IDF 2009: Камо грядеши, Intel?

Intel Developer Forum всегда был знаковым мероприятием, на котором всем его участникам – разработчикам, журналистам, энтузиастам – предоставляется уникальная возможность не только узнать о ближайших и более отдаленных планах главного чипмейкера, но и, без преувеличения, заглянуть в будущее ИТ-индустрии. Однако для того чтобы действительно понять, что же ждет ее завтра, одного лишь участия будет недостаточно: потребуются как основательные знания реалий дня сегодняшнего, так и умение наблюдать, анализировать и сопоставлять преподносимые факты. По сути, именно этим и занимаются рыночные аналитики, также регулярно посещающие Форум для создания собственных прогнозов, на которые впоследствии будут опираться инвесторы Wall Street. Не претендуя на их высоты, мы все же постараемся пойти тем же путем, и на основе увиденного и услышанного на осеннем IDF попробуем обрисовать собственное видение картины цифрового будущего под знаменами Intel.

Благословение и проклятие закона Мура

Быть верным добровольно взятым на себя обязательствам в благоприятные времена относительно несложно; то ли дело, когда на их выполнение начинают давить глобальные экономические проблемы, неслабо затронувшие всю индустрию в целом. Поэтому стоит все же отдать должное Intel, которая продолжает следовать закону Мура, невзирая на то, что с каждым разом это требует все больших усилий.

Впрочем, другого пути у компании, кажется, просто нет. Необходимость удвоения числа транзисторов на кристалле каждые два года вынуждает ее проводить интенсивные исследования в области полупроводниковой иммерсионной фотолитографии – с тем, чтобы продолжать уменьшать размер затвора транзистора и, соответственно, получить возможность увеличить их количество. Однако это все же не самоцель, так как, несмотря на колоссальные требуемые капиталовложения, успешный перевод производства на более тонкий техпроцесс сулит также и немалые конкурентные преимущества: удельная стоимость одного транзистора снижается, скорость его переключения растет, а токи утечки и рассеиваемая мощность значительно уменьшаются. В результате без проведения коренных изменений архитектуры CPU уменьшение масштаба его ядра на одну «ступеньку» дает возможность либо увеличить быстродействие на 22–25%, оставаясь в рамках прежнего TDP, либо же на порядок снизить потребление – при той же скорости работы. Учитывая, что для Intel именно энергоэффективность решений является сегодня ключевым приоритетом, не приходится удивляться настойчивости компании, продолжающей даже в период глубокой экономической рецессии придерживаться своей двухгодичной схемы обновления производственного цикла (пресловутая «тик-так»), пусть даже поток анонсов новинок в последнее время несколько замедлился.

В полном соответствии с «тик-так» еще в этом году нас ожидает пришествие десктопных и мобильных CPU семейства Westmere, выполненных по 32-нанометровой КМОП-технологии High-K/Metal Gate (диэлектрика с высокой диэлектрический константой и транзистора с металлическим затвором) второго поколения. Над их выпуском у Intel уже работают четыре фабрики, суммарный объем инвестиций в которые за два года составил около 7 млрд долл. Интересно посчитать, как окупаются такие затраты: если верить Шону Мэлони, исполнительному вице-президенту Intel, за прошедшие два года компания отгрузила более 200 млн своих 45-нанометровых CPU, наладка производства которых в свое время потребовала не меньших затрат. Из чего вполне можно сделать ориентировочные выводы о минимальной средней стоимости одного процессора Intel: порядка $40–60.

Пол Отеллини демонстрирует пластину чипов SRAM, иготовленных по 22-нанометровому техпроцессу

Что касается дальнейших перспектив, то интересной, хотя и ожидаемой новостью стала продемонстрированная Полом Отеллини пластина с чипами SRAM, выполненными по технологии 22 нм (размер одной ячейки памяти составляет 0,092 мкм2, что является рекордом в индустрии). В результате есть веские причины полагать, что к 2011 г. производство CPU Intel будет успешно переведено на новые рельсы – как и планировалось. А тем временем компания в тесном сотрудничестве с академическими исследователями уже работает над 15-нанометровой технологией, чипы на которой появятся в 2013 г. По словам Боба Бэйкера, старшего вице-президента и главного менеджера группы технологии и производства, на таких наномасштабах успех по большей части определяется не столько литографической технологией, сколько используемыми материалами, и именно поэтому внимание исследователей привлекает группа полупроводников под условным названием III-V (алюминий, бор, галлий, индий), успешно применяющаяся в индустрии связи для создания сверхвысокочастотных транзисторов.

