В Сан-Франциско состоялся очередной форум корпорации Intel для разработчиков (IDF)

Как мы уже сообщали, с января корпорация Intel приступила к масштабной реструктуризации бизнеса. Любая перестройка требует времени. Новые и старые подразделения компании должны сложиться в единый организм, притереться друг к другу и начать работать с повышенной эффективностью. Судя по итогам весеннего форума IDF, недавние реформы позволили Intel убрать помехи на пути своего развития и рвануть ввысь, как воздушный шар, сбросивший балласт.

Открывая форум, глава корпорации Intel Крейг Барретт заявил о приверженности выбранной ранее стратегии развития. «Мы создаем инновации на самых разных уровнях, продолжаем совершенствовать транзисторы и чипы, но параллельно с развитием технологических платформ строим законченную экосистему разработчиков, программистов, системных инженеров и поставщиков услуг», — отметил Барретт. Кроме того, Intel ежегодно инвестирует более 100 млн долл. в образовательные программы по всему миру и тем самым способствует подготовке специалистов, умеющих работать с передовыми информационными системами.

Сила света

Основной технологический анонс нынешнего IDF — кремниевый лазер непрерывного действия. Не меньшего внимания заслуживают планы Intel на 2005-2007 годы по выпуску многоядерных процессоров и развитию технологических платформ, многочисленные «мобильные» новинки (концептуальные модели телефонов и ноутбуков, беспроводных систем Wi-Fi и WiMAX), а также долгосрочные планы на период до 2020 года.

Еще до начала работы форума журналистов познакомили на специальном брифинге с первым в мире кремниевым лазером непрерывного действия. Это — настоящий технологический прорыв. С его помощью высококачественные недорогие лазеры можно будет изготавливать на микропроцессорных фабриках почти так же, как сегодня изготавливаются процессоры и чипы памяти. Миллионы таких лазеров в самое ближайшее время найдут широкое применение в вычислительной технике, коммуникациях, медицинских приложениях и др. До сих пор лазеры представляли собой достаточно большие и дорогие устройства. Исследователи Intel научились делать их компактными и дешевыми. Пока кремниевые лазеры непрерывного действия существуют лишь в виде лабораторных экземпляров. Став массовым продуктом, они смогут передавать терабайты данных в сетях будущего поколения.

Как сообщил директор лаборатории фотоники Intel Марио Паниччиа, в компании использовали известное физическое явление рассеяния света веществом с изменением частоты луча (называемое эффектом Рамана) для усиления инфракрасного излучения, проходящего через кристалл кремния. Удалось добиться того, что запущенный в кристалл свет выходил из него в виде высококачественного лазерного луча. Кремний так же прозрачен для инфракрасного света, как стекло — для видимого света. Эффект Рамана приводит к тому, что при прохождении через кремний свет усиливается. Если покрыть края кристалла специальными отражающими пленками (аналогичными тем, что используются в дорогих солнечных очках), инфракрасный свет будет отражаться от них — точно так же, как видимый свет отражается от зеркал в обычном лазере. После многократного отражения энергия пучка света возрастает, и он выбрасывается наружу в виде мощного лазерного луча.

На пути к своему открытию исследователи из Intel преодолели немало преград. Наиболее серьезной из них оказался эффект двухфотонного поглощения. Его суть состоит в том, что при одновременном попадании двух инфракрасных фотонов в атом кремния они выбивают из него электрон. Это приводит к накоплению в атоме кремния свободных электронов, поглощающих световую энергию. Избавиться от столь нежелательного «засорения» кремния удалось, приложив к кристаллу небольшое напряжение. Оно действует как пылесос, отсасывающий образовавшиеся свободные электроны.

Световые лучи все увереннее проникают в вычислительную технику. На прошлогоднем IDF Intel уже объявила о создании первого кремниевого оптического модулятора, способного кодировать данные на частоте 1 ГГц. «У нас есть обширная программа использования достижений кремниевой фотоники для различных нужд, в том числе в компьютерной и коммуникационной индустрии», — отметил директор коммуникационной лаборатории Intel Кевин Канн.

Многоядерные процессоры повсюду

Патрик Гелсингер, старший вице-президент и генеральный менеджер недавно созданного в Intel подразделения Digital Enterprise Group, продемонстрировал на форуме в Сан-Франциско пять готовых двухъядерных процессоров — для ноутбуков, настольных ПК и серверов. По его словам, в ближайшие четыре года многоядерные системы смогут увеличить производительность вычислений в десятки раз, тогда как за предыдущую пятилетку она выросла всего в три раза.

