большую роль, чем раньше. Появляются новые операционные системы, современные игры, интерактивные видеопрограммы высокой четкости, для которых необходима большая вычислительная мощность. Теперь важна не только производительность, но и другие критерии — тепловыделение, время автономной работы и сокращение энергопотребления в центрах обработки данных. Главное, что полупроводниковые технологии стали основой решения, поскольку они позволяют добиться поставленных целей. А ведь производительность и энергосбережение закладываются уже на уровне транзисторов. Корпорация Intel, следуя закону Мура, постоянно совершенствует свои полупроводниковые производственные технологии. В 2005 г. Intel одной из первых реализовала 65-нм технологию, а также функции энергосбережения на уровне транзисторов, дающие наибольший эффект. По имеющейся информации, сейчас большая часть процессоров корпорации производится по 65-нм технологии, в то время как остальные компании выпускают по этой технологии только малые партии своей продукции.
Глава Intel демонстрирует новый процессор Core 2 Duo.
Начало производства по 45-нм технологии планируется на вторую половину 2007 г., и Intel уже разрабатывает 15 видов продукции для настольных и мобильных систем, которые будут выпускаться по этому технологическому процессу. Разработка одного из видов такой продукции завершилась в IV квартале 2006 г. Intel инвестировала в строительство заводов для производства продукции по 45-нм технологии более 9 млрд долл. Площадь производственных помещений с высочайшей степенью защиты от пыли и других загрязнений на этих заводах превышает 45 тыс. кв. м.
В Intel надеются, что темпы развития новых производственных технологий в соответствии с законом Мура, а также планы разработки новых микроархитектур каждые два года позволят к 2010 г. существенно повысить производительность на 1 Вт по сравнению с сегодняшней продукцией на базе микроархитектуры Intel Core. Согласно опубликованной информации, график разработки новых микроархитектур Intel примерно таков: в 2008 г. планируется появление 45-нм микроархитектуры под кодовым наименованием Nehalem, а в 2010 г. — 32-нм микроархитектуры Gesher. Все эти микроархитектуры будут разрабатываться параллельно разными группами разработчиков, и выпуск продукции на их базе начнется по мере внедрения будущих производственных технологий.
Современная производительность уровня TFLOPS
|
Энергосберегающие платформы
Нельзя забывать о том, что энергосберегающие платформы начинаются с энергосберегающих транзисторов. Впрочем, энергосберегающая производительность не есть что-то новое для Intel — это основа всех разработок корпорации в течение многих лет. Один из недавних и в высшей степени успешных проектов — технология Intel Centrino для мобильных ПК, комплексный платформенный подход, который принес в мобильные вычисления новые уровни производительности и энергосбережения. Чтобы достичь еще более высоких уровней энергосберегающей производительности, в корпорации используется комплексный подход к созданию энергосберегающих процессоров и платформ для всех секторов рынка, и этот подход начинается с уровня микросхем.
Заметим, что Intel уже поставила десятки миллионов единиц продукции, выпущенной по 65-нм производственной технологии. По этой технологии изготавливаются выпускаемые сегодня процессоры Intel Core Duo, Intel Core2 Duo и Intel Pentium Extreme Edition 955. Необходимо также иметь в виду, что не вся 65-нм продукция у всех производителей одинакова. Например, транзисторы Intel имеют самую высокую производительность для заданного уровня утечки и самый низкий уровень утечки для заданного уровня производительности. Кроме того, корпорация стремится к уменьшению размера элементов микросхем, снижению толщины оксидного слоя затвора и уменьшению ячеек статической памяти. Если оглянуться назад, есть объективные данные о том, что транзисторы Intel превосходили транзисторы конкурентов, когда корпорация начинала серийный выпуск продукции по 90-нм и 130-нм технологиям.
Производственная технология Intel 65 нм позволяет не только увеличить производительность и снизить энергопотребление, о чем говорилось выше, но и практически удвоить количество транзисторов на кристалле, благодаря чему разработчики могут разместить на одном кристалле сотни миллионов транзисторов. При этом стоимость одного транзистора также снижается. Это создает основу для проектирования многоядерных процессоров с большим объемом внутрикристальной памяти, которые позволят реализовать в будущей продукции инновационные функции, такие, как виртуализация и встроенные средства обеспечения безопасности.