Одним словом, в Intel закон Мура все так же свято почитаем и соблюдаем, и несмотря на периодически возникающие разговоры о его исчерпании, компания по-прежнему намерена придерживаться предполагаемого им двухлетнего цикла. Теперь давайте посмотрим, что это может дать на практике – как самой корпорации Intel, так и нам с вами.

Смещение акцентов и новые рынки

Так, по мнению IDC, будут расти продажи нетбуков и «конвергентных мобильных устройств» в ближайшие годы

Для вдумчивого наблюдателя за ИТ-индустрией вряд ли станет откровением мысль о том, что рынок ПК вошел в пору собственной зрелости. Да, он по-прежнему развивается; да, его эластичность даже в условиях кризиса дает повод Gartner несколько раз улучшать свои прогнозы на 2009 г.; да, у него отличные перспективы в развивающихся регионах, где до сих пор проникновение персональных компьютеров и Интернета относительно невелико. Но в то же время нельзя отрицать, что новости с переднего края высоких технологий слегка утратили былой ореол магической привлекательности, и уже значительно меньшее количество энтузиастов ожидает выхода нового поколения десктопных CPU с большим нетерпением. Все говорит о том, что для дальнейшего успеха одного лишь эволюционного развития будет недостаточно – требуются периодические революции, аналогичные, скажем, появлению нетбуков, сыгравших роль «палочки-выручалочки» для всей индустрии ПК на время кризиса.

Разумеется, стратеги Intel заранее предсказывали наступление этого периода, что дало компании возможность основательно к нему подготовиться. Собственно, с момента объявления о работе над архитектурой Atom стало очевидно, что чем дальше, тем активнее компания ищет для себя новые сегменты и рынки, и дальнейший успех нетбуков лишь подтвердил правильность избранного пути. Поэтому уже сейчас хорошо заметно, как, отдавая должное традиционным архитектурам Core и Xeon для сегментов десктопных и мобильных ПК и серверов, Intel постепенно смещает акценты в сторону совсем других продуктов, базирующихся на ядре Atom – и не исключено, что в ближайшем будущем данному, пока что альтернативному, направлению развития будет уделяться даже больше ресурсов, чем основному. Ведь не кто иной, как сам Пол Отеллини прямо заявил в своем докладе, что не пройдет и пяти лет, как Intel может достичь переломного момента, когда продажи решений класса SoC (System-on-a-Chip) начнут преобладать над сбытом традиционных CPU.

Будущее-на-чипе

В грядущей битве за рынок сматрфонов и коммуникаторов основным оружием Intel станут SoC, базирующиеся на платформах Moorestown и (особенно) Medfield

В настоящий момент в разработке находятся, ни много ни мало, двенадцать (!) 32-нанометровых SoC для различных применений – и все они базируются на модифицированной архитектуре Atom. О некоторых из них расскажем чуть позже; сейчас же, продолжая разговор о влиянии закона Мура, отметим, что именно необходимость разработки энергоэффективных SoC является для Intel главнейшим стимулом дальнейшего совершенствования технологического процесса. К примеру: переход к технологии 32 нм позволил снизить токи утечки ядра SoC в 30 (!) раз по сравнению с предшествующими 45-нанометровыми решениями.

Кому же понадобятся все эти высокоинтегированные чипы, и в каких устройствах они могут быть использованы? Теоретически спектр их применения очень широк: от банальных нетбуков и неттопов до мобильных терминалов, встраиваемых решений, автомобильных информационных систем, устройств потребительской электроники… Данный список можно продолжать очень и очень долго, и именно в этом разнообразии кроется залог надежды Intel на будущий успех таких чипов. Попросту говоря, продуктов, куда можно с пользой для дела встроить миниатюрный компьютер, вокруг нас гораздо больше, чем места для «отдельностоящих» ПК – а значит, у данного рынка просматривается огромный потенциал.

Как обычно, на IDF можно увидеть множество разнообразных MID. Когда же они наконец попадут на прилавки магазинов?

Который, правда, еще нужно суметь реализовать. Все же рынок SoC в новинку только для Intel, а на самом деле он более чем оживлен, и на нем уже давно существует серьезная конкуренция: даже элементарный поиск в Wikipedia по запросу «производители SoC» возвращает список более чем из шестидесяти вендоров, многие из которых возделывают эту ниву уже не один десяток лет. А ассоциация IEEE, к примеру, в сентябре 2009 г. провела очередную, 22-ю по счету ежегодную трехдневную конференцию разработчиков IEEE International SOC Conference в Белфасте (Ирландия) – мероприятие масштаба не меньше IDF. Одним словом, на данном рынке отнюдь не безлюдно, и чтобы действительно преуспеть здесь, Intel придется предложить что-то уникальное. Но что именно?