Почетный сотрудник корпорации и директор подразделения Intel Corporate Technology Group Джастин Раттнер отметил, что количество параллельных вычислительных потоков и ядер процессора может быть увеличено до сотен при числе транзисторов на кристалле равном десяткам миллиардов и скорости передачи данных между чипами в сотни гигабайтов в секунду. Раттнер продемонстрировал систему на базе 32 процессоров Itanium с видеокамерой высокого разрешения, которая в режиме реального времени анализировала лица проходящих мимо людей и по базе данных, состоящей из 2 млн изображений, проводила идентификацию личности.

По прогнозам Intel, в ближайшем будущем около 80% всех микропроцессоров компании станут двухъядерными или мультиядерными. В 2006 году 85% серверных и 70% клиентских компьютеров (ноутбуков и настольных ПК) будут иметь двухъядерные процессоры. На IDF были представлены новые процессоры с двумя ядрами.

Процессор Intel Pentium Processor Extreme Edition (ориентированный на самых продвинутых пользователей) поддерживает технологию Hyper-Threading, поэтому способен одновременно выполнять четыре потока задач. Частота процессора — 3,2 ГГц, кэш второго уровня — 2 Мбайт, размер процессора — около 206 кв. мм. На этой площади размещены около 230 млн транзисторов. Процессор Pentium D, ранее известный под кодовым названием Smithfield, предназначен для массового рынка и не поддерживает технологию Hyper-Threading. Оба изделия должны появиться на рынке во II квартале 2005 года.

Intel переходит к выпуску многоядерных процессоров для различных платформ. В 2006 году на замену процессорам Pentium M для ноутбуков придет двухъядерный кристалл Yonah. Чипсет Calistoga, беспроводной модуль Golan Wireless LAN и процессор Yonah станут основой платформы следующего поколения для ноутбуков Napa. Для настольных компьютеров в 2006 году будет выпущен многоядерный Pressler, а одноядерный Pentium 4 уступит место новому одноядерному процессору Cedar Mill.

Anchor Creek Platform — так будет называться платформа домашних компьютеров с чипсетом Intel 945/955X Express Chipsets и процессорами Pentium Processor Extreme Edition, Smithfield и Pressler. Для офисных настольных ПК планируется выпустить Lyndon Platform с чипсетом Intel 945/955X Express Chipsets и процессорами Pentium D Processor, Smithfield и Pressler.

В 2006 году Intel намеревается выпустить двухъядерный чип Dempsey. Он предназначен для двухпроцессорных серверов и придет на смену нынешнему 64-битному Intel Xeon Processor. А в многопроцессорных серверах 64-битный Intel Xeon MP заменят, последовательно, многоядерные процессоры Paxville, Tulsa и Whitefield. Серверная платформа на базе Paxville и чипсета Intel E8850 будет называться Truland Platform, а на базе Dempsey и чипсета Intel E7520 — Bensley Platform. Платформа под кодовым названием Reidland (она станет доступной в 2007 году) будет включать в себя Intel Xeon Processor MP, именуемый Whitefield. Процессор Dempsey будет использоваться и в платформе Glidewell, предназначенной для производительных рабочих станций.

Для многопроцессорных серверов на базе архитектуры Itanium в течение нынешнего года будет выпущен многоядерный Montecito. В 2006 году на смену ему придет Montvale, а в последующие годы — Tukwila и Poulson. Для двухпроцессорных серверов в 2005 году будет выпущен многоядерный Millington, в 2006 году — DP Montvale, а еще позже — процессор Dimona.

Будущее мобильности

Шон Мэлоуни, исполнительный вице-президент Intel и один из генеральных менеджеров недавно сформированного подразделения Mobility Group, сообщил о завершении разработки трех новых технологий для мобильных систем на базе процессора Yonah. Технология Intel Digital Media Boost поможет пользователям создавать мультимедийный контент, Advanced Thermal Manager обеспечит расширенный мониторинг температурных условий работы, а Dynamic Power Coordination — перераспределение по требованию вычислительной мощности и питания между двумя ядрами процессора.

Кроме того, Мэлоуни продемонстрировал новейшую платформу Intel Hermon для сотовых телефонов (ее выпуск запланирован на 2005 год). Она базируется на одном или двух кристаллах, содержит интегрированные графические средства, характеризуется высокой производительностью и низким уровнем энергопотребления.

Новая эра мобильности, по мнению Мэлоуни, предполагает свободу выбора пользовательских устройств для коммуникаций и вычислений. Это может быть мобильный телефон, ноутбук, карманный ПК или даже несколько продуктов, объединенных в рамках одного логического устройства для различных типов сетей. Концепция «логического устройства», развиваемая Intel, определяет средства интеллектуального и автоматического взаимодействия ноутбуков и мобильных телефонов.

Технология WiMAX по-прежнему остается в центре внимания экспертов. «Мы планировали, что в течение 2004 года число специалистов, задействованных в разработке WiMAX-технологий, увеличится в десять раз. Количество испытательных полигонов технологии WiMAX возросло с двух до 15, а к концу 2005 года может достичь 75. Кроме того, уже более 200 компаний участвуют в форуме WiMAX», — подчеркнул Мэлоуни. Это обещает отрасли огромные перспективы внедрения приложений и сервисов, связанных с широкополосными беспроводными технологиями.

