Výrobní technologie: 45 nm na dohled
26.2.2007, Lukáš Petříček, článek
Dnes se podíváme na novinky a trendy v oblasti výroby procesorů. Stranou nezůstanou ani vícejádrové procesory a vývoj na poli x86 procesorů, kde svádí bitvu největší rivalové AMD a Intel. Co nás čeká? 45 nm výrobní technologie je již "za rohem"
Kapitoly článku:
Éra vícejádrových procesorů je už tu - dvě jádra jsou dnes již prakticky standardem a s kompletním přechodem na 65 nm výrobní proces se tento trend ještě více posune směrem k vícejádrovým procesorům. S přechodem na 45 nm již prakticky nebude důvod udržovat "jednojádra" při životě, ačkoliv jistě stále mohou najít své uplatnění v nejlevnějších počítačích (a platformách, kde je rozhodující spotřeba a co možná nejnižší cena).
S růstem výkonu v budoucnosti bude stále viditelnější trend, kdy větší a větší množství lidí nepotřebuje ani průměrně rychlý počítač. Výjimky tu budou samozřejmě stále – datacentra, pracovní stanice, počítače pro rendering, kompilaci a další oblasti, zde samozřejmě možný špičkový výkon bude velice zřejmý a s každou generací procesorů a s více jádry dojde k nezanedbatelnému růstu výkonu, efektivity a "výkonu na watt" spotřebované energie. To je dnes mimochodem nejsilnější trend prakticky ve všech oblastech osobních počítačů. Nejvýkonnější řešení s vyšší spotřebou samozřejmě nezmizí, ale budou se vytěsňovat k několika oblastem, kde je špičkový výkon skutečně třeba.
Na poměr spotřeby a výkonu je kladen čím dál vštší důraz - podle AMD nemí "válka jader" nejleší řešení
S vícejádrovou érou přichází do popředí tolik nutná podmínka komunikace na úrovni výpočetních jednotek, jader a případně použití více socketů. AMD i z tohoto důvodu uvede DC 2.0 a HT 3.0 která bude standardem již v roce 2008 Při 4 HT linkách to dělá agregovanou propustnost až 80 GB/s. S rostoucím počtem jader samozřejmě vznikají problémy na úrovni interní komunikace mezi jádry a sdílení dat a dalších sdílených prostředků, pokud komunikace probíhá přes sdílenou FSB.
AMD se bude soustředit na akcelerátory a co možná nejefektivní řešení
V případě Intelu má nedostatky FSB v následujících letech vyřešit ICS a případně i řešení více nezávislých sběrnic, včetně vlastní vyhrazené paměti pro konkrétní socket, respektive jádra konkrétního víceprocesorového systému. S rostoucím počtem jader samozřejmě nemůže stačit ani superrychlá sběrnice, pokud se tedy nepodaří nějakým způsobem vyřešit adekvátně přísun dat do všech výpočetních jednotek a jader. Vliv nedostatečné propustnosti minimalizuje několik úrovní SRAM cache. V následujících letech v této oblasti výrazně vzroste kapacita cache díky eDRAM, Z-RAM, TTRA, nebo dalším technologiím. O úroveň výše může být on-chip pamět, kterou již plánuje Intel v projektu Tera-Scale či Platforma 2015.
První "Tera" procesor od Intelu - s komerčním nasazením podobné technologie se počítá v příštím desetiletí
Během následujících dvou let chce AMD přínést k životu projekt "Fusion" - CPU + GPU řešení a jeho integrace na jeden kus křemíku. Intel plánuje změnu architektur každé dva roky a každé dva roky chce také změnit výrobní technologii. Počátkem příštího desetiletí má přinést na trh komerční aplikaci projektu „Tera-Scale“, který uplatní masivní paralelismus a stovky jader.
Vše začíná a končí u ceny
Můžeme si zde položit otázku, jakou roli zde hraje cena? Odpověď je poměrně jednoduchá - stejně jako v jiných odvětvích, značnou a s ohledem na růst trhu procesorů a čipů zcela zásadní. Stačí jediný pohled do tabulek prodejnosti procesorů a na složení segmentů trhu s procesory. Vývoj procesorů projde v následujících letech přerodem směrem k paralelismu, akcelerátorům a k „ASIC“ zaměření na specifické operace (nejefektivnější řešení z hlediska velikosti čipu a jeho spotřeby). Počet jader také zřejmě dosáhne závratných výšin.