Многоликий Atom

В Intel полагают, что знают ответ на этот вопрос. Залог успеха собственных SoC (равно как и остальных продуктов) компания видит прежде всего в преемственности архитектуры х86 на всех уровнях вычислительных систем – от «тяжеленных» 8+-процессорных серверных решений платформы Nehalem-EX до настольных и мобильных ПК на Westmere, а также нетбуков и MID на Moorestown и Medfield.

Платформа Moorestown состоит из процессора Lincroft и чипсета Langwell. Первые устройства на ее базе уже выпущены, и их формфактор действительно недалек от типового для современных коммуникаторов

Производственные планы Intel включают совершенствование ядра Atom с переходом на каждый новый техпроцесс, а также создание на его базе целого набора интегрированных решений класса SoC. И основой для такого класса, как Internet Connected Devices, которые обычно вызывают наибольший интерес у публики, станет платформа Moorestown.

При ее разработке Intel преследовала следующие цели: прежде всего вдвое снизить энергопотребление и занимаемую системной платой площадь по сравнению с предыдущим поколением (Menlow); но главное, реализовать режим Always On, в котором количество расходуемой в простое энергии уменьшится в 50 раз. Кроме того, чтобы привлечь внимание сообщества разработчиков мобильных устройств к этой платформе, она должна предложить им новые, актуальные сегодня возможности: к примеру, воспроизведение и запись пресловутого видео высокой четкости либо поддержку 3D-графики OpenGL 2.0.

По утверждению Intel, все эти задачи были успешно решены. 45-нанометровый SoC Lincroft использует технологии Burst Power Mode и Bus Turbo Mode для радикального изменения производительности вычислительного ядра в зависимости от нагрузки, а силовые транзисторы Power Gates отключают питание неиспользуемых частей чипа на время простоя. Кроме того, реализована комплексная многоуровневая система управления энергопотреблением всех участков SoC для множества типовых задач его применения. Любопытным фактом также стало утверждение, что для полной реализации всех функций управления питанием возможностей ОС Windows окажется недостаточно, и оптимальным будет использование ОС Moblin 2.0, о которой ниже.

лавная проблема для архитектуры х86 в мобильном сегменте – оптимизация энергопотребления. Слева показана работа режима Burst Mode, регулирующая производительность в зависимости от загрузки; справа – технологии Power Gating (снимки ядра в ИК-спектре)

Пол Отеллини также объяснил причины аутсорсинга производства SoC на базе Atom компании TSMC, который в свое время вызвал немало толкований и обсуждений в соответствующих кругах: «Мы пошли на этот шаг не для наращивания выхода чипов. Мы сделали это, чтобы привлечь новых заказчиков, позволяя им встраивать свою интеллектуальную собственность непосредственно в заказываемые SoC на базе Atom, либо воспользоваться широчайшей библиотекой готовых устройств и блоков, наработанной TSMC, чтобы получить SoC в полном соответствии со своими потребностями. Новые рынки диктуют свои правила игры».

LG произвела для Intel первый образец оригинального устройства на Moorestown, и на подходе, по уверениям компании, еще пяток. Однако на момент проведения форума не было никаких комментариев по поводу достижимого срока жизни от батареи, кроме расплывчатого «all day battery life» (что можно понимать и как показатель в режиме ожидания, и как результат при активном использовании устройства). Поэтому не исключено, что для реального воплощения Atom в смартфонах и коммуникаторах придется ждать платформу следующего поколения, Medfield, базирующуюся на 32-нанометровом SoC. Впрочем, надо полагать, сообщество ARM-разработчиков все это время также не будет сидеть сложа руки, и потому можно лишь констатировать, что накал страстей в данной области продолжает расти. Но решающая битва за рынок мобильных терминалов, от исхода которой зависит очень многое, у Intel все же еще впереди – хотя готовиться к ней компания начинает уже сейчас.

Atom Developer Program

ОС Moblin 2 на неттопе впечатляет «отзывчивостью» графического интерфейса

Общеизвестно, что без обширного набора программного обеспечения даже самая лучшая аппаратная архитектура ничего не стоит. Intel прилагает значительные усилия для продвижения Moblin 2, однако, не являясь разработчиком подобного ПО, она лишь предлагает ее поставщикам дистрибутивов Linux, и многие из них уже представили собственные сборки на ее базе: Canonical, CS2C, Linpus, Mandriva, Novell, Phoenix и Turbolinux. Производители аппаратного обеспечения также поддерживают Moblin, к примеру, на IDF был представлен нетбук Dell Inspiron Mini 10v с установленной ОС Ubuntu Moblin Remix Developer Edition (сборка от Canonical). Также ведут разработку своих продуктов ASUS, Acer и Samsung.

Но ведь подавляющее большинство нетбуков продается с предустановленной ОС Microsoft XP, а в перспективе ей на смену придет Windows 7 Starter Edition. Так что же, разработчикам прикладного ПО теперь придется работать «на два фронта», создавая сразу несколько версий своих продуктов под каждую из этих ОС?

Виртуальные магазины ПО для устройств на базе Atom сможет открыть каждый ОЕМ-производитель. А разработчики смогут продавать в них не только пользовательские продукты, но и, например, компоненты

Конечно, нет. Суть программы поддержки разработчиков ПО Atom Development Program заключается не только в создании традиционного сообщества и обмене опытом – она как раз и состоит в том, чтобы предложить им основу, каркас для построения собственных приложений – дать отправную точку и помочь выполнить задуманное с минимумом усилий и при этом получить достойную оплату за свой труд. Поэтому кросс-платформенная совместимость обеспечивается за счет middleware: Adobe и Microsoft объявили о том, что run-time среды Air (Flash) и Silverlight будут поддерживаться на Moblin 2; также в недалеком будущем планируется портирование JavaFX и других популярных окружений. А это значит, что один и тот же код будет исполняться под обеими ОС, равно как и на грядущих инкарнациях Atom для смартфонов и коммуникаторов, без особых проблем совместимости.

Интересно, что пример магазина ПО для iPhone Apple Store и вообще подобная бизнес-модель распространения приложений вдохновили Intel на создание аналогичного решения – однако его реализация более комплексная и гибкая. Шаблоны Appstore в рамках Atom Developer Program позволяют каждому ОЕМ-производителю открыть собственный «магазин», причем в нем будут продаваться не только прикладные программы, но и, скажем, компоненты для разработчиков. Это начинание уже поддержали ASUS, Acer и Dell.

ТВ и его перспективы

Эрик Ким продемонстрировал CE4100 – развитие линейки SoC на базе Atom для рынка потребительской электроники

Еще одним весьма интересным образцом SoC на базе 45-нанометрового ядра Atom стал CE4100 – процессор для устройств потребительской электроники. Интегрированные контроллер памяти DDR2/DDR3, контроллер NAND-флэш, HD-видео- и аудиодекодеры, возможность захвата несжатого аудиовидеопотока в 1080р – вот лишь очень краткий список его особенностей. И хотя Intel часто критикуют за стремление «встроить компьютер в телевизор», судя по всему, именно к этому ТВ-индустрия рано или поздно придет – учитывая темпы распространения медийного контента в Интернете, возможность доступа к нему посредством ТВ может стать новым рыночным преимуществом для производителей СЕ-устройств.

Благодаря интеллектуальной системе отбора контента телевизор будущего сможет, например, выбирать по запросу зрителя все самые зрелищные моменты футбольного матча

Вообще, перспективам развития телевидения, а также роли Intel в этом процессе была посвящена значительная часть IDF. Несмотря на то что ознакомиться с ними было небезынтересно, для наших широт этот интерес является скорее академическим, так как в ближайших планах национального ТВ поворотной точкой является переход на цифровой формат вещания к 2012 г. (это в лучшем случае). А до этого момента, само собой, о возможностях каких-либо технологических прорывов говорить не имеет смысла.

Но одна тема все же заслуживает более пристального рассмотрения – это 3D ТВ, на котором в 2009 г. делается особый упор. Невзирая на то, что соответствующие технологии воспроизведения стереоскопической картинки существуют уже десятки лет, только в последнее время наконец-то намечается прогресс с противоположной стороны – создания контента. Кроме анимационных лент, таких как, скажем, Monsters vs. Aliens производства DreamWorks, постепенно нарабатывается необходимая инфраструктура для создания полноценного 3D-вещания. В частности, в 2010 г. в США планируют запустить первый ТВ-канал в 3D-формате, причем происходить это будет при активном участии Sony.

