Intel вернулась к истокам «закона Мура»

С одной стороны, сделанное в середине октября объявление о прекращении разработки процессора Pentium 4 с частотой 4 ГГц для настольных ПК было весьма неожиданным — выпуск процессора был обещан давно и неоднократно переносился. Но если вспомнить о производственных проблемах, с которыми производителю пришлось столкнуться в этом году (см. CRN/RE № 15/2004, с. 37), то нужно признать, что пересмотр планов выпуска процессоров и исключение из них Pentium 4 с частотой 4 ГГц и выше последовали вполне закономерно.

И впервые прозвучавший из уст президента корпорации Пола Отеллини отказ от курса на повышение тактовой частоты как главного способа увеличения производительности процессоров только поставил логическую точку в продолжавшейся последние годы маркетинговой кампании Intel.

В течение почти 10 лет с момента появления на рынке первого Pentium компания в борьбе с конкурентами стремилась доказать, что ее процессоры являются самыми производительными. В качестве аргумента она постоянно ссылалась на «закон Мура». Это эмпирическая закономерность, открытая в 1965 г. одним из основателей компании Intel Гордоном Муром: за счет совершенствования технологии производства полупроводниковых микросхем плотность размещения транзисторов на кристалле кремния возрастает вдвое каждые 18—24 месяца. Так действительно и происходило при выпуске все новых семейств процессоров Intel, начиная с первых 8086 и заканчивая Pentium. Но так как в рамках каждого семейства производительность процессора наращивалась путем увеличения его тактовой частоты, то подмеченное Муром свойство постепенно трансформировалось в «закон» наращивания тактовых частот.

В качестве примера такого перевоплощения «закона» приведем цитату из анонса Intel середины 2001 г.: «Непреодолимых барьеров для продолжения действия «закона Мура» до конца этого десятилетия не существует. Новые транзисторы с элементами размером всего 20 нм позволят Intel создать примерно к 2007 г. микропроцессоры, которые будут содержать порядка миллиарда транзисторов и работать на частоте до 20 ГГц». Выпуская в 2000 г. Pentium 4, компания рассчитывала на то, что его архитектура позволит наращивать тактовую частоту до 10 ГГц и выше. Однако трудности с освоением технологических процессов при производстве этого процессора, возникавшие, когда пытались увеличить частоту более чем до 3,6 ГГц, заставили Intel кардинально пересмотреть свои планы.

О новом подходе компании к разработкам и производству рассказал в своем докладе на прошедшем в конце октября в Москве Форуме IDF вице-президент Intel Corporate Technology Group, директор Industry Technology Programs Фрэнк Спиндлер. Он заявил, что компания намерена впредь выступать не как традиционный поставщик микропроцессоров для компьютерной индустрии, а как разработчик новых архитектур, технологий и готовых платформ для обеспечения конвергенции цифровых компьютерных и коммуникационных систем. В качестве примера платформы, разработанной Intel и широко внедряемой производителями систем, он указал на платформу Centrino, позволяющую создавать многочисленные мобильные службы и приложения.

Как отметил Фрэнк Спиндлер, наряду с созданием мобильных решений компания выделяет еще несколько направлений исследований и разработок новых платформ, которые позволят решить проблемы повышения производительности, безопасности, надежности, виртуализации ресурсов, экономичности систем. По его словам, Intel ставит теперь следующую глобальную цель: «Оставаясь технологическим лидером, мы планируем последовательно реализовывать новые технологии в новых архитектурах процессоров, с тем чтобы перейти от выпуска микросхем для создания компьютерных систем к построению платформ и систем на одной микросхеме».

Это в будущем, а на ближайший год Intel предусматривает выпуск процессоров для настольных ПК, ноутбуков и серверов с интегрированными технологиями многопоточности HyperThreading, обеспечения безопасности LaGrande и расширенной до 64 разрядов адресации памяти EMT64. Именно такие процессоры, по мнению компании, станут основой для создания платформ, которые будут использоваться на предприятиях, а также для построения «цифрового дома» и мобильных решений.

Увеличение производительности новых процессоров будет достигаться не повышением тактовой частоты, а благодаря увеличению объема встроенного многоуровневого кэша и применения двухъядерной архитектуры. Так, если выпускаемые в настоящее время Pentium 4 для настольных ПК имеют кэш емкостью 1 Мбайт, то в ближайшем будущем она возрастет до 2 Мбайт. Наибольший же прирост производительности, как отметил Фрэнк Спиндлер, будет обеспечен благодаря переходу на двухъядерные процессоры. Intel планирует выпустить в 2005 г. не только двухъядерные процессоры Itanium 2 и Xeon для серверов, демонстрация которых состоялась в октябре, но и двухъядерные версии Pentium 4 и Pentium М для настольных и мобильных ПК. Тогда же планируется интегрировать в Pentium 4 технологию энергосбережения SpeedStep, заимствованную из процессоров для ноутбуков.

В платформах Intel, предназначенных для корпоративных клиентов, а затем и в процессорах появится встроенная технология виртуализации ресурсов — Vanderpool Technology для настольных систем и Silvervale Technology для серверов, что позволит выполнять на одном компьютере одновременно несколько приложений, повысить его надежность и снизить общую стоимость владения. Для бизнес-применений компания предлагает Intel Active Management Technology (IAMT), интегрируемую в платформы, технологию удаленного управления различными компьютерными ресурсами — от КПК до серверов.

Однако стоит отметить, что компания AMD, ближайший конкурент Intel, уже реализовала некоторые из перечисленных технологий в своих процессорах Athlon 64 — 64-разрядность, усовершенствованную антивирусную защиту (EVP), систему энергосбережения Cool’n’Quiet. В августе, опередив Intel, AMD представила первые двухъядерные процессоры Opteron и планирует начать их поставку на полгода раньше, чем появятся процессоры Xeon с двухъядерной архитектурой.

Если же выйти за рамки архитектуры х86, то стоит отметить, что IBM начала производить первые двухъядерные 64-разрядные RISC-процессоры Power4 еще в 2001 г., а в текущем году выпустила более мощные двухъядерные Power5. В последних реализована не только возможность многопоточной обработки команд, но и технология выделения микроразделов (micro-partitioning), которая позволяет разделять каждый процессор на несколько — до 10 — независимо работающих «виртуальных» процессоров, что многократно увеличивает производительность создаваемых на их основе серверов. Причем процессор Power5 может сам контролировать приоритет каждого из потоков с целью оптимального распределения своих ресурсов. К этому можно добавить технологию Dynamic Power Management, которая позволяет эффективно регулировать потребляемую энергию, а также ряд других технологических новшеств, которые IBM применила в своих процессорах.

Варианты двухъядерных процессоров с оригинальными технологическими решениями также готовят Sun Microsystems и НР. Все это позволяет предположить, что Intel придется изрядно потрудиться, чтобы доказать свое лидерство в технологиях.

Версия для печати (без изображений)