Konec škálování výkonu: Intel chce spíše snižovat spotřebu

Mooreův zákon je již přes 50 let starý a vědci se jej snažili aplikovat nejen na procesory či prostě počítačové čipy, ale třeba také na zpětnou projekci vývoje života na Zemi. V posledních letech se mluví především o tom, jak je stále složitější se tvářit, že Mooreův zákon ještě platí a vypadá to, že Intel bude mezi prvními, které přestane zajímat. Výkon procesorů se tedy stále zvyšuje, ale nemusíme být experti, abychom si všimli, že už asi deset let nám pracovní frekvence procesorů stagnují. To vynahrazuje nasazování stále více procesorových jader (to tedy platí alespoň mezi serverovými procesory) a také integrace dalších komponent, které dříve existovaly samostatně třeba v čipové sadě. Z procesorů se stávají SoC a počet jejich tranzistorů stále výrazně roste. Výkon počítačových systémů se také zvyšuje díky technologiím GPGPU a různým akcelerátorům, jako je Intel Xeon Phi a v poslední době také FPGA čipy.
Nicméně běžný uživatel se k takovým technologiím nedostane a mnohým postačí procesor Core ze starších generací nebo letitý AMD FX. Dá se tedy říci, že běžným zákazníkům by upgrade na nejnovější generaci procesorů nic nepřinesl, alespoň ne to, za co by byli ochotni vydat nemalé prostředky na upgrade. Dnes jsou navíc stále více populární mobilní počítače čili notebooky a různá konvertibilní zařízení, kde je velice důležitá spotřeba. A právě na tu se chce Intel v budoucnu zaměřit více než kdy jindy.

O budoucnosti nedávno mluvil William Holt, šéf intelovské divize Technology and Manufacturing Group na International Solid State Circuits Conference (ISSCC). Jedná se o technologie, které budou aktuální až po roce 2021, kdy máme zažít "výrazné změny". Nastoupí totiž výrobní technologie, které se budou od těch aktuálních podstatně lišit. A jde konkrétně o to, že ta nejlepší technologická inovace se bude týkat výrazného zlepšení energetické efektivity nových čipů, ovšem za cenu nižšího výkonu.

Je to ostatně v souladu s moderními trendy, které se zásadně liší od těch před patnácti lety. Tehdy šlo především o výkon a pak také o výkon, když pomineme výkon. Nyní jde o spotřebu, a tedy i výdrž na baterie, konektivitu pro využití cloudových a jiných služeb přes Internet a také spolupráci s různými zařízeními, jako jsou telefony, fitness náramky, atd. Nastupuje tak i éra Internetu věcí.
Když se podíváme na graf od EETimes, pak aktuální technologie jsou zvýrazněny zellenou linií, která je na cestě dolů po ose y představující snižující se spotřebu, ovšem chystané alternativní technologie jsou sice úspornější, ale zato méně výkonné. Jenomže spotřeba bude v budoucnosti ještě daleko důležitější než dnes, když se podíváme na rostoucí spotřebu velkých datových center firem jako Google, Facebook či Amazon a zařízení zapojená v Internetu věcí budou potřebovat především nízkou spotřebu a výkon u nich nebude důležitý. Jde tedy o problém napříč celého spektra počítačového hardwaru.

Je tedy pravděpodobné, že nás v dalším desetiletí čeká výkonnostní stagnace, nebo jen velice pozvolný vývoj využívající zbrusu nové technologie. Do té doby ale má přijít ještě několik nových výrobních procesů založených na klasických technologiích, od nichž se bude vyžadovat další snižování výrobní ceny za tranzistor. Po aktuálním 14nm procesu to bude 10nm a ještě v případě chystané 7nm technologie, kterou někteří vidí pro křemík jako konečnou, by měl být dle Holta pokles této ceny dostatečný. Ovšem to zatím nelze slíbit. Intel pak ještě bude mít možnost využít pro další proces (5nm?) technologii EUV (Extreme Ultraviolet Lithography) a v podstatě ani nevylučuje, že by se EUV využila i pro výrobu 7nm čipů.

Zdroj: Extremetech