Джастин Раттнер в реальном времени «пожимает руку» своему 3D-визави из компании 3ALITY Digital. Слева – установка для 3D-видеотрансляции

Возможности современных 3D-технологий были продемонстрированы участникам форума довольно наглядно: розданы поляризующие очки, и во время выступления Джастина Раттнера была проведена прямая 3D-трансляция из холла выставочного центра Moscone West, где проходил IDF. В ее ходе г-ну Раттнеру даже удалось «пожать руку» своему визави, CTO компании 3ALITY Digital Говарду Постли. Он рассказал, что технологически проблема 3D-вещания уже решена, и хотя соответствующий объем информации, поступающий с видеокамер, очень большой (более 9 Гб/с), это не препятствует возможности полноценной трансляции, скажем рок-концерта либо спортивных состязаний в 3D. И если запуск первого трехмерного канала ТВ пройдет без осложнений, 3D-технологии визуализации получат мощный толчок к развитию. И кто знает, каким в результате станет (американское) телевидение через 10–15 лет…

Но все это – дела грядущих дней; а пока давайте спустимся с небес на землю и взглянем, что готовит нам Intel на ближайшее будущее в трех традиционных ключевых сегментах: серверном, десктопном и мобильном. И начнем как раз с последнего, как наиболее бурно развивающегося.

Мобильные Core i7

Главной новостью здесь, разумеется, стало пришествие архитектуры Nehalem в мобильные ПК в виде трех процессоров Clarksfield (аналог настольных Lynnfield, которые мы не так давно обсудили во всех подробностях: ko-online.com.ua/44951). Сюда входят экстремальный Core i7-920XM (2,0 ГГц; 3,2 ГГц Turbo Boost; 8 МБ кэш) и более доступные Core i7-820QM (1,73–3,06 ГГц ТВ; 8 МБ кэш) и Core i7-720QM (1,6–2,8 ГГц ТВ; 6 МБ кэш). ОЕМ-производители ноутбуков уже представили первые продукты на них, однако о массовом приходе новой архитектуры, по-видимому, объявлять пока рановато – стоимость данных CPU в партиях от 1000 шт. составляет $1054, $546 и $364 соответственно, поэтому появятся они разве что в мобильных рабочих станциях – TDP новинок составляет 55 Вт для 920XM и 45 Вт для двух других CPU. Либо в игровых ноутбуках – по предположению Intel, по продажам в конце 2010 г. они превзойдут десктопные игровые системы.

Дади Перлмуттер демонстрирует оригинальный концепт ноутбука с тремя дополнительными OLED-экранами над клавиатурой

Все процессоры четырехъядерные, оснащены встроенными контроллерами ОЗУ DDR3 1333/1066 МГц и PCI-Е 2.0 (1×16 либо 2×8). Прочие функции возложены на чипсет PM55 Express, поддерживающий 6 портов SATA, 8 интерфейсов PCI Express 2.0 x1 и 14 портов USB. Как и в случае с настольным ядром Lynnfield, вопрос о чипсете с интегрированным графическим ядром повисает в воздухе – остается либо приобретать мобильный графический акселератор стороннего производителя, либо ждать поколения двухъядерных мобильных CPU с интегрированным GPU: Arrandale из семейства Westmere. Впрочем, учитывая невысокую популярность четырехъядерных решений в мобильных системах, такую реакцию рынка Intel ожидает заранее. Между тем главными инновациями, которые принесет архитектура Nehalem в мобильный сегмент, станут Power Gates – транзисторы-«выключатели» неиспользуемых частей CPU и агрессивная технология Turbo Boost, позволяющая нарастить тактовую частоту более чем на 1 ГГц при работе в «одноядерном» режиме.

Прощай, Centrino!

Интересная деталь: на этом этапе уже можно смело говорить «прощай» привычному логотипу Centrino, так как данная торговая марка прекращает обозначать мобильную платформу и в дальнейшем будет относиться лишь к адаптерам беспроводной связи. По крайней мере, в ходе анонса новых мобильных CPU данное слово ни разу не упоминалось, и нет особых надежд в скором времени услышать его снова в данном контексте. Впрочем, возможно это и к лучшему: возложенную на нее миссию данная торговая марка отработала с лихвой; настало время новых героев.

Мир стремительно «мобилизируется» – по данным, представленным Мули Эденом, отрыв количества продаваемых мобильных ПК от декстопов вскоре станет явно выраженным, причем во всех регионах

Платформенная стратегия Intel в десктопном и мобильном сегментах выглядит довольно стройно: решения ранжируются исключительно под брендами Core i3, Core i5 и Core i7, представляя собой базовый, продвинутый и топовый уровни производительности CPU. Однако любопытно, что по коду процессора теперь нельзя будет определить количество вычислительных ядер; также неочевидно наличие в нем графического ядра, функций Turbo Boost и Hyper-Threading и т. д. Одним словом, данное деление удовлетворит разве что самых нетребовательных покупателей, более же подкованным волей-неволей придется углубляться в дебри процессорных спецификаций.

Коммуникации настоящего и будущего

Линейка коммуникационных модулей беспроводной связи Intel, которые появятся на рынке в следующем году, будет обязательно поддерживать мобильный WiMAX

Обсуждать в данном подразделе адаптеры беспроводного доступа Intel было бы не слишком интересно: ведь общеизвестно, что компания активно пропагандирует технологию Mobile WiMAX, а соответствующее решение для мобильных ПК, интегрирующее в себе и Wi-Fi, и WiMAX, носит кодовое имя Kilmer Peak и ожидается в следующем году. Также стоит упомянуть и о модуле Evans Peak, совмещающем адаптеры Wi-Fi, WiMAX, BlueTooth и GPS-приемник, – он является дополнением к вышеупомянутой платформе MooreStown.

Зато гораздо интереснее было посмотреть на первые устройства на базе USB 3.0 (она же SuperSpeed USB), во множестве представленные на выставке партнеров Technology Showcase. Разумеется, это все больше были различные ИС: трансиверы, концентраторы, мосты USB 3.0 – SATA и пр. от NEC, Texas Instruments, ellisys, Synopsis, Fresco Logic и других производителей, но все же попадались и конечные решения: к примеру, внешний жесткий диск с интерфейсом USB 3.0 под брендом Buffalo или материнская плата ASUS P7P55D Deluxe, укомплектованная дискретным контроллером Fresco Logic. Надо полагать, в следующем году мы все же увидим продукты с поддержкой данного стандарта на полках магазинов – это радует, учитывая увеличенную на порядок полосу пропускания (до 4,8 Гб/с) и полную обратную совместимость.

USB 3.0 и первые продукты с поддержкой данного интерфейса появятся на прилавках уже в следующем году

Впрочем, не исключено, что в более отдаленном будущем нам вообще будет достаточно единственного интерфейса для подключения к ПК устройств любого типа – от дисплеев до систем хранения данных и другой периферии. Причем этот интерфейс будет универсальным как на логическом уровне, поддерживая всевозможные протоколы, так и на физическом, допуская длину соединения до 100 м. Вот только он будет уже не электрическим, а… оптическим.

Интерконнект будущего: оптический интерфейс Light Peak способен заменить множество медных соединений

Технология Light Peak, разрабатываемая Intel, позиционируется как замена распространенным медным соединениям «на все случаи жизни», уже сейчас предлагая пропускную способность 10 Гб/с, а в перспективе наращивая ее до 100 Гб/с. В ходе показанной на IDF демонстрации к единственному порту Light Peak были подключены как дисплей, на который выводился видеопоток в формате Full HD, так и внешний накопитель, с которого производилось копирование данных – без какого-либо ущерба для картинки.

Конечно, Intel отдает себе отчет, что несмотря на интерес индустрии (в частности, весьма большую заинтересованность в Light Peak проявила Sony) и планируемую готовность основных компонентов в следующем году данная разработка может заменить собой медные интерфейсы скорее в далекой перспективе. Впрочем, в этом может и не возникнуть необходимости, ведь действительно массовому, недорогому в производстве и простому в эксплуатации оптическому интерфейсу может найтись множество применений уже сейчас.

2×CPU+GPU=*dale

Массовый десктопный сегмент в первом квартале 2010 г. ждет появление 32-нанометровой процессорной архитектуры Westmere: двухъядерные CPU для настольных систем на ее базе носят кодовое имя Clarkdale, а для мобильных – Arrandale (их легко запомнить благодаря одинаковым окончаниям). Они совмещают на одной подложке 32-нанометровое ядро CPU и 45-нанометровое ядро GPU с контроллером памяти, а продаваться будут под торговой маркой Core i5.

