Будущие процессоры и технологии Intel: прорыв на новый уровень

Корпорация Intel раскрыла дополнительную информацию о грядущих передовых микропроцессорах и технологиях, разрабатываемых специалистами различных подразделений Intel. Новейшая 45-нм производственная технология Intel на базе транзисторов с металлическим затвором и диэлектриком high-k открыла пути для ускоренного внедрения многоядерных вычислений во всех секторах рынка, и корпорация Intel сообщила о предстоящем выпуске продукции с четырьмя, шестью, восемью и более вычислительными ядрами.

Процессор Dunnington для масштабируемых (многопроцессорных) серверов. Сегодняшняя платформа Intel на базе набора микросхем 7300 в сочетании с четырехъядерным процессором Intel® Xeon® 7300 является предпочтительной платформой для виртуализации многопроцессорных серверов. Процессор Dunnington, выход которого запланирован на вторую половину 2008 года, совместим по разъему с данной платформой. Dunnington – первый шестиядерный процессор с архитектурой Intel®. Он будет производиться по 45-нм производственной технологии, содержать 1,9 млрд транзисторов и иметь общую кэш-память третьего уровня объемом до 16 МБ. Платформа на базе процессора Dunnington будет поддерживать технологию FlexMigration, позволяющую создавать единый пул виртуализированных ресурсов для поддержки миграции виртуальных машин (VM, Virtual Machine) в реальном времени между серверами. Эта функция обеспечивает защиту инвестиций, а также предоставляет возможность выбора подходящей серверной платформы для достижения оптимальных уровней производительности, затрат, энергопотребления и надежности.

На базе процессора Tukwila будут построены самые высокопроизводительные в мире компьютеры. Tukwila – это четырехъядерный процессор Intel® Itanium® следующего поколения с кэш-памятью объемом 30 МБ, с системой межкомпонентных соединений QuickPath, сдвоенным интегрированным контроллером памяти и функциями RAS (надежность, готовность, удобство обслуживания) уровня мэйнфреймов. Это первый в мире микропроцессор, насчитывающий 2 миллиарда транзисторов. Ожидается, что его производительность в два раза превысит производительность процессоров семейства Intel Itanium текущего поколения.

Nehalem – новаторская динамически масштабируемая процессорная микроархитектура следующего поколения. Новая микроархитектура, продукты на базе которой появятся во второй половине с. г., способна обеспечить значительное повышение производительности и энергоэффективности будущих продуктов по сравнению с имеющимися на сегодняшний день микропроцессорами Intel. Модели процессоров с микроархитектурой Nehalem будут располагать от 2 до 8 ядер. В них также будет реализована технология Simultaneous Multi-Threading - общее количество исполняемых потоков составит от 4 до 16. Пропускная способность подсистемы памяти устройств с процессорами на базе микроархитектуры Nehalem в четыре раза превысит аналогичный показатель сегодняшних систем с самыми современными высокопроизводительными процессорами Intel Xeon.

Процессоры на базе Nehalem будут обладать следующими характеристиками: кэш-память 3-го уровня объемом 8 МБ, 731 миллион транзисторов, система межкомпонентных соединений QuickPath с пропускной способностью до 25,6 Гб/с, встроенный контроллер памяти, а также опциональная интегрированная графическая подсистема. Поэтому микроархитектура Nehalem подходит для любых систем – от ноутбуков до высокопроизводительных серверов.

Другие технические характеристики: поддержка памяти DDR3 с частотой 800, 1066 и 1333 МГц, расширение набора инструкций SSE4.2, кэш-память для инструкций объемом 32 КБ, кэш-память для данных объемом 32 КБ, кэш-память L2 с малым временем ожидания для данных и инструкций объемом 256 КБ на каждое ядро, а также новая иерархия построения кэш-памяти TLB (Translation Lookaside Buffer, буфер быстрого преобразования адреса). Эти технические усовершенствования способствуют повышению производительности и гибкости широкого спектра будущей продукции на базе микроархитектуры Nehalem. Новая платформа Tylersburg на базе данной продукции может быть сконфигурирована как для однопроцессорных высокопроизводительных настольных ПК (High End Desktop, HEDT), так и для двухпроцессорных систем - решений для высокопроизводительных вычислений и серверов.