S rostoucí integrací a složitostí návrhu a vývoje dojde k tomu, že návrháři procesorů a čipů tak dostanou spoustu křemíku „ke hraní“. Jen čas ukáže, která cesta je ta nejlepší…
Zdroje: AMD.com, ASML.com, EDN.com, HKEPC.com, IBM.com, IMEC.be, Intel.com, Sematech.org, pcper.com, pc.watch.impress.co.jp, ppcnux.com, realworldtech.com, SEMI.com
S růstem výkonu v budoucnosti bude stále viditelnější trend, kdy větší a větší množství lidí nepotřebuje ani průměrně rychlý počítač. Výjimky tu budou samozřejmě stále – datacentra, pracovní stanice, počítače pro rendering, kompilaci a další oblasti, zde samozřejmě možný špičkový výkon bude velice zřejmý a s každou generací procesorů a s více jádry dojde k nezanedbatelnému růstu výkonu, efektivity a "výkonu na watt" spotřebované energie. To je dnes mimochodem nejsilnější trend prakticky ve všech oblastech osobních počítačů. Nejvýkonnější řešení s vyšší spotřebou samozřejmě nezmizí, ale budou se vytěsňovat k několika oblastem, kde je špičkový výkon skutečně třeba.
Na poměr spotřeby a výkonu je kladen čím dál vštší důraz - podle AMD nemí "válka jader" nejleší řešení
S vícejádrovou érou přichází do popředí tolik nutná podmínka komunikace na úrovni výpočetních jednotek, jader a případně použití více socketů. AMD i z tohoto důvodu uvede DC 2.0 a HT 3.0 která bude standardem již v roce 2008 Při 4 HT linkách to dělá agregovanou propustnost až 80 GB/s. S rostoucím počtem jader samozřejmě vznikají problémy na úrovni interní komunikace mezi jádry a sdílení dat a dalších sdílených prostředků, pokud komunikace probíhá přes sdílenou FSB.
AMD se bude soustředit na akcelerátory a co možná nejefektivní řešení
V případě Intelu má nedostatky FSB v následujících letech vyřešit ICS a případně i řešení více nezávislých sběrnic, včetně vlastní vyhrazené paměti pro konkrétní socket, respektive jádra konkrétního víceprocesorového systému. S rostoucím počtem jader samozřejmě nemůže stačit ani superrychlá sběrnice, pokud se tedy nepodaří nějakým způsobem vyřešit adekvátně přísun dat do všech výpočetních jednotek a jader. Vliv nedostatečné propustnosti minimalizuje několik úrovní SRAM cache. V následujících letech v této oblasti výrazně vzroste kapacita cache díky eDRAM, Z-RAM, TTRA, nebo dalším technologiím. O úroveň výše může být on-chip pamět, kterou již plánuje Intel v projektu Tera-Scale či Platforma 2015.
První "Tera" procesor od Intelu - s komerčním nasazením podobné technologie se počítá v příštím desetiletí
Během následujících dvou let chce AMD přínést k životu projekt "Fusion" - CPU + GPU řešení a jeho integrace na jeden kus křemíku. Intel plánuje změnu architektur každé dva roky a každé dva roky chce také změnit výrobní technologii. Počátkem příštího desetiletí má přinést na trh komerční aplikaci projektu „Tera-Scale“, který uplatní masivní paralelismus a stovky jader.
Vše začíná a končí u ceny
Můžeme si zde položit otázku, jakou roli zde hraje cena? Odpověď je poměrně jednoduchá - stejně jako v jiných odvětvích, značnou a s ohledem na růst trhu procesorů a čipů zcela zásadní. Stačí jediný pohled do tabulek prodejnosti procesorů a na složení segmentů trhu s procesory. Vývoj procesorů projde v následujících letech přerodem směrem k paralelismu, akcelerátorům a k „ASIC“ zaměření na specifické operace (nejefektivnější řešení z hlediska velikosti čipu a jeho spotřeby). Počet jader také zřejmě dosáhne závratných výšin.
S rostoucí integrací a složitostí návrhu a vývoje dojde k tomu, že návrháři procesorů a čipů tak dostanou spoustu křemíku „ke hraní“. Jen čas ukáže, která cesta je ta nejlepší…
Zdroje: AMD.com, ASML.com, EDN.com, HKEPC.com, IBM.com, IMEC.be, Intel.com, Sematech.org, pcper.com, pc.watch.impress.co.jp, ppcnux.com, realworldtech.com, SEMI.com