Clarkdale и Arrandale: двухъядерные процессоры для десктопного и мобильного рынков совмещают в себе 32-нанометровые CPU Westmere и 45-нанометровый GPU, способный аппаратно ускорять воспроизведение одновременно двух видеопотоков высокой четкости. Ниже – результаты первых тестов

Первые результаты тестов, приводимые самой Intel, дают поводы для оптимизма: преимущество новинок в синтетических тестах налицо. Однако не менее, а пожалуй даже более интересными смотрятся возможности их интегрированного графического ядра, потомка GMA X4500HD (кодовое имя Ironlake): на IDF было продемонстрировано одновременное декодирование и воспроизведение двух Blu-ray-потоков высокой четкости на двух различных дисплеях, при этом загрузка CPU по индикатору Task Manager не превышала 10%. Также стоит упомянуть, что это первое интегрированное графическое ядро, способное декодировать и выводить на внешний ресивер 8-канальную звуковую дорожку BD в несжатых форматах высокого разрешения, таких как Dolby TrueHD (да и из дискретных GPU это умеет, пожалуй, лишь недавно анонсированный Radeon HD 5800).

Еще из интересных нововведений в Westmere – новый набор инструкций AES-NI, позволяющий на порядок ускорить операции шифрования. Защищенность конфиденциальных данных всегда была немаловажным вопросом, и с массовым переходом на парадигму cloud computing его актуальность лишь возрастет – как в серверных системах, так и на клиентской стороне.

В чуть более отдаленной перспективе, а именно ближе ко второму полугодию 2010 г., нас ожидает 6-ядерный Gulftown в high-end-сегменте: он будет продаваться под торговой маркой Core i9-1xxx. Потом последует появление архитектуры Sandy Bridge, работающая система на которой была продемонстрирована во время выступления Пола Отеллини, и переход на 22-нанометровую технологию. Впрочем, об этих продуктах пока что информации немного.

Миниатюрные miniITX платы для Clarkdale обзавелись полноценным слотом PCI-E x16 (справа)

Jasper Forest – специализированный CPU высокой интеграции с архитектурой Nehalem для рынков СХД и встраиваемых систем

Платформа для двухпроцессорных серверов следующего поколения базируется на чипах Westmere-EP и чипсете 5520

Модуль микросервера на базе Xeon 3400 со сверхнизким потреблением

Благодаря функции MCA Recovery системы на базе Nehalem-EX смогут локализировать и компенсировать аппаратные сбои, которые в других случаях приводят к BSOD

Первая демонстрация Larrabee

Проект дискретного GPU Intel всегда привлекал повышенное внимание публики, так как с помощью его нетривиальных архитектурных решений (в частности, полностью программируемого рендеринг-конвейера на базе множества параллельных х86-вычислителей) компания намерена потеснить ATI и NVIDIA на данном поприще. Билл Марк, сотрудник исследовательского центра Intel в области графики и визуализации, продемонстрировал систему, состоящую из CPU Gulftown и раннего степинга Larrabee, именуемого Software Development Vehicle (т. е. базового чипа, предназначенного сугубо для разработки и отладки ПО и не являющегося показателем реальной производительности либо возможностей финального продукта).

Демонстрация включала исполнение модифицированного окружения игры Quake Wars: Enemy Territory в режиме трассировки лучей в реальном времени – на показанной сцене генерировались реалистичные отражения объекта от волнующейся водной поверхности. По словам докладчика, это потребовало всего десяток строк шейдерного кода на С++.

Вообще говоря, raytracing не является наиболее эффективным способом задействования возможностей этого x86 GPU, однако демонстрирует его высокий потенциал в области GPGPU-вычислений и, самое главное, гибкость такого подхода – в дополнение к типовым методам растеризации в DirectX и OpenGL Larrabee позволяет создать любую схему рендеринга, включая в том числе воксельный рендеринг и трассировку лучей. По сути, программирование для Larrabee слабо отличается от написания кода для многоядерных процессоров на х86-архитектуре, ведь, кроме набора вычислителей на базе ядра Pentium P54C, этот GPU из традиционных для графических процессоров блоков содержит разве что TSU (Texture Sampling Unit), позволяющий выполнять распаковку текстур, трилинейную и анизотропную фильтрацию.

И все же сроков появления Larrabee в игровых системах названо не было, из чего можно сделать вывод, что работы в этой области осталось еще очень много. Вместе с тем Шон Мэллони упомянул, что на определенном этапе в будущем архитектура Larrabee будет интегрирована в CPU в качестве встроенного графического ядра – можно предположить, что это будет семейство Haswell, выполненное по 22-нанометровой технологии и ожидаемое в 2013–2014 гг.

