Часть заявлений Intel закономерно следовала из общей логики развития технологий этой корпорации, а другая часть стала достоянием компьютерной общественности еще на прежних форумах и сейчас лишь конкретизировалась.
Процессоры и микроархитектуры
Маркетологи Intel наконец-то нашли подходящее название для ее стратегии постоянных изменений. Суть заключается в том, что, начиная с внедрения микроархитектуры Core, компания намерена поочередно сообщать рынку об освоении новой производственной технологии выпуска процессоров либо о переходе к усовершенствованной архитектуре процессорного ядра. А поскольку траектория технологического развития Intel будет напоминать колебания маятника, стратегию окрестили словосочетанием «тик-так».
Как следовало из ключевого доклада президента и исполнительного директора Intel Пола Отеллини, 2007 год символизирует период «тик». Это означает, что до конца нынешнего года корпорация осуществит полномасштабный переход к изготовлению процессоров с нормой проектирования 45 нм на базе существующей архитектуры Core. В 2008 году, когда будут отработана очередная производственная технология и устранены все ее погрешности, наступит время «так»: Intel начнет переводить свои 45-нанометровые процессоры на архитектуру Nehalem. А 2009 год снова станет периодом «тик»: корпорация «созреет» для запуска производственного процесса с нормой проектирования 32 нм.
Так будет продолжаться, пока уменьшение размеров транзисторов на кристалле не упрется в естественные ограничения, обусловленные физикой полупроводников (сейчас они определены на уровне 22 нм). Что будет дальше, не берутся судить даже эксперты. Но хочется надеяться, что в Intel все равно найдут способ сохранить действие закона Мура.
Итак, заглянув на два года вперед, Пол Отеллини продемонстрировал на форуме первую в мире 300-миллиметровую полупроводниковую подложку, созданную с использованием 32-нм технологического процесса. Представленные микросхемы, содержащие более 1,9 млрд транзисторов, объединили логические элементы и запоминающие устройства статической оперативной памяти (SRAM). Размещенные на пластине транзисторы содержат металлический затвор и диэлектрик high-k следующего поколения, позволяющий минимизировать энергоемкость элементов и ток утечки.
Глава Intel провел первую публичную демонстрацию процессора под кодовым наименованием Nehalem и заявил, что компания намерена приступить к поставкам процессоров, реализующих данную микроархитектуру, во второй половине 2008 года. Nehalem призвана упрочить лидерство процессоров Intel в тестах на производительность и на соотношение производительности и потребляемой мощности. «Наша стратегия внесения постоянных изменений в технологии производства процессоров и архитектуру микропроцессоров позволяет ускорить внедрение инноваций в отрасли. Архитектура Nehalem появится всего год спустя, когда Intel приведет отрасль к освоению 45-нм технологического процесса», – заявил Отеллини.
Высшие менеджеры Intel не оспаривают предсказуемость своих нынешних анонсов. «Модель технологического развития Intel предоставляет нам предсказуемый эффективный способ разработки новой продукции, – отметил Пэт Гелсингер, старший вице-президент и генеральный менеджер подразделения Digital Enterprise Group. – Компьютерная отрасль получает четкие ориентиры появления новой продукции в соответствии с законом Мура». По словам Гелсингера, Intel не только стремится создавать производительные энергоэффективные процессоры, но и добивается сбережения энергии путем усовершенствования полупроводниковых материалов и архитектуры вычислительных систем.
Гелсингер представил действующий прототип сервера на базе двух процессоров, изготовленных по 45-нанометровой производственной технологии с поддержкой микроархитектуры Nehalem. Каждый такой процессор имеет размер почтовой марки, но вмещает в себя более 700 млн транзисторов. Переход на новую процессорную микроархитектуру позволит практически втрое увеличить производительность обращений к памяти по сравнению с быстродействием систем нынешнего поколения. Кроме того, переход на Nehalem предполагает реализацию системной архитектуры Intel QuickPath Interconnect, включающей в себя интегрированный на кристалле контроллер устройств памяти и обеспечивающей улучшенные связи между компонентами системы.
