IDF 2006: Intel má odpověď na Cell i na požadavky budoucnosti

Hned první pořádná prezentace na Intel Developer Forum v San Franciscu do toho pořádně praštila – Intel oznámil, že doba „giga“ je pryč a už je tu doba „tera“ – tedy už ne dvě nebo několik jader (multi-core) ale desítky či stovky jader v jediném CPU.

 

Aby to nebylo jen takové prohlášení do větru, podpořil Intel svou vizi „Tera-scale Computing“ návrhem kompletní architektury. Začít se má od jádra, a tak Intel také činí. Při návrhu samozřejmě uvažuje hned nad několika jádry, teď jde jen o to, jak je vyrobit případně uspořádat, propojit.

 

Klepněte pro větší obrázek

 

Kevin Kahn z Intelu představuje vizi „Tera-scale“ Computing

 

Zatímco 45nm technologií tranzistorů už bude možné vyrábět, dalším v řadě bude 32 nm (údajně také už na dosah ruky) a potom bude následovat další, dnes zdánlivě těžko prolomitelná bariéra 22 nm. S těmito technologiemi výroby Intel kalkuloval – pokud si je dáme dohromady s horizontem tří let, bude se pravděpodobně jednat o 32nm technologii. Tou by se měla vyrábět taková jádra, jaké vidíte na následujícím schématu. Procesor by měl obsahovat několik desítek jader s konfigurovatelnou vyrovnávací pamětí a také několik specializovaných (fixed function) jednotek.

 

Klepněte pro větší obrázek

 

Mnohojádrové procesory vyžadují několik dalších změn v celé architektuře. První se týkají vyrovnávací paměti – každé jádro potřebuje svoji L1 cache a celý čip pak sdílenou L2 cache. Protože se zvýší objem přenášených dat, zvýší se také především nároky na propustnost paměti, ale také dalších zařízení účasnících se V/V operací. U pamětí se uvažuje o „3D“ uspořádání, kdy budou jednotlivé části RAM přímo propojeny s jednotlivými částmi procesoru. Návrháři této platformy tvrdí, že by se v této podobě (jako na obrázku) měla dát dobře chladit:

 

Klepněte pro větší obrázek

 

Poslední Achillovou patou takového systému by zůstaly V/V operace a komunikace mezi vícero systémy. Pro ně se dosud používaly měděné spoje v PCB a přestože právě na IDF Intel prezentuje dosažení rekordu 20 Gbit/s pro měděné spoje, není to ještě dostačující. Tato rychlost je totiž limitována vzdáleností, lze ji dosáhnout maximálně na nějakých 43 cm. To ještě stačí například v rámci jednoho blade v serveru, ale ne už pro komunikaci mezi nimi. Naopak v rámci čipu (komunikace mezi jádry) je rychlost dostačující, zatím je dokonce dostačující i mezi čipy (i když zde se s vyššími nároky a nahrazením měděné technologie do budoucna také počítá).

 

Hlavní změnou v návrhu architektury tak, aby mohla přenášet terabajty a mohlo se mluvit už ne o výkonu v MIPS nebo GIPS, ale v TIPS, je tedy nahrazení vysokorychlostních spojů mezi jednotlivými částmi čipů. Zatímco v současnosti se pro tento účel používá měď, budoucnost tkví v nasazení optických vláken. O tom, že mají propustnost mnohem vyšší než měď, se ví už dávno, problém je však v nákladnosti jejich výroby (hlavně pokud je třeba nasazení v mikroskopickém měřítku).

To Intel vedlo k výzkumu v oblasti optiky vedoucí k novému typu laseru zvanému „hybrid silicon laser“. Hybrid silicon laser by měl vyřešit potíže, které by s kompletováním nové, na propustnost velmi náročné, architektury jistě nestaly.

 

Nový typ laseru je výrazným vylepšením křemíkového laseru, který neumí efektivně vyzařovat světlo (vyzařuje spíše teplo). Vývojáři Intelu a USCB dokázali navázat do křemíku fosfid india, který naopak světlo vyzařuje velmi dobře. Křemík zase přidává své výhody – snadnou zpracovatelnost a směrování světla.

 

Klepněte pro větší obrázek

 

Hybrid silicon lasery umožňují vytvořit miniaturní optický spoj s neuvěřitelnou propustností (i stupněm integrace). Terabitové (Tbit/s) optické vlákno si vyžádá integraci 25 hybridních laserů, 25 modulátorů a jednoho multiplexoru. To je pro Intel zřejmě technicky řešitelné již dnes.

 

Nakonec se možná ptáte, k čemu proboha to všechno? Použití však takto výkonné systémy už dávno mají – dolování dat v reálném čase, složitá umělá inteligence, virtuální realita, různé vizualizace, simulace fyziky nebo různé medicínské aplikace. A kdy přijdou řešení s desítkami jader a optickými spoji mezi z laboratoře mezi nás? Jeden z vývojářů mi prozradil, že tohle všechno máme očekávat za 3 až 5 let.

 

Video ke stažení (WMV, 8 MB): Konstrukce hybridního laseru

Témata článku: Budoucnost, Specializovaná laboratoř, Tera, Tips, Hybrid, IDF, Optické vlákno, Giga, Odpověď, Scala

Určitě si přečtěte

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

Budoucností Windows 10 je Fluent Design. Takto bude jednou vypadat celý systém

** Fluent Design je vzhled, do kterého postupně Microsoft převleče celý systém ** Staví na průhlednosti a velkých plochách ** Do Windows 10 se z části dostane už zítra při vydání podzimní aktualizace

Včera | Stanislav Janů | 78


Aktuální číslo časopisu Computer

Nový seriál o programování elektroniky

Otestovali jsme 17 bezdrátových sluchátek

Jak na nákup vánočních dárků ze zahraničí

4 tankové tiskárny v přímém souboji