Нанотехнологии сегодня и завтра

О перспективах нанотехнологий в производстве микропроцессоров рассказал на специальном брифинге директор по технологической стратегии Intel Паоло Джарджини. По его мнению, полупроводниковая индустрия вступила в эру нанотехнологий еще в 2000 году. Именно тогда процессоры стали производить по 90-нанометровому технологическому процессу, а все, что меньше 100 нм, по определению относится к миру нанотехнологий.

По словам Джарджини, правительства развитых стран осознали важность разработок в этом направлении. В 2001 году США увеличили бюджет на исследования в данной области с 270 до 466 млн долл. Позднее примеру США последовали Япония и Западная Европа. Всего в прошлом году на эти цели было выделено более 3 млрд долл.

Джарджини подчеркнул, что закон Мура (который сейчас отмечает свое сорокалетие) продолжает действовать: Intel внедряет новый технологический процесс каждые два года. На 2005 год запланировано начало производства чипов по 65-нанометровой технологии, в 2007 году Intel запустит 45-нанометровый процесс, в 2009 году его заменят технологические нормы 32 нм, а в 2011 году — 22 нм. Как подчеркнул Паоло Джарджини, у Intel имеются научно-технические наработки, которые позволяют реализовать все эти планы.

Например, с 2003 года при производстве транзисторов вместо обычного кремния используется «растянутый», что позволяет увеличить проводимость кремния без изменения других его параметров. С 2007 года в качестве материала для диэлектрика затвора транзистора будет использоваться не двуокись кремния, а материал под кодовым названием high-k. Для электрода затвора с 2007 года станет применяться металл, а не полисиликон. Все эти фирменные инновации Intel позволяют раз в два года уменьшать линейные размеры транзисторов в полтора раза. А вот что будет дальше, за пределами 22 нм?

По словам Джарджини, для дальнейшего уменьшения параметров транзистора нужны новые идеи, которые уже сегодня активно разрабатываются в лабораториях корпорации. Среди них — пространственная архитектура транзистора с несколькими затворами, использование массивов параллельных кремниевых проводящих нанонитей или нанотрубок диаметром около 2 нм (они должны заменить медь в качестве проводника). Основная проблема заключается в том, что их надо научиться выстраивать в нужном направлении. Этого удастся достичь, прилагая электрическое поле. Транзисторы будущего должны выращиваться самостоятельно, без постоянного вмешательства человека.

Джарджини полагает, что вплоть до 2020 года Intel продолжит создавать транзисторы по нынешней схеме — с электродами и затвором между ними. Но к тому времени размеры всех элементов транзистора достигнут атомарных размеров, и уменьшать их далее будет просто невозможно. Значит, уже сегодня следует искать принципиально новые подходы. Один из них — организация передачи сигнала на уровне элементарных частиц, путем спиновых волн. Исследуются и возможности интеграции в единой системе различных решений, таких как кремниевые, оптические, биологические и нанотрубки.

В ожидании стандарта на UWB

Кремниевый гигант продолжает работать над созданием целостной, основанной на стандартах платформы ультраширокополосной (UWB) беспроводной связи. UWB предназначена для передачи данных на короткие расстояния (до 10 м) с очень высокой пропускной способностью (до 480 Мбит/с) и низкой потребляемой мощностью. По мнению экспертов Intel, это идеальный способ беспроводной передачи высококачественного мультимедийного контента (например, видео) между устройствами бытовой электроники и ПК. Одно из основных преимуществ UWB заключается в том, что она не создает помех для других используемых беспроводных технологий, в том числе Wi-Fi, WiMAX и сотовой связи.

На IDF было объявлено о завершении разработки важнейших технических спецификаций и слиянии отраслевых групп WiMedia Alliance и Multi-band OFDM Alliance (MBOA), которые занимаются стандартизацией и утверждением технологии UWB. На конец марта было намечено завершить разработку спецификаций Wireless USB, а к концу июня группа MBOA планирует завершить обобщение по спецификации контроллера доступа (MAC-уровень). Wireless USB обеспечит те же простоту использования и высокую скорость передачи данных, какие имеет проводной интерфейс USB 2.0.

«Одно из важнейших достижений в развитии программы UWB — ее активная поддержка представителями отрасли. В их сотрудничество при разработке спецификаций уже вовлечены 200 компаний», — заявил Кевин Канн. Он полагает, что поддержка со стороны MBOA, WiMedia Alliance и Wireless USB Promoter Group поможет начать разработку коммерческой продукции на базе стандартов UWB уже в конце 2005-го или в начале 2006 года.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями