Состоявшийся недавно в Берлине Форум Intel для разработчиков, завершавший урезанный весенний цикл этих мероприятий, в качестве основного направления избрал «сходимость» коммуникаций и вычислений в беспроводном мире.

По традиции охват тем на прошедшем берлинском форуме IDF был весьма широк, и то, о чем пойдет речь ниже, составляет лишь часть общей картины и несомненно отражает пристрастия автора.

Направление движения

Intel уверенно вступает в эру нанотехнологий. Уже в текущем году в производстве будет использоваться технология 90 нм, в 2005 году — 65 нм, в 2007 году — 45 нм, а в 2009-м — 32 нм.

Шон Мэлони, исполнительный вице-президент корпорации Intel

В 2002 году полупроводниковая промышленность, по некоторым оценкам, должна была произвести около 90 млн. транзисторов в расчете на каждого жителя Земли. К 2010 году этот показатель должен составить миллиард. К тому времени, по прогнозам исполнительного вице-президента Intel Шона Мэлони, микропроцессоры будут содержать до 10 млрд. транзисторов. Не менее важна и интеграция разнородных компонентов внутри микросхем. Свежий пример — в «сотовом» процессоре PXA800F, прежде известном под кодовым названием Manitoba, объединены логика, поддержка широкополосной связи и флэш-память. При этом новая микросхема по размеру равна наименьшей из своих предшественниц.

По словам Мэлони, Intel уверенно вступает в эру нанотехнологий. Уже в текущем году в производстве будет использоваться технология 90 нм (реальная длина транзистора и того меньше — 50 нм), в 2005 году — 65 нм, в 2007 год — 45 нм, а в 2009-м — 32 нм (и появятся прототипы с типоразмером 15 нм).

Ссылаясь на данные IDC, Мэлони предрекает линейный рост (до 2006 года) числа пользователей DSL и аналогичный рост поставок наборов микросхем, имеющих поддержку беспроводных протоколов 802.11. Кстати, приятно было услышать, что, упоминая о росте доступности качественных сетевых соединений, Мэлони в качестве положительного примера указал на Москву и Нижний Новгород.

Другой вице-президент Intel Ховард Бабб высказал уверенность в том, что сферы применения и возможности сетей Ethernet в ближайшее время существенно расширятся. Недавно Intel объявила о производстве плат Ethernet с поддержкой скорости передачи данных 10 Гбит/с. Сетевые процессоры серии IXP42x используются другими фирмами в готовых изделиях.

Мобильность — веление времени

По оценкам Intel, в 2005 году 90% ноутбуков будут иметь средства связи с компьютерными сетями. Сегодня Intel предлагает новую платформу для мобильных ПК — Centrino. Как вы помните, эта технология предполагает применение процессора Pentium M (с заявленным нижним уровнем энерговыделения менее 1 Вт, что является, вероятно, усредненным значением, включающим периоды простоя) и набора микросхем i855 с южным мостом ICH4-M, к которому через шину PCI подсоединяется устройство для беспроводной связи Intel ProWireless 2100. Корпорация активно рекламирует эту технологию. Что ж, на то есть причины, ведь выделение тепла, к примеру, уменьшено не только у микропроцессора, но и у DDR-памяти (для этого разработан специальный контроллер). Однако надо иметь в виду, что «пожирателями энергии» ноутбука являются не только процессор и память, но еще и дисплей (Intel этим также собирается заняться) и жесткий диск.

Представителей Intel, конечно, не может не радовать рост производительности на тестах MobileMark 2002 на 15% при работе с процессором Pentium M с частотой 1,6 ГГц со всеми указанными выше компонентами Centrino по сравнению с Pentium 4-M с частотой 2,4 ГГц и набором микросхем i845MP при соответствующем увеличении времени работы батарей.

Кстати, в последнее время все больше говорится о том, что Pentium M вовсе не обязаны применяться только лишь как компонент технологии Centrino. По данным Intel, производительность этого процессора по сравнению с широко используемыми в серверах-лезвиях Pentium III на коммуникационных приложениях примерно на 40% выше.

Микропроцессоры Intel для КПК показывают непрерывный рост производительности начиная со StrongARM SA-1110, далее в PXA250 и PXA26x/255. При этом сохраняется архитектурная совместимость снизу вверх благодаря использованию во всех этих микропроцессорах, как и в сетевых процессорах Intel, процессорных ядер XScale. Казалось бы, совсем недавно Intel демонстрировала интеграцию логики XScale и флэш-памяти в процессорах PXA26x с экономией площади 70%. Но еще в феврале, накануне IDF в Сан-Хосе, было объявлено о создании «сотового» процессора PXA800F, где интегрированы уже три разных компонента — средства цифровой обработки сигналов Intel MicroSignal Architecture, флэш-память с использованием технологии 0,13 мкм и ядро XScale. Кроме того, микропроцессор содержит встроенные средства управления электропитанием и периферией, а также аппаратуру, поддерживающую работу по стандартам GSM/GPRS. Интересно, что в последнем блоке, так же как в основном XScale-ядре, применяется ARM-совместимое ядро. Это показывает умение Intel эффективно использовать создаваемые фирмой «строительные блоки».

Перспективы настольных систем

Еще один вице-президент Intel Билл Сью привел краткие данные о процессоре Prescott: к архитектуре IA-32 добавлено 13 новых команд; усовершенствованы средства HyperThreading; кэш второго уровня расширен до 1 Мбайт (увеличение емкости кэша, очевидно, способствует большей эффективности применения многопоточности); внешняя шина процессора (Front-Side Bus, FSB) с частотой 800 МГц, поддержка работы с наборами микросхем Canterwood (i875) и Springdale (i865). Очевидно, все это способно существенно повысить производительность и является естественным ответом Intel на новинки от AMD. Prescott будет выпускаться по 90-нанометровой технологии с использованием 300-миллиметровых кремниевых пластин. Кроме Prescott, в планах Intel некоторое время назад появилось имя другого будущего процессора — Dothan. Подробностей о нем пока известно не очень много.

Тактовые частоты Prescott со временем достигнут 4-5 ГГц. В них также будут усовершенствованы предварительная выборка в кэш и предсказание переходов, добавлены буферы записи на пути из кэш-памяти в сторону «от процессора», уменьшена задержка выполнения команды imul.

Интересен взгляд Intel на перспективы развития технологий многопоточности. Во-первых, возможна реализация в них идей спекулятивных предварительных вычислений, позволяющих улучшить не общие скоростные характеристики на смеси процессов (выполняющихся программ), а производительность одного процесса. Во-вторых, если сейчас реализована «симметричная» многопоточность (из общего пула ожидающих выполнения «логических нитей» что-то вроде «коммутатора нитей» запускает на выполнение «физические нити»), то ожидается возможность асимметричной многопоточности. При этом «главной ветви» будет гарантирована работа в качестве физической, а остальные логические нити будут проходить через «коммутатор», чтобы стать выполняемыми физическими нитями.

На 2004 год намечено производство процессора с кодовым именем Tejas, наборов микросхем с поддержкой PCI Express (в том числе для графики) и долгожданной памяти DDR-II, а также нового поколения аудиосредств Azalia.

2003 — год Itanium

В Intel придумали новую расшифровку аббревиатуры VLSI — Very Large Scale Innovations. В буквальном переводе — «сверхбольшие инновации». (Традиционно VLSI расшифровывается как Very Large Scale Integration, что применительно к микросхемам трактуется как сверхбольшая степень интеграции. — Прим. ред.) Новую трактовку VLSI в Берлине озвучил старший вице-президент Intel Майкл Фистер. По его словам, благодаря VLSI, выразившихся для серверных микропроцессоров Xeon в поддержке многопоточности и увеличении емкости кэша, после «застоя» в 2000-2001 годах их продажи в прошлом году выросли в два с лишним раза. Дальше — больше. По прогнозам Intel, объем продаж Xeon в первой половине нынешнего года должен превысить аналогичный показатель по итогам всего 2002 года.