В 65-нм производственном процессе используется так называемый напряженный кремний второго поколения, что обеспечивает повышенную скорость работы транзисторов и меньшее энергопотребление. Скорость переключения 65-нм транзисторов Intel на 20% выше, чем у 90-нм при том же уровне утечки. Здесь стоит упомянуть, что ток утечки транзисторов можно уменьшить практически в пять раз при таком же управляющем токе (производительности). В этом процессе также реализованы энергосберегающие межкомпонентные соединения, включая восьмислойные медные проводники и диэлектрики второго поколения, легированные оксидом углерода (CDO, Carbon Doped Oxide). Важнейшее отличие состоит в том, что другие производители только сейчас внедряют в производство очень выгодные технологии Intel по созданию кремний-германиевых структур истока и стока, повышающих скорость транзисторов р-МОП, а в корпорации начали серийный выпуск такой продукции еще в конце 2003 г. Инженеры Intel считают, что некоторые производители пытались сбить рынок с толку такими названиями, как «двойной напряженный кремний» и «напряженный кремний третьего поколения», но их технологии производства транзисторов до сих пор не могут сравниться с характеристиками производительности транзисторов Intel на основе напряженного кремния.
Высокая производительность и низкий ток утечки транзисторов Intel обеспечиваются тщательной проработкой технологий микросхем КМОП с монолитной подложкой, которые обладают самой высокой производительностью. Вообще говоря, технология «кремний на изоляторе» (КНИ) существенно удорожает и усложняет производственный процесс. Сравнение опубликованных значений скорости переключения транзисторов показывает, что транзисторы Intel с монолитной подложкой имеют более высокую скорость переключения, а ток утечки сравним с лучшими результатами для транзисторов КНИ. Более важная проблема связана с тем, что транзисторы КНИ имеют более высокое температурное сопротивление, чем транзисторы КМОП с монолитной подложкой. В результате первые вынуждены работать при более высоких температурах, чем необходимо, а более высокие рабочие температуры могут вызвать долговременные проблемы надежности.
Исследователи Intel уже продемонстрировали транзисторы КМОП с трехмерным затвором, в которых впервые объединен диэлектрик с высоким значением k и напряженный кремний (транзисторы с трехмерным затвором high-k/metal-gate). Эти транзисторы отличаются низким управляющим током и высокой скоростью переключения. Такие транзисторы важны для достижения целей корпорации в области энергосберегающей производительности, и эксперты надеются, что они станут основным компонентом будущих микропроцессоров и приблизят Intel к успешной реализации 45-нм производственного процесса. Хотелось бы также отметить, что еще на выставке IEDM 2005 Intel объявила об успешной интеграции затворов FUSI (FUlly SIlicided — полностью кремниевых) и одноосных напряженных кремниевых каналов. Поясним, что напряженные каналы и затворы FUSI позволяют существенно повысить производительность, в результате чего можно добиться наилучшего соотношения производительности и тока утечки транзисторов в отрасли на сегодняшний день.
| Если бы со времени появления процессора i4004 исследователи и разработчики Intel бездействовали и не уменьшали размер транзисторов, то сегодня процессор Intel Core 2 Duo занимал бы весьма внушительную комнату площадью несколько десятков квадратных метров… На самом деле кристалл процессора по площади не больше двухрублевой монеты. |
Микроархитектура Intel Core
Микроархитектура Intel Core служит фундаментом новых многоядерных процессоров Intel, предназначенных для настольных и мобильных ПК, а также для массовых серверов. В основу подобных процессоров заложена идея энергосбережения, впервые реализованная в процессоре Intel Pentium M для мобильных ПК. Таким образом, повышенная производительность и возможности энергосбережения в микроархитектуре Intel Core позволяют разрабатывать высокопроизводительные энергоэкономичные ПК и интеллектуальные, дружественные к пользователю системы, а также системы для обработки мультимедийной информации. Для корпоративных пользователей процессоры на базе микроархитектуры Intel Core могут обеспечить лучшее время реагирования системы, повышенную производительность и энергосбережение. Ключевая роль в этом отводится инновациям, впервые реализованным в новом поколении процессорной архитектуры Intel.
[Фото]Кристалл с архитектурой Intel Core.
Intel Wide Dynamic Execution
Эта технология призвана обеспечить выполнение большего количества команд за каждый такт, что повышает эффективность выполнения приложений и сокращает энергопотребление. Каждое ядро процессора, поддерживающего эту технологию, может выполнять до четырех инструкций одновременно с помощью 14-стадийного конвейера. Каждое ядро процессора единовременно обрабатывает не три, как в архитектуре Intel NetBurst, а до четырех команд, что выражается в 33%-ном приросте производительности по сравнению с предыдущими поколениями.