Концепция Visual Computing: новые возможности графики. Концепция трехмерной графики высокой четкости Visual Computing полностью изменит ощущения конечных пользователей. Технологии следующего поколения позволят создавать реалистичные игры и воспроизводить изображения и видео высокой четкости, а также высококачественный звук. Но для поддержки этих технологий необходимы огромные вычислительные мощности и новая архитектура процессоров. Например, технологии глобальной иллюминации, такие как ray tracing (трассировка лучей), используемые для точной передачи теней и световых эффектов, требуют гораздо больше вычислительных ресурсов, чем традиционная графика. Для обеспечения поведенческого реализма приложений, в том числе реалистической физики в играх или передачи естественных движений человека в медицинских программах, необходимы более мощные универсальные процессоры. Наконец, будут появляться совершенно новые уровни интерактивности. Например, игровые контроллеры новых типов, распознающие движения человека, позволят пользователям стать реальными героями своих любимых игр. В медицинских томографических системах датчики, установленные на теле пациента, будут передавать информацию в реальном времени, и врачи смогут выполнять интерактивные процедуры под контролем компьютера. Для реализации концепции Visual Computing необходима единая платформа. Она включает в себя многоядерный процессор с масштабируемой до уровня терафлопс производительностью, набор микросхем и графическую подсистему, а также ПО и соответствующие инструментальные средства. Корпорация Intel продолжает вкладывать средства в ускорение развития технологий, продукции и платформ, приближающих реализацию концепции визуальных вычислений.

Архитектура Larrabee для визуальных вычислений. Архитектура Larrabee, которую Intel планирует продемонстрировать уже в текущем году, представляет следующий шаг в развитии платформ для визуальных вычислений. Архитектура Larrabee включает в себя высокопроизводительное многопоточное векторное графическое устройство (vector processing unit, VPU), в котором реализован новый набор векторных команд, в том числе целочисленные арифметические инструкции и инструкции с плавающей запятой, а также векторные операции с памятью и условные команды. В архитектуре Larrabee также реализована новая аппаратная технология когерентной кэш-памяти для поддержки многоядерных вычислений. Новые архитектура и расширение наборов инструкций позволят повысить производительность, энергоэффективность и возможности программирования систем, чтобы полностью реализовать потенциал визуального программирования, а также множества современных приложений, являющихся по сути параллелизованными. Инструментальные средства являются важнейшей составляющей успеха, и программные продукты Intel® Software Products помогут в разработке приложений для архитектуры Larrabee, а также в решении других задач. Приложения для архитектуры Larrabee также будут поддерживать стандартные программные интерфейсы, такие как DirectX™ и OpenGL.

Intel® AVX: очередное расширение набора инструкций Intel. Расширение набора инструкций Intel AVX (Advanced Vector Extensions) позволит разработчикам ПО повысить производительность мультимедийных приложений, вычислений с плавающей запятой, а также задач с высокой степенью загрузки процессора. Расширения AVX также позволят повысить энергоэффективность. Они обеспечивают обратную совместимость с имеющимися процессорами Intel. Основные преимущества новой технологии – расширение векторных операций с 128 разрядов до 256. В результате до двух раз повышается производительность при выполнении инструкций с плавающей запятой. Усовершенствование перегруппировки данных способствует повышению эффективности их обработки, а трехоперандный неразрушающий синтаксис инструкций предоставляет разработчикам дополнительные преимущества. Корпорация Intel обнародует подробную спецификацию в начале апреля на Форуме Intel для разработчиков в Шанхае. Реализация этих расширений набора инструкций планируется в микроархитектуре под кодовым наименованием Sandy Bridge в 2010 году.