Отеллини сообщил, что поставки на рынок первых в отрасли процессоров, выпускаемых по 45-нм норме проектирования на подложке из транзисторов с металлическим затвором и диэлектриком high-k, начнутся в ноябре. Процессоры грядущего семейства, обозначаемые кодовым наименованием Penryn, обеспечат не менее чем 20-процентный рост производительности при одновременном снижении потребления электроэнергии. Корпорация планирует выпустить до конца года 15 новых процессоров для разных рыночных сегментов (ноутбуки, ПК, рабочие станции, серверы), а в I квартале 2008 года семейство Penryn пополнится еще пятью изделиями. По словам Отеллини, процессоры Penryn уже стали основой более 750 проектируемых систем ведущих производителей ПК и серверов.
Производительность вычислительных систем будет расти и за счет специальных аппаратных ускорителей, реализуемых в виде чипсетов. На осеннем IDF в Сан-Франциско Гелсингер более подробно рассказал о технологии QuickAssist, анонсированной на апрельском форуме для разработчиков в Пекине, и о первом устройстве, которое будет базироваться на QuickAssist. Продукт Tolapai, появления которого следует ожидать в 2008 году, послужит для ускорения шифрования трафика на корпоративных платформах. Tolapai представляет собой решение на одном кристалле. По сравнению с традиционными многокомпонентными системами шифрования, он потребляет на 20% меньше электроэнергии. Кроме того, Tolapai до восьми раз увеличивает пропускную способность систем, работающих по протоколу IPSec.
Возвращение к WiMAX
Предваряя «беспроводную» часть программы сентябрьского IDF, Отеллини сказал, что основная задача корпорации — превратить экстрим (экстремальные, в сегодняшнем понимании, технологии) в мейнстрим. С точки зрения обеспечения мобильности эту формулу следует перевести как обязательное включение в грядущие платформы Intel поддержки технологии WiMAX (IEEE 802.16e). Несколько лет назад тематика WiMAX не сходила с повестки дня почти всех крупных мероприятий Intel, но затем интерес к ней «силиконового гиганта» заметно снизился. Теперь компьютерный и телекоммуникационный рынки снова замерли в ожидании доступных мобильных WiMAX-устройств.
Впрочем, анонсы Intel в области беспроводных архитектур касались не только WiMAX, но и обновления процессорных технологий с поддержкой Wi-Fi. Старший вице-президент Intel и генеральный менеджер подразделения Mobility Group Дэвид Перлмуттер сообщил, что с начала поставок платформы Intel Centrino Duo (прежнее кодовое название – Santa Rosa) в мире продано больше 10 млн ноутбуков, реализующих функционал клиента 802.11n на материнской плате. Отметим: Intel Centrino Duo стала первым коммерческим продуктом, который базируется на промежуточном драфте (v. 2.0) отраслевого стандарта WLAN. Раньше корпорация всегда дожидалась окончательного принятия стандартов для выпуска соответствующих продуктов.
Задержка с окончательным утверждением IEEE 802.11n не мешает Intel развивать «престандартную» платформу. В январе 2008 года выйдет в свет обновленная версия Santa Rosa, содержащая процессор Penryn, набор микросхем Intel 965 Express, беспроводный адаптер Intel Next-Gen Wireless-N, сетевой гигабитный адаптер и графический адаптер с улучшенными характеристиками. Процессоры Penryn обеспечат дополнительную производительность мобильных ПК (двукратный выигрыш по сравнению с технологией Intel Centrino первого поколения) и увеличение времени автономной работы от аккумуляторов. Графические возможности портативных устройств будут улучшены за счет аппаратной реализации графической среды DirectX10 от Microsoft.