Среди дополнительных функций, реализованных в комплексе технологий Intel Wide Dynamic Execution, стоит также упомянуть более точное предсказание ветвлений и более глубокое буферирование команд, придающее дополнительную гибкость процессу исполнения. Наряду с этим такой подход подразумевает эффективное использование технологии слияния, объединяющей микрооперации в единые исполняемые инструкции. Если в предыдущих поколениях процессоров Intel каждая входящая инструкция декодировалась и исполнялась отдельно, то теперь в процессе декодирования команд можно объединять пары некоторых инструкций в единую внутреннюю инструкцию.
Intel Intelligent Power Capability
Эта технология оптимизирует потребляемую мощность с помощью интеллектуальной системы управления питанием, которая включает вычислительные компоненты процессора только тогда, когда они необходимы.
Intel Advanced Smart Cache
Совместно используемая кэш-память второго уровня, оптимизированная для многоядерных процессоров, позволяет повысить производительность благодаря динамическому распределению кэш-памяти между ядрами в зависимости от нагрузки.
Intel Smart Memory Access
Повышает производительность благодаря использованию современных алгоритмов предварительной выборки данных, которые помогают сократить задержки при обращении к памяти.
Intel Advanced Digital Media Boost
Позволяет повысить практически вдвое скорость выполнения многих 128-разрядных инструкций SSE/2/3, обычно используемых в мультимедийных и графических приложениях.
Intel Core Duo
Требование к снижению энергопотребления вычислительных платформ становится все более актуальным для всех сегментов клиентских устройств и форм-факторов. Процессор Intel Core Duo выпускается по 65-нм производственной технологии и сочетает возможности двухъядерных вычислений и низкого энергопотребления, что способствует увеличению времени автономной работы ноутбуков от батарей. Улучшенная система управления напряжением контролирует работу вентиляторов, поэтому системы на базе этого процессора работают гораздо тише, чем привычные настольные ПК. Традиционные процессоры для мобильных и настольных ПК накладывают определенные ограничения на конструктивное исполнение систем. Дело в том, что пользователям обычно приходится выбирать между такими характеристиками компьютеров, как шум вентиляторов, время работы от батарей, производительность и функциональные возможности. Процессор Intel Core Duo позволяет создать новое поколение вычислительной техники, которое более эффективно отвечает потребностям пользователей.
В одном процессоре Intel Core Duo реализовано два вычислительных ядра, оптимизированных для мобильных систем. Такая конструкция делает возможным параллельное выполнение программных потоков или приложений на отдельных ядрах с выделенными ресурсами процессора. В результате обеспечивается высокая производительность и меньшее время отклика системы при одновременном выполнении нескольких требовательных приложений. Повышается и производительность выполнения многопоточных приложений.
Как уже отмечалось, процессор Intel Core Duo построен на базе высокопроизводительной микроархитектуры ядра, в которой используются технологии слияния микроопераций и усовершенствованного управления стеком (Advanced Stack Management). Это позволяет повысить производительность и в то же время снизить энергопотребление. Напомним, что технология Micro-Op Fusion обеспечивает объединение микроопераций, извлеченных из одинаковых макроопераций. В свою очередь, технология Advanced Stack Management сокращает количество микроопераций в операциях со стеком, локально отслеживая относительные изменения указателя стека. Благодаря сокращению количества микроопераций повышаются эффективность планирования и производительность «по требованию» и снижается энергопотребление.
Intel Smart Cache
В процессоре Intel Core Duo реализована совместно используемая кэш-память второго уровня объемом 2 Мбайт с архитектурой Advanced Transfer Cache. Системная шина между двумя вычислительными ядрами имеет более логичную и эффективную конструкцию, что позволяет повысить производительность двухъядерного процессора и сократить энергопотребление. Технология Intel Smart Cache предоставляет активному вычислительному ядру доступ ко всей кэш-памяти объемом 2 Мбайт, если второе ядро простаивает. Динамическое распределение кэш-памяти между двумя ядрами позволяет повысить производительность, уменьшить недоиспользование кэш-памяти и сократить количество неудачных обращений к ней. Эффективное совместное использование данных обоими ядрами минимизирует трафик системной шины и упрощает синхронизацию кэш-памяти.
Усовершенствованная логика предварительной выборки данных, реализованная в этом процессоре, позволяет записывать данные в кэш-память второго уровня до обращения к кэш-памяти. При этом сокращается количество пустых тактов шины. В процессоре Intel Core Duo имеется Data Cache Unit Streamer, который повышает производительность предварительной выборки для кэш-памяти второго уровня за счет подготовки кэш-памяти первого уровня на более раннем этапе. Размер Writer Order Buffer увеличен, чтобы уменьшить задержку обратной записи, а централизованная логика управления Intel Smart Cache способствует оптимизации электропитания и уменьшению энергопотребления.
Intel Core Duo также включает кэш-память инструкций и кэш-память данных первого уровня объемом 32 Кбайт, реализованные на кристалле.
Intel Digital Media Boost
Микроархитектурные усовершенствования в процессоре Intel Core Duo обеспечивают оптимизацию инструкций и повышение производительности потоковых SIMD-расширений 2 (SSE2). Кроме того, добавлена поддержка 13 новых инструкций, что еще больше расширяет возможности процессорной технологии Intel. Этот новый набор команд получил название Streaming SIMD Extensions 3 (SSE3); они предназначены для ускорения отображения трехмерной графики и работы развлекательных приложений (например, игр). В этом процессоре также реализованы функции, ускоряющие выполнение других команд с плавающей точкой и целочисленного деления.
Intel Dynamic Power Coordination
Помимо усовершенствованного управления энергопотреблением в процессоре Intel Core Duo реализована технология согласованной производительности ядер «по требованию» (Intel Dynamic Power Coordination). Она позволяет каждому ядру независимо от другого переходить в состояния управления энергопотреблением Halt, Stop Clock и Deep Sleep в дополнение к согласованным переходам платформы в состояния Deeper Sleep и Enhanced Deeper Sleep. Совместно используемая логика Power Management Logic координирует переходы из состояния управления энергопотреблением Enhanced Intel SpeedStep в состояние ожидания (C-state) на аппаратном уровне, что позволяет более эффективно управлять напряжением и частотой. Заметим, что процессор Intel Core Duo может работать при очень низком напряжении. Кроме того, в нем используются современные технологии для минимизации переключений тактовых сигналов, что уменьшает рассеяние мощности в активном состоянии. Благодаря появлению новых состояний управления энергопотреблением процессор может переключаться между ними быстрее, что обеспечивает малое время отклика и существенное энергосбережение.
В Intel Core Duo также реализована функция Dynamic Bus Parking, которая позволяет отключать питание набора микросхем синхронно с процессором, когда он переходит в состояния с низким энергопотреблением, что улучшает энергосбережение платформы в целом.
Intel Deeper Sleep с функцией Dynamic Cache Sizing
Эта усовершенствованная технология энергосбережения позволяет динамически сбрасывать данные в системную память по запросу или в периоды простоя. Когда данные записаны в системную память, кэш-память отключается, что обеспечивает экономию энергии. Из-за того, что нижний предел напряжения в состоянии Deeper Sleep в процессоре Intel Core Duo определяется требованием к целостности данных в кэш-памяти второго уровня, функция Dynamic Cache Sizing сбрасывает все содержимое кэш-памяти второго уровня в системную память, когда процессор переходит в новое состояние управления энергосбережением. Эта технология называется Enhanced Intel Deeper Sleep. Она уменьшает напряжение питания процессора до значения ниже минимального напряжения состояния Deeper Sleep для дополнительной экономии энергии и/или производительности.
Intel Advanced Thermal Manager
В процессоре Intel Core Duo реализована новая система управления температурой, которая поддерживает более точное управление соответствующими параметрами. В каждом ядре имеется индивидуальный новый цифровой датчик температуры и монитор температуры, расположенные в наиболее чувствительных к перегреву местах. Это повышает точность измерения высоких температур и управления вентилятором. Процессор также поддерживает оптимизированный двухъядерный регулятор напряжения следующего поколения Intel Mobile Voltage Positioning (Intel MVP VI) и имеет традиционный термодиод в общей области в качестве аварийного механизма.
Системная шина 667 МГц
В оптимизированной по энергопотреблению системной шине процессора Intel Core Duo реализован протокол разделения транзакций с отсроченным ответом. В шине FSB используется протокол Source-Synchronous Transfer (SST) для синхронной передачи адресов и данных, что повышает производительность — за счет передачи данных со скоростью, в четыре раза превышающей частоту системной шины (скорость передачи данных 4X, или AGP 4X). Эту технологию также называют quad-pumped. Адресная шина может передавать адреса два раза за один такт шины — эта технология называется double-clocked, или адресная шина 2X.
Совместная работа шины данных 4X и адресной шины 2X увеличивает пропускную способность данных до 5,33 Гбайт/с. В шине FSB используется сигнальная технология Advanced Gunning Transceiver Logic (AGTL+) — вариант сигнальной технологии GTL+, которая обеспечивает дополнительное энергосбережение.
Intel SpeedStep
Intel Core Duo поддерживает усовершенствованную технологию Intel SpeedStep для различных рабочих точек напряжения и частоты. Различные режимы производительности — от режима с минимальной частотой (Lowest Frequency Mode, LFM) до режима с максимальной частотой (Highest Frequency Mode, HFM) — позволяют добиться оптимальной производительности при минимальном энергопотреблении. Динамическое переключение напряжения и тактовой частоты в различные режимы производительности по запросу процессора дает возможность переключать частоту шины, рабочее напряжение ядра и тактовую частоту ядра без сброса ПК. Кроме того, в числе преимуществ этой технологии — программное управление рабочими точками напряжения и частоты, очень низкая задержка при переключениях между состояниями, кэш-память команд и кэш-память данных объемом по 32 Кбайт.
Заметим, что увеличение объема кэш-памяти первого уровня обеспечивает быстрый доступ к необходимым инструкциям и данным. Благодаря этому достигается очень высокая производительность.
Механизм предсказания переходов
В процессоре Intel Core Duo реализована усовершенствованная архитектура предсказания переходов, в которой сочетаются три типа предсказывающих алгоритмов — глобальный, двухмодальный и определитель циклов. Процессор автоматически выбирает оптимальный алгоритм, что существенно сокращает количество непредсказанных переходов.
Функция Execute Disable Bit
Функция Execute Disable Bit при поддержке ОС позволяет помечать области памяти как выполнимые или невыполнимые. Если происходит попытка выполнения кода в невыполнимой области, процессор передает ОС сообщение об ошибке. Эта функция может предотвратить атаки некоторых классов вирусов или червей, направленные на переполнение буфера, и повышает общую безопасность системы.
Исполнение корпуса
Процессор Intel Core Duo может быть выполнен в корпусе Micro Flip-Chip Pin Grid Array (Micro-FCPGA) или в корпусе для поверхностного монтажа Micro Flip-Chip Ball Grid Array (Micro-FCBGA). Эти корпуса оптимизированы для различных тонких и легких конструктивных исполнений, включая конструкции тоньше 1 дюйма с выдающейся производительностью. Корпус Micro-FCPGA предназначен для 479-контактного разъема для поверхностного монтажа Zero Insertion Force (ZIF), известного как разъем mPGA479M.
Intel Core 2 Duo
Процессор Intel Core 2 Duo для настольных ПК, содержащий 291 млн транзисторов на кристалле площадью 143 кв.мм, имеет увеличенный до 4 Мбайт объем кэш-памяти второго уровня и использует более десятка технологий, обеспечивающих слаженную работу всех компонентов, — и это далеко не полный перечень усовершенствований, реализованных в микросхемах нового поколения. Он потребляет на 40% меньше энергии, чем процессоры предыдущего поколения, обеспечивая при этом высокий уровень производительности, который необходим для выполнения современных и будущих приложений. Производительность же процессоров Intel Core 2 Duo на 40% выше, чем у предыдущих моделей процессоров для настольных ПК. Они обеспечивают очень высокую скорость отклика системы как для однопоточных, так и для многопоточных приложений. Кроме того, вдвое увеличена скорость выполнения многих общих мультимедийных инструкций, поэтому одновременный запуск нескольких задач больше не будет сопровождаться снижением производительности. Для корпоративных пользователей возможность делать больше за меньшее время означает повышение эффективности ведения бизнеса, оперативное сотрудничество и рост производительности работы. Кроме того, такие задачи, как обеспечение информационной безопасности и защита против компьютерных вирусов, могут выполняться в фоновом режиме, не прерывая работу пользователей и не замедляя выполнение основных приложений.
Уровень энергосбережения Intel Core 2 Duo достигается благодаря новой микроархитектуре, реализованной в этих процессорах. В ней предусматривается функция интеллектуального управления питанием (Intel Intelligent Power Capability), которая обеспечивает высокую производительность вычислений при заданных уровнях мощности. Кроме того, в процессорах Intel Core 2 Duo имеется новый цифровой датчик температуры (Digital Thermal Sensor, DTS) для мониторинга температуры процессора. DTS обеспечивает высокую точность измерения температуры, что позволяет лучше управлять скоростью вращения системных вентиляторов. Отметим, что ПК для корпоративных пользователей с технологией Intel vPro на базе процессоров Intel Core 2 Duo — это единый комплекс, существенно увеличивающий производительность многопоточных приложений с высокой интенсивностью вычислений, а также повышающий степень многозадачности. Приложения для управления и обеспечения информационной безопасности можно выполнять в фоновом режиме. Кроме того, существенно сокращается и энергопотребление.
[Фото]Процессор Intel Core 2 Duo и набор микросхем Intel G965.
Семейство наборов микросхем Intel P965 Express дополняет возможности процессоров на базе микроархитектуры Intel Core. В них реализованы новейшие технологии для платформы цифрового дома, такие, как Intel High Definition Audio6 и технология Intel Matrix Storage. Кроме того, набор микросхем Intel G965 Express включает Intel Graphics Media Accelerator X3000 и технологию Intel Clear Video, которые обеспечивают расширенные возможности воспроизведения видео и трехмерной графики. Эти технологии улучшают качество воспроизведения видео благодаря более четкому изображению и точной цветопередаче, а также повышают реалистичность трехмерной графики. Набор микросхем Intel Q965 Express предназначен для корпоративных платформ и поддерживает самые современные функции Intel для управления, защиты данных, совместной работы и стабильности. ПК на базе процессоров Intel Core 2 Duo и набора микросхем Intel Q965 Express обладают поистине уникальными возможностями, обеспечивая дистанционное управление ресурсами, безопасность, энергосбережение, высокую производительность, стабильность и возможности совместной работы, а также поддерживают новейшие ОС.
По оценке руководства Intel, новая микроархитектура Intel Core и двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo установили новый отраслевой стандарт. Кроме того, данные процессоры установили рекорд по темпам роста продаж — самым высоким в истории компании: всего за 60 дней с момента начала поставок было продано 5 млн экземпляров подобных устройств.
Новые микропроцессоры
Первый процессор из новой серии предназначен для создателей мультимедийных приложений. Это четырехъядерный процессор под названием Intel Core 2 Extreme, а его производительность примерно на 70% выше, чем у обычного процессора Intel Core 2 Extreme. Массовый выпуск четырехъядерных процессоров Intel Core 2 Quad (произносится как «квад») начнется в I квартале 2007 г. Производительность четырехъядерных процессоров более чем на 50% превысит показатели современного поколения двухъядерных процессоров при сохранении энергопотребления на том же уровне. В 2006 г. стали доступны четырехъядерные процессоры Intel Xeon серии 5300 для двухпроцессорных серверов, а поставки новых четырехъядерных процессоров Intel Xeon серии L5310 с потребляемой мощностью 55 Вт для серверов с высокой плотностью монтажа начнутся также в I квартале 2007 г.
На осеннем Форуме IDF Intel обнародовала планы реализации свыше 50 новых инструкций SSE4, расширяющих набор инструкций архитектуры Intel 64. Это повысит производительность и расширит возможности архитектуры Intel, а также даст возможность использовать преимущества 45-нм производственной технологии. Новая продукция на базе набора инструкций архитектуры Intel 64 впервые будет выпущена в 2007 г. Ее достоинства проявят себя в различных приложениях, в том числе для обработки графики, кодирования и обработки видео, синтеза трехмерных изображений, в играх, Web-серверах и серверах приложений.
Стоит отметить, что компания полностью обновила свою линейку двухъядерной продукции, выпустив более 30 новых процессоров как для корпоративных ПК, так и для серверов, причем все они либо уже поступили в продажу, либо поступят в самое ближайшее время. Среди них и новое семейство двухъядерных процессоров Intel Itanium 2, предназначенных для рынка высокопроизводительных вычислений, на котором доминируют RISC-процессоры. Для семейства процессоров Intel Itanium по-прежнему складывается благоприятная рыночная обстановка: согласно докладам аналитиков, за первую половину 2006 г. доходы от продаж систем с архитектурой Intel Itanium выросли почти на 40% по сравнению с тем же периодом прошлого года.