Чтобы привлечь разработчиков активнее исследовать архитектуру данного GPU и более подробно рассказать о его возможностях, в 2009 г. Intel провела Visual Computing Summit и планирует повторить это мероприятие и в следующем, а также активно участвует в Game Developers Conference и других профильных мероприятиях. Для помощи им компания развернула программу Visual Adrenaline (visualadrenaline.intel.com), в рамках которой, например, не только раздаются «заготовки» а-ля C++ Larrabee Prototype Library для экспериментов с программной моделью GPU, но и, скажем, издается журнал Visual Adrenaline Magazine, а также создано полноценное сообщество разработчиков.

От микросервера до ЦОД

В сегменте серверных решений у Intel также накопилось немало интересного. Для сегментов Mission Critical Servers и High Performance Computing предлагается архитектура Nehalem-EX, предназначенная для построения 4- и 8-процессорных систем. В ее основе 8-ядерный Beckton, поддерживающий до 16 модулей DDR3 и четыре канала QPI, также из особенностей – улучшенные RAS-возможности, включая технологию восстановления после аппаратных сбоев MCA (Machine Check Architecture) Recovery, унаследованную от Itanium.

В массовом сегменте двухпроцессорных серверов ожидается появление архитектуры Westmere-EP: 32-нанометровые CPU (2-4-6 ядер), предположительно именуемые Xeon 56хх. Среди ключевых преимуществ – инструкции AES-NI, технология TXT (Trusted Execution Technology), пониженное энергопотребление, чуть более высокие частоты. В состав платформы также входят чипсет 5520 (Tylersburg), южный мост ICH 9/10 и Ethernet-адаптер 82599 (10 GbE).

Для лезвийных систем высокой плотности и экономичных серверных платформ Intel предлагает семейство Xeon 3400 со сверхнизким потреблением и TDP 45 и 30 Вт. На их базе уже продемонстрированы первые продукты: платформа для cloud-систем от SGI (6 CPU в 1U, 228 на стойку). Также Intel показала референсный дизайн лезвийного модуля микросервера на базе Xeon 3400 с поддержкой горячей замены: предполагается, что в корпусе высотой 5U разместится 16 таких модулей.

Наконец, архитектура Nehalem достигла той стадии развития, когда стало возможно имплементировать ее и на уровне микроконтроллеров. Jasper Forest – так называется первый специализированный высокоинтегрированный CPU, разработанный Intel для систем хранения и встраиваемых решений. Его ключевой особенностью является интеграция процессора уровня Xeon 5500 (Gainestown) и чипсета 5520 (Tylersburg): т. е. в процессорное ядро встроены контроллер PCI-Е, виртуализированная подсистема ввода-вывода, непрозрачный (non-transparent) мост и контроллер RAID 5/6. Это позволяет уменьшить необходимую для платформы площадь на плате и снизить суммарное тепловыделение. По задумке Intel, в таком виде Nehalem найдет свое применение в системах хранения данных, сетевых маршрутизаторах, сфере коммуникации и лезвийных системах.

Цифровой континуум и его создание

Более 4 тыс. посетителей для мероприятия уровня IDF – много это или мало? Сложно сказать. С одной стороны, по сравнению с лучшими годами, безусловно, не рекорд; с другой – это говорит о том, что формат данного форума для разработчиков все еще интересен и привлекает внимание.

Разумеется, в рамках краткого эссе нереально охватить все поднятые и рассматриваемые на нем темы – особенно если учесть, что посетить сразу все технические сессии невозможно из-за их параллельного проведения. А жаль, так как на некоторых из них действительно предоставлялась информация из первых рук – а это дорогого стоит.

Суть посыла Пола Отеллини к разработчикам проста: давайте строить связанный вычислительный континуум. Не нужно расточать собственные усилия, каждый раз изучая с нуля новую архитектуру и заново переписывая под нее собственные приложения; приобретайте навыки и осваивайте инструменты для многопотокового программирования под архитектуру х86 один раз, и применяйте их в дальнейшем для всего спектра основанных на ней устройств – от серверных платформ и графических акселераторов до настольных и мобильных ПК, нетбуков, мобильных терминалов и встраиваемых решений. С помощью аппаратных платформ и программных инструментов Intel, а также участвуя в тематических сообществах и используя опыт и наработки коллег по цеху, успешный результат достижим гораздо быстрее и с минимумом затрат. И более чем внушительное число разработчиков для архитектуры Intel (по данным компании, сегодня их насчитывается порядка 14 млн человек) говорит о том, что это не просто красивые слова. А значит, в следующем году мы опять сможем встретиться с ними – на IDF 2010.