Для двухпроцессорных систем процессоры Xeon производились по 0,13-микронной технологии с тактовой частотой до 2,8 ГГц. В нынешнем году частота FSB увеличивается до 533 МГц, рабочая частота ядра — до 3,06 ГГц, емкость кэша (к третьему кварталу) увеличится вдвое — до 1 Мбайт, а в четвертом квартале будет осуществлен переход к технологии 90 нм (Nocona). К сожалению, серверных процессоров IA-32 с частотой FSB 800 МГц (как в случае с настольными процессорами) в ближайших планах пока не видно.

Ведущие производители выпускают многопроцессорные SMP-cистемы на базе архитектуры IA-32. Для таких систем предлагаются версии Xeon MP с кэш-памятью третьего уровня объемом 2 Мбайт, выпускаемые по 0,13-микронной технологии. Сейчас их частота ограничена 2 ГГц, но, как сообщил Фистер, во второй половине текущего года она будет увеличена, а в первой половине 2004 года возрастет и емкость кэша третьего уровня — до 4 Мбайт. Наконец, во второй половине 2004 года появятся процессоры Potomac, сделанные по технологии 90 нм. В ходе выступления Фистера в Берлине преимущества Xeon MP демонстрировались «живьем» — 4-процессорный сервер на основе этого процессора в тесте SAP Easy Access оказался почти вдвое быстрее двухузлового кластера с 2-процессорными узлами на базе Xeon.

Растет популярность Itanium 2, растет и число операционных систем, его поддерживающих. К уже имеющимся присоединяется Windows Server 2003, а в будущем — HP OpenVMS и NonStop Kernel. Лидерство Itanium 2 по производительности Фистер обосновал не только на примере тестов научно-технического характера по обработке данных в формате с плавающей запятой (Linpack-1000, для четырехпроцессорных систем), но также на примере TPC-C, SPECweb99 SSL и др. При этом в качестве конкурентов Фистер рассматривал только RISC-системы.

64-процессорный сервер HP Superdome на базе IA-64 в апреле установил рекорд производительности, опередив все известные компьютерные системы по результатам тестов TPC-C (если не учитывать результаты для кластеров). Результат превысил 658 тыс. tpmC. Однако надо иметь в виду, что получен он с использованием пока не поставляемых на рынок процессоров под кодовым названием Madison с кэш-памятью третьего уровня объемом 6 Мбайт. Так что подобные компьютеры пользователи смогут получить не раньше осени 2003 года. (На верхней строчке рейтинга TPC-C для некластерных систем HP Superdome продержался недолго, уступив лидерство серверу IBM eServer pSeries 690 на базе процессоров Power4+. — Прим. ред.)

Внимание — экологии

Хотя нынешний форум не отличался новыми громкими анонсами, на нем была представлена информация о перспективных разработках и планах на будущее, это позволяет, в частности, достаточно точно оценить, что ожидает нас в течение ближайшего года, и соответственно строить собственные планы.

Особенностью берлинского форума можно считать интерес к вопросам экологии. Основная «нагрузка» на мировую экологическую ситуацию со стороны Intel происходит из-за тепловыделения в окружающую среду, причем, вероятно, не заводами фирмы, а их продукцией. Этой проблеме, как вы, наверное, уже успели заметить, в Intel уделяют серьезное внимание.

Свои производства Intel тоже делает все более экологически чистыми, например подготовилась к отказу от использования свинца при производстве электронных компонентов. Очевидно, что Intel готова без проблем встретить будущие более жесткие экологические требования к производству со стороны ЕС.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями