Выходя за рамки гигагерц

--> Дата: Фев 18, 2008 44

Александр Семенов

Начиная с 1990-х гг. корпорация Intel (http://www.intel.com)
демонстрирует серьезные намерения выпускать продукцию для пользователей, параметры
которой не измеряются только лишь традиционными мегагерцами. Примерами могут
служить реализация микроархитектуры P6 с поддержкой многопроцессорного режима,
расширение набора инструкций процессора (технология MMX), интегрированные наборы
графических микросхем. Кроме того, в корпорации созданы рабочие группы, сконцентрировавшие
свои усилия на разработке ПО и платформ.

В 2001 г. нынешний президент и главный директор по операциям корпорации Intel Пол Отеллини объявил о наращивании усилий в этом направлении. Он говорил о "выходе за привычные рамки гигагерц" и расширении исследований корпорации в области основополагающих технологий, а также характеристик, имеющих большую ценность и функциональность. С тех пор корпорация представила в рамках заявленного курса, например, технологию Hyper-Threading, технологию Intel Centrino для мобильных ПК и наборы микросхем 915 G/P и 925X Express.

Сегодня Intel продолжает поддерживать новое определение производительности, которое предполагает не только скорость, но и новые характеристики, позволяющие улучшить защиту при работе с ПК в любом месте, в любое время. Группу технологий, призванную обеспечить большую производительность путем усовершенствования ориентированных на пользователя возможностей платформы, Intel называет T-технологиями. Эта группа технологий, интегрированных в микропроцессор и кремниевые платформы, представляет собой следующий этап развития в разработке и использовании ПК.

С помощью T-технологий Intel может предоставлять пользователям преимущества платформ во всех сегментах рынка, обеспечивая характеристики, повышающие уровень безопасности, многозадачности, мобильности, управляемости, надежности, гибкости, быстродействия и т. д. Чтобы вложить больше ресурсов в это направление, корпорация перестроила свою стратегию, переместив ресурсы из проектов, ориентированных на достижение как можно более высоких тактовых частот. В результате сегодня компания сосредоточилась на двух приоритетных направлениях: многоядерная архитектура и важнейшие технологии кремниевых платформ – T-технологии.

Естественное расширение закона Мура

Закон Мура, сформулированный в 1965 г., предсказывает удвоение числа транзисторов в интегральных схемах каждые два года. Как обнаружила Intel, постоянное увеличение числа транзисторов позволяет также интегрировать все больше инноваций в микропроцессоры и в кремниевые платформы. Хорошим примером служит технология Intel Centrino для мобильных ПК, объединяющая беспроводные коммуникации, управление энергопотреблением, возможности набора микросхем и процессора в единой кремниевой платформе.

Сегодня, когда всех интересует улучшение рабочих характеристик системы, а не просто ускорение работы приложений, Intel видит возможности для непрерывной интеграции необходимых пользователю функций в широкий спектр вычислительных платформ. С помощью T-технологий корпорация предполагает представить новые ориентированные на пользователя платформы для создания цифрового дома, цифрового офиса, для корпоративного и мобильного сегментов рынка, оптимизированные для выполнения любых заданий – от более быстрой загрузки видео из Интернета до одновременного запуска нескольких ОС на одном и том же ПК.

Среди других преимуществ таких платформ – аппаратные средства защиты, многопоточность (способность одновременно исполнять приложения, требующие высокой вычислительной мощности), расширенные возможности адресации процессором оперативной памяти (по сравнению с 32-разрядными приложениями) и наличие удаленного доступа к компьютерам сетевых клиентов, даже находящимся в выключенном состоянии либо не имеющим работоспособной ОС или жесткого диска.

Как разрабатываются технологии

Корпорация Intel имеет команду разработчиков мирового уровня, занимающихся внедрением новейших научно-технологических достижений в промышленное производство. Воплощение научных исследований в продукции – одна из сильных сторон компании.

На каждом этапе разработки T-технологии привлекаются и пользователи – с помощью целого ряда методов. Например, с помощью этнографических исследований изучается, как они используют или, возможно, будут использовать данную технологию – разрабатываемую или существующую – в повседневной жизни.

Кроме того, Intel опирается на советы пользователей и партнеров по экосистеме. Серьезно изучаются мнения ИТ-менеджеров, OEM-производителей, независимых поставщиков ПО и других компаний отрасли по поводу того, как будет развиваться использование вычислительных систем, и по многим другим вопросам.

Современное состояние T-технологий

На сегодня группа T-технологий представлена следующим списком:

Hyper-Threading;
Vanderpool (кодовое название);
Intel Extended Memory 64;
Intel Active Management;
LaGrande (кодовое название).

В массовые платформы Intel из T-технологий сегодня включаются технология Hyper-Threading, применяемая во множестве платформ, и Intel Extended Memory 64 для серверных платформ уровня предприятия. Остальные T-технологии будут реализованы на различных платформах в ближайшие два-три года. Ниже мы вкратце расскажем о каждой из них.

Hyper-Threading

Представленная в 2002 г. технология Hyper-Threading (HT) позволяет одному физическому процессору вести себя по отношению к ОС как два виртуальных процессора. И пользователям, и предприятиям любого размера Hyper-Threading обеспечивает более эффективную многозадачность и меньшее время отклика системы. Пользователи за счет улучшенной производительности могут выполнять несколько приложений одновременно, например, запустить игру и в фоновом режиме выполнять проверку на вирусы или кодирование видео. Для ИТ-менеджеров технология HT означает более эффективное использование ресурсов процессора, более высокую пропускную способность и улучшенную производительность.

Ключевое преимущество HT – ее способность выделять и перераспределять ресурсы процессора приложениям в тот момент, когда эти ресурсы им нужны. Используя способность многопоточных приложений исполнять разные потоки вычислений параллельно, технология HT повышает эффективность работы процессора, позволяя ему исполнять большее число инструкций за то же время.

Технология HT стала предшественницей двухъядерных и многоядерных процессоров, которые должны появиться в ближайшие годы. За последние два года корпорация Intel поставила более 50 млн процессоров для настольных и мобильных систем и серверов с поддержкой технологии HT.

Vanderpool

Виртуализация позволяет системе исполнять различные программы и даже целые ОС на одном и том же компьютере в одно и то же время. Технология Vanderpool (VT) поднимает виртуализацию на новый уровень, обеспечивая аппаратную и платформенную поддержку, которая делает виртуализацию более прозрачной и безопасной. За счет разбиения системы на логические разделы, которые могут использоваться многими задачами, технология VT позволяет одной аппаратной платформе функционировать как несколько виртуальных платформ (рис. 1). Например, на домашнем компьютере с помощью технологии VT один член семьи может запускать игры, а другой в то же самое время на том же ПК (но в другом разделе диска) с помощью мобильного устройства редактирует фото.

Рис. 1. За счет технологии VT одна платформа может функционировать как несколько виртуальных.

Предприятиям технология VT предлагает много разнообразных преимуществ, в том числе улучшение управляемости, снижение затрат времени и обеспечение производительной работы сотрудников. Например, ИТ-персонал может выполнять ряд удаленных операций на клиентских ПК, не нарушая ничьей работы. Улучшая устойчивость платформы посредством виртуализации, технология VT обеспечивает более высокий уровень надежности, эффективности и гибкости для объединения серверов, перехода с платформ более ранних версий и повышения безопасности.

Технология VT в сочетании с соответствующим ПО может повысить надежность и производительность как для корпоративных, так и для домашних пользователей. Благодаря созданию нескольких независимых программных сред (логических разделов) в одной системе операции в рамках одного логического раздела не будут влиять на работу приложений в других разделах. Более того, передавая некоторые арбитражные функции аппаратной части платформы, технология VT обеспечивает ряд преимуществ над решениями, реализованными исключительно путем программной виртуализации. Она сокращает непроизводительные издержки, увеличивая производительность и надежность всего решения и используя виртуальные логические разделы для более эффективного доступа к оборудованию системы.

Технология VT для платформ на основе процессора Intel Itanium будет реализована в 2005 г. Для платформ на базе процессоров Intel Xeon и Intel Pentium 4 она будет доступна в серверах, рабочих станциях и настольных системах в 2006 г.

Intel Extended Memory 64

Представленная в 2004 г. для реализации в рабочих станциях и высокопроизводительных серверных платформах, технология Intel Extended Memory 64 (Intel EM64T) позволяет компьютерам выполнять адресацию больших объемов оперативной памяти. Благодаря такому усовершенствованию процессор может исполнять заново написанные 64-разрядные инструкции и управлять большим объемом оперативной памяти, чем это было возможно в 32-разрядных приложениях. При наличии оборудования и ПО, поддерживающих технологию Intel EM64T, платформы, созданные на основе этой технологии, смогут использовать больший объем виртуальной и физической памяти.

Начать использование этой технологии в настольных системах планируется в 2005 г., одновременно с выпуском ОС Microsoft Windows XP Professional x64. Производителям, оптимизирующим выпускаемые ими решения для технологии Intel EM64T и других возможностей платформ корпорации, Intel предоставляет инструментарий, обеспечивает техническую поддержку и экспертизу продукции.

Intel Active Management

Последнее дополнение к T-технологиям – технология Intel Active Management (AMT) обещает облегчить жизнь ИТ-менеджерам и предприятиям любых типов. Эта технология позволяет получить удаленный доступ ко всем компьютерным системам, подключенным к сети, – даже к тем, на которых не работает ОС или жесткий диск, либо к выключенным устройствам.

Технология Intel AMT была разработана в ответ на проблемы, отмечаемые ИТ-организациями, и стала для Intel важным шагом вперед в развитии инициативы "Цифровой офис". Цель этой инициативы – предоставить такие возможности, как профилактическое управление, доступность системы, защита от сбоев и информационная безопасность. Технология Intel AMT – это одна из возможностей, которые в рамках данной инициативы корпорация Intel предоставляет как "интегрированные ИТ".

Технология Intel AMT позволяет решить три наиболее важные проблемы, которые отмечают сегодня ИТ-менеджеры, а именно: сократить число визитов на рабочие места сотрудников, улучшить управление оборудованием и ПО, уменьшить затраты времени на обслуживание. Используя для хранения информации энергонезависимую память, AMT предоставляет защищенные от вмешательства средства устранения неполадок, восстановления системы и управления оборудованием, которые будут доступны независимо от того, работает на данном устройстве ОС или нет. Интеграция этой технологии в оборудование и ПЗУ помогает предотвратить умышленные или случайные несанкционированные действия. Технология Intel AMT позволяет также хранить системы управления безопасностью, так что ПК может оказаться лучше защищен даже в случае отказа жесткого диска или потери работоспособности системы.

Технология Intel AMT упрощает для ИТ-менеджеров удаленный контроль, поддерживает сетевые компьютерные платформы при разрешении различных проблем, позволяет противодействовать вирусным и хакерским атакам, проводить инвентаризацию, не нарушая безопасности информации пользователя и его настроек (рис. 2). Технология Intel AMT также может снизить совокупную стоимость владения (TCO), позволяя направить высвобождающиеся время и деньги на дальнейшее развитие бизнеса. Ожидается, что технология Intel AMT будет реализована на платформах Intel в 2005 г.

Рис. 2. С помощью внеполосного (OOB) управления системой, реализованного в технологии Intel AMT, ИТ-персонал сможет дистанционно управлять компьютерами независимо от состояния ОС и от того, включено ли питание ПК.

LaGrande

Сегодняшним пользователям необходимы защищенные вычислительные системы. Хотя стопроцентного уровня безопасности мир вычислительной техники, вероятно, не добьется, технология LaGrande (LT) поднимает защиту информации на новый уровень. Технология LT – это универсальный набор усовершенствований клиентского оборудования Intel: процессоров, наборов микросхем и платформ. Используя защищенное исполнение команд, защищенные операции ввода-вывода и опечатанное хранение информации, LT формирует стабильный аппаратный фундамент для усиления защиты операционной системы и приложений, который поможет обезопасить уязвимую информацию от программных атак, не нарушая удобства работы.

Поддержка технологии LT настольными платформами будет реализована с выпуском будущей ОС корпорации Microsoft, известной сегодня под кодовым названием Longhorn. Microsoft будет строить свою стратегию Next Generation Secure Computing Base (NGSCB), основываясь на возможностях, предоставляемых технологией LT.

Вместо заключения

Области применений вычислительной техники и коммуникационных устройств продолжают развиваться, так же как и сами устройства. Со временем скорость работы будет все больше становиться всего лишь одним из факторов, влияющих на производительность. Поэтому корпорация Intel намерена и дальше развивать технологии многопоточной обработки данных и новые процессоры, поддерживающие технологию HT, а также двухъядерные и многоядерные процессоры.

Расширение сферы применения вычислительной техники и коммуникационного оборудования привело корпорацию к выводу, что сама по себе частота процессора, даже на уровне нескольких гигагерц, – это всего лишь один из компонентов, определяющих производительность системы. Сегодня Intel направляет в новое русло свои исследовательские и конструкторские работы, создавая необходимые пользователям функции с помощью ключевых платформенных кремниевых технологий, называемых T-технологиями. Пользователи могут надеяться, что за счет T-технологий они получат дополнительные возможности во всех сегментах рынка, в том числе повышение уровня безопасности, улучшение многозадачности, мобильности, управляемости, надежности, гибкости, производительности.

Корпорация Intel будет также продолжать исследование новых возможностей для пользователей, которые удастся реализовать в кремнии и интегрировать в компьютерные платформы. Помимо этого, Intel проводит широкомасштабные исследования в таких областях, как оптимизация трехмерной графики и анимации, поиск информации, сетевая обработка данных, распознавание и синтез речи.