Корпорация Intel расширила и семейство процессоров Intel Xeon, ориентированных на рынок однопроцессорных серверов начального уровня и обычно используемых в малых офисах и на предприятиях малого бизнеса. Так, представлен двухъядерный процессор Intel Xeon серии 3000, обеспечивающий значительное повышение производительности сервера и эффективности его энергопотребления. Intel также выпустила новейший двухъядерный процессор Intel Xeon 5148 для систем сверхвысокой плотности, расчетное тепловыделение которого составляет всего 40 Вт.
Надо особо отметить, что технология Intel vPro нового поколения расширит средства управления корпоративными ПК и повысит уровень защиты информации. В состав этой платформы, которая появится в 2007 г., войдет технология Intel Active Management Technology третьего поколения, что обеспечит поддержку нового стандарта управления Web-сервисами (WS-MAN) и новых функций «системной защиты», способных замедлить или предотвратить распространение вирусов и сетевых червей. Эта технология нового поколения не только укрепит информационную безопасность ПК, но и впервые будет содержать технологию Intel Trusted Execution (ранее известную под кодовым наименованием LaGrande).
[Фото]Система на базе Intel Core 2 Duo.
Мобильная платформа Santa Rosa
Раньше, приобретая мобильный ПК, пользователи сознательно шли на определенные ограничения. Но за последние несколько лет разработаны технологии, которые обеспечивают мобильным устройствам новый уровень производительности, расширенные возможности подключения и продление срока автономной работы от батарей. Теперь мобильные ПК не имеют практически никаких ограничений по сравнению с настольными системами. В Intel продолжают развивать и совершенствовать свою продукцию для мобильных устройств, которая способствует улучшению условий работы и отдыха людей во всем мире. На 2007 г. запланировано начало выпуска платформы нового поколения для мобильных ПК под кодовым наименованием Santa Rosa (следующее поколение технологии Intel Centrino Duo для мобильных ПК). Эта платформа позволит создавать высокопроизводительные ноутбуки с расширенными возможностями беспроводной связи.
Основной компонент платформы, двухъядерный процессор Intel Core 2 Duo, обладает повышенной производительностью и низким энергопотреблением (скоростная системная шина работает на частоте от 667 до 800 МГц). Именно эта платформа обеспечит энергоэффективную производительность для мобильных устройств. Новые функции, такие, как усовершенствованная технология энергосбережения Enhanced Deeper Sleep и динамическое изменение частоты системной шины, позволят управлять энергопотреблением, одновременно увеличивая производительность.
В состав данной платформы входит и новое решение для беспроводной связи Wi-Fi, которое будет соответствовать новой спецификации 802.11n. Чтобы создать оптимальные условия для пользователей до официального утверждения спецификации, корпорация Intel совместно с ведущими поставщиками точек беспроводного доступа (среди которых компании Buffalo, D-Link, Linksys и Netgear) разработала специальную программу совместимости. Цель этой программы в том, чтобы добиться совместимости и высокой производительности беспроводных сетевых устройств, а также разработать критерии для оценки диапазона и стабильности связи.
Кроме того, Intel и компания Nokia займутся совместной разработкой интегрированных широкополосных беспроводных сетевых адаптеров для будущих платформ на базе технологии Intel Centrino Duo для мобильных ПК. В них будет реализована 3G-технология компании Nokia, что будет способствовать дальнейшему повышению совместимости по мере распространения 3G-сетей.
Интересно, что платформа следующего поколения на базе технологии Intel Centrino Duo для мобильных ПК поддерживает элементы технологии Intel vPro, которая уже применяется в офисных настольных ПК. Беспроводной вариант технологии Intel Active Management Technology позволит компаниям более эффективно использовать ИТ, усовершенствовать управление ресурсами, повысить уровни безопасности и готовности клиентских систем, а также существенно снизить совокупную стоимость владения.
В новой платформе также будет использоваться инновационный акселератор Intel на базе флэш-памяти. Он позволит быстрее переключать систему из режима ожидания в рабочий режим, почти в два раза увеличить скорость работы приложений в многозадачной среде, снизить энергопотребление жесткого диска на 0,4 Вт, а также ускорить процесс начальной загрузки системы. Кроме того, корпорация Intel модернизирует свой набор микросхем, включив в него новую интегрированную графическую подсистему, которая позволит сделать изображение более ярким и реалистичным, создавать реалистичные эффекты и воспроизводить видео высокой четкости.