Вместе с тем Intel стремится минимизировать риски использования предстандартной технологии. В начале сентября корпорация заключила с Cisco соглашение о сотрудничестве в области тестирования продуктов на взаимную совместимость и соответствие требованиям 802.11n draft 2.0. С одной стороны, это соглашение позволит гарантировать надежную работу ноутбуков на базе платформы Intel Centrino Duo в локальных беспроводных сетях, построенных на оборудовании Cisco, которая занимает лидирующие позиции в корпоративном сегменте WLAN. С другой стороны, производителю клиентских платформ не помешает позаботиться о совместимости его продуктов с беспроводными точками доступа 802.11n других компаний (в частности, Netgear и D-Link), контролирующих существенную часть рынка домашних WLAN.
Как выяснилось на IDF, развитию мобильных платформ суждено следовать по двум векторам. Первый нацелен на дальнейшее увеличение производительности, управляемости и функциональности ноутбуков, вследствие чего возможно окончательное вытеснение настольных ПК с рынка клиентских устройств. Второй вектор подразумевает минимизацию размеров мобильных терминалов и обеспечение повсеместного Internet-доступа «на ходу». Последняя тенденция должна привести к широкому распространению нового типа карманных устройств — Mobile Internet Devices (MID).
Главным предназначением MID является качественный доступ к любым Internet-сервисам. Старший вице-президент Ultra Mobility Group корпорации Intel Ананд Чандрасекер считает, что одним из наиболее вероятных «убийственных» приложений для пользователей устройств MID станет доступ к социальным сетям. Чандрасекер ссылается на взрывной рост популярности социальных сетей, доля которых в Internet-трафике за девять месяцев 2007 года увеличилась с 5 до 20%. В принципе, такой прогноз не исключает активного применения MID в деловой среде, поскольку многие компании заменяют статичные информационные базы знаний системами автогенерации контента.
На прошлогоднем форуме Intel для разработчиков говорилось о формировании стратегического альянса с Nokia, целью которого было привнесение интегрированных средств высокоскоростной передачи данных по мобильным сетям (HSDPA) в платформы для ноутбуков и UMPC. На нынешнем IDF развития этой темы не последовало, причем стало ясно, что чаша весов Intel радикально склонилась в сторону мобильного WiMAX. В частности, Отеллини объявил, что новая процессорная технология для мобильных ПК под кодовым названием Montevina начнет массово поставляться OEM-партнерам с мая следующего года. Мобильная платформа с энергопотреблением 25 Вт основана на двухъядерном процессоре Penryn, микросхемах с поддержкой памяти DDR3 и включает в себя интегрированный слот Wi-Fi+WiMAX, позволяющий расширять сферу использования беспроводных коммуникаций.
Другими отличительными особенностями Montevina станут поддержка форматов видео HD-DVD/Blu-ray (в ПК для индивидуальных пользователей), средств управления данными и функциями ИБ (в продуктах для бизнес-пользователей). Свыше десяти крупнейших производителей ПК, включая Lenovo, Toshiba, Asus и Panasonic, заявили о готовности выпустить в следующем году передовые модели ноутбуков на базе Montevina.
Опциональный коммуникационный модуль Wi-Fi+WiMAX планируется выпускать в виде встраиваемых карт семейства Echo Peak, которые будут поставляться на рынок под торговой маркой Intel, хотя их реальное производство должны наладить партнеры корпорации. Карты Echo Peak станут предлагаться в форматах Minicard и Half Minicard. В составе Montevina есть еще один коммуникационный слот для опциональных модулей 3G/WiMAX, но какие продукты имеются для встраивания в этот слот, пока неизвестно.
Уменьшение размеров процессоров, чипсетов и остальных компонентов платформы примерно на 40% (по сравнению с нынешними размерами) приведет к тому, что на базе Montevina можно будет выпускать широкую гамму пользовательских устройств – от субноутбуков до полноразмерных портативных ПК. Для устройств категории MID и UMPC Intel разработала специальную «уменьшенную» платформу Menlow, которая потребляет энергии в 10 раз меньше, чем ультрамобильные компьютеры первого поколения.