Помимо всего прочего, Intel занимается разработкой новой категории ПК, известных под названием «ультрамобильные ПК», которые появятся в 2008 г. и будут потреблять в на порядок меньше электроэнергии, чем современные ноутбуки. В состав новой платформы войдет процессор с энергопотреблением примерно в два раза меньше, чем у современных процессоров, а корпус будет меньше в четыре раза. Появятся возможности для разработки компактных мобильных устройств с улучшенными температурными характеристиками и увеличенным временем автономной работы от батарей, а также для создания новых моделей использования.
Следующая же большая веха для отрасли будет связана с повсеместной возможностью широкополосного доступа в Интернет. В этом отношении Intel достигла существенного прогресса в развитии стандарта WiMAX. Напомним, что к развертыванию этой технологии подключились компании Sprint и Clearwire.
Производительность уровня TFLOPS
По мнению экспертов Intel, существуют серьезные технические проблемы, которые необходимо решить, чтобы вычислительная техника — от персональных устройств до гигантских центров обработки данных — смогла бы и в будущем соответствовать возрастающим требованиям потребителей и компаний в области ПО, сервисов и мультимедиа на базе Интернета. Уже в ближайшее десятилетие интерактивные программные сервисы, обслуживаемые гигантскими центрами обработки данных, в которых работает более миллиона серверов, дадут пользователям возможность получать доступ к персональной информации, мультимедиа и приложениям с любого высокопроизводительного устройства, запускать фотореалистичные игры, совместно просматривать видео в режиме реального времени и вести поиск мультимедийной информации. Такая новая модель использования ставит перед отраслью проблему обеспечения производительности в один триллион операций с плавающей точкой в секунду (TFLOPS) и пропускной способности в несколько терабайт в качестве базовых характеристик.
Эксперты Intel подчеркивают важность трех основных достижений в области полупроводниковых компонентов. Вот лишь некоторые данные о прототипе опытного полупроводникового кристалла — первого в мире программируемого процессора с производительностью уровня TFLOPS. Эта экспериментальная микросхема Intel, содержащая 80 ядер и работающая на частоте 3,1 ГГц, была создана для тестирования межкомпонентных соединений, обеспечивающих быстрое перемещение терабайт информации от ядра к ядру и между ядрами и памятью.
Сочетание этих экспериментальных микросхем с достижениями Intel в области полупроводниковой фотоники позволяет удовлетворить три главных требования, предъявляемых вычислениями тера-масштаба — производительность на уровне триллионов операций в секунду, полоса пропускания памяти шириной несколько терабайт в секунду и пропускная способность подсистемы ввода-вывода порядка терабит в секунду. Хотя коммерческое использование этих технологий начнется лишь через несколько лет, в корпорации уже сделали первый шаг на пути к достижению производительности тера-масштаба для персональных компьютеров и серверов. Опытная микросхема конструктивно представляет собой массив, в котором 80 элементов расположено в виде матрицы 8×10. Каждый элемент содержит небольшое вычислительное ядро, поддерживающее набор простых инструкций для обработки данных с плавающей точкой, не совместимое с архитектурой Intel. Кроме того, каждый элемент содержит маршрутизатор для подключения ядра к сетевому решению на одном кристалле, соединяющий ядра друг с другом и предоставляющий им доступ к памяти.
Вторая крупнейшая инновация — 20-Мбайт микросхема статической памяти (SRAM), пакетированная с процессором и размещенная на одном кристалле с ним. Пакетирование в процессоре позволяет создать тысячи межкомпонентных соединений и обеспечивает полосу пропускания канала между памятью и ядрами шириной более 1 Тбайт/с.
Третья важнейшая инновация — это недавно анонсированная микросхема гибридного полупроводникового лазера, разработанная в сотрудничестве с исследователями из Калифорнийского университета (Санта-Барбара). Благодаря этому научному достижению удастся интегрировать десятки, а возможно, и сотни гибридных полупроводниковых лазеров с другими компонентами полупроводниковой фотоники в одной микросхеме. Это поможет создать оптический канал связи с пропускной способностью порядка терабит в секунду между микросхемами в компьютере, между персональными компьютерами, а также между серверами в центрах обработки данных.
По словам руководства корпорации, Intel по-прежнему будет тесно сотрудничать со всеми представителями отрасли — OEM-производителями, независимыми поставщиками и разработчиками ПО — в целом ряде направлений. Это позволит воплотить на практике представления о вычислениях тера-масштаба и предложить покупателям во всем мире более качественную и интеллектуальную продукцию, которая будет полезна им в бизнесе и в повседневной жизни.