Menlow строится на основе спроектированного «с нуля» процессора Silverthorne (тоже выпускаемого по 45-нм технологии) и набора микросхем Poulsbo, реализованных в виде единого чипсета. Как и в случае с Montevina, конечные устройства, использующие Menlow, будут опционально оснащаться коммуникационными модулями Wi-Fi, WiMAX или 3G. Размер платы, на которой размещаются все компоненты Menlow, составляет 74х143 мм, что открывает OEM-партнерам Intel широкое пространство для маневра при разработке «карманных» форм-факторов. Участники IDF-2007 первыми увидели прототипы таких устройств, созданные BenQ, HTC, Asus, Compai и другими компаниями из Mobile Internet Device Innovation Alliance. Ожидается, что ультрамобильные устройства нового поколения появятся в продаже в первой половине 2008 года.
Завтрашний день ИТ
Предвосхищая завтрашний день компьютерных и коммуникационных технологий, разработчики Intel усиленно пропагандируют концепцию терабитных вычислений и связанных с ними приложений. Производительность систем, измеряемая терафлопсами, будет достигнута за счет применения многоядерных процессорных технологий и многопроцессорных платформ, которые способны обрабатывать многопоточные задачи. «Узким местом» мира теравычислений могут стать шины обмена данными и устройства ввода-вывода, поэтому Intel готовит в этой сфере радикальные преобразования.
Корпорация сообщила об очередном технологическом прорыве в области кремниевой фотоники. Директор Photonics Technology Lab Марио Паниччия представил революционную разработку, приблизившую отрасль к коммерческому применению новых оптических систем ввода-вывода. Речь идет о кремниево-германиевом модуляторе и фотодетекторе, которые способны обрабатывать данные на скорости 40 Гбит/c. Паниччия заявил, что производительность 40 Гбит/c достигнута во всех полупроводниковых компонентах оптической системы передачи (излучателе, модуляторе, приемнике), а следующей точкой приложений усилий Intel станет интеграция компонентов в одном кристалле. Таким образом, миссия Intel сейчас заключается в том, чтобы обеспечить эффективную экономику выпуска оптических компонентов обмена данными для терабитных вычислений и их вывод на рынок.
По словам Паниччия, сейчас создается терабитный чип Si-Ge, мультиплексирующий 25 оптических каналов с пропускной способностью 40 Гбит/c. Затем такой передатчик будет интегрирован с приемником оптических сигналов в единый микрочип, и получившиеся продукты удастся встраивать в компьютерные карты для замены традиционных шин передачи данных. А Гелсингер добавил, что Intel и другие лидеры отрасли (Hewlett-Packard, NEC, NXP Semiconductors и Texas Instruments) сформировали группу USB 3.0 Promoter Group с целью разработки суперскоростного персонального USB-соединения, обеспечивающего производительность до 5 Гбит/с. Это – в 10 раз больше, чем достижимо в рамках нынешних технологий, работающих на уровне персональных сетей. Технология USB 3.0 предназначена для высокоскоростной передачи информации между пользовательскими устройствами с синхронизацией данных «на ходу». Актуальность создания USB 3.0 подтверждается тем, что цифровой мультимедийный контент получает все большее распространение, и размер файлов нередко достигает 25 Гбайт.
Многие исследовательские направления корпорации пока не имеют ясных перспектив с точки зрения их перевода в плоскость НИОКР и создания коммерческих продуктов. Вице-президент по исследованиям Эндрю Чен рассказал о переднем крае инженерной мысли Intel. Компания генерирует идеи и концепты, которые могут вообще не выйти из стен лабораторий или появиться на рынке в сильно измененном виде. Чен возглавляет работу исследовательских лабораторий в рамках подразделения Corporate Technology Group (CTG), которым руководит нынешний CTO Intel Джастин Раттнер. Он выделил четыре основных фокуса научно-исследовательской активности CTG: масштабируемые терабитные вычисления, технологии оптимизации энергопотребления платформ, новые поколения беспроводных мобильных платформ, ультрамобильные устройства вкупе с моделями их использования. Очевидно, именно в этих областях следует ожидать самых громких и нетривиальных технических анонсов Intel.