Budoucnost procesorů - pohled pod pokličku Intelu

Hardware | 01.12.02

Nedávné uvedení prvního třígigahertzového procesoru společností Intel se námjevilo jako vhodná příležitost ke krátkému seriálu pojednávajícímu o nejsoučasnějších, ale hlavně...





Nedávné uvedení prvního třígigahertzového procesoru společností Intel se nám
jevilo jako vhodná příležitost ke krátkému seriálu pojednávajícímu o
nejsoučasnějších, ale hlavně o budoucích cestách, kterými se bude ubírat vývoj
procesorů v následujících letech. Náš miniseriál začínáme pohledem pod pokličku
Intelu.

Třígigahertzový procesor Pentium 4 znamená pro Intel nejen pokoření další
frekvenční hranice, ale také mnohem důležitější inovaci, která tentokrát
nespočívá jen v tradičním zvyšování počtu tranzistorů, zvyšování frekvence a
další miniaturizaci výrobního procesu, ale ve vylepšení logiky procesoru. Touto
novinkou je technologie zvaná Hyper-Threading, která přináší dvě hlavní výhody.

První a nejdůležitější výhodou je schopnost procesoru provádět více operací
najednou, tedy něco jako interní procesorový multitasking. Ten umožňuje
procesoru simultánní zpracování více aplikací. Až do zavedení této technologie
pracovaly procesory buď tak, že zpracovávaly nejprve jednu úlohu a po jejím
dokončení začaly s druhou, nebo tak, že vykonávaly na přeskáčku obě aplikace.
Pokaždé se však jednotlivé části procesoru zabývaly jen jedním úkolem a
skutečně vytíženo bylo pouze jedno centrum procesoru. Nyní je možné, aby
zatímco ta část procesoru, zabývající se výpočtem plovoucí čárky, zpracovávala
jednu úlohu, logická jednotka nebo přístup k paměti zpracovává úlohu druhou, a
to současně. Celkový výkon procesoru může za použití této technologie vzrůst až
o 30 procent to ovšem pouze v případě, že se jedná o aplikace optimalizované
pro technologii Hyper-Threading. Při práci se softwarem nepodporujícím tuto
technologii se žádného zvýšení výkonu nedočkáme. Zde musíme podotknout, že
například Windows XP tuto technologii podporují, a v seznamu jiných aplikací
nalezneme například Adobe Photoshop (podle Intelu u něj činí nárůst výkonu 26
procent).

Druhou výhodou má být rychlejší odpovědní doba procesoru, která by měla
urychlit práci se všemi aplikacemi ať již byly nebo nebyly napsány pro
Hyper-Threading. V době uzávěrky jsme měli k dispozici pouze výkonnostní
výsledky Intelu, ale snad už v příštím čísle přineseme kompletní test tohoto
procesoru, obohacený o naše vlastní poznatky.

Tolik ale k současným produktům a technologiím Intelu podívejme se raději pod
tu slibovanou pokličku, již například na vývojářském fóru IDF nadzvihl
viceprezident a hlavní technolog Intelu Pat Gelsinger. Ten potvrdil zájem
Intelu v budoucnu zvyšovat vedle výkonu klasických čipů pro PC i výkon
procesorů pro mobilní telefony a síťové prvky. Křemíkový základ jejich
procesorů by měl být osazen novými materiály a strukturami, jež by do budoucna
vylepšovaly jejich komunikační a výpočetní vlastnosti.

Nárůst výkonu je nerozlučně spojen se zvyšováním počtu tranzistorů a nárůstem
elektrického proudu, který procesorem protéká. Proto se zájem vývojářů zaměřuje
i na způsob, jak zajistit, aby procesorem mohlo protékat větší množství proudu
a přitom omezit jak jeho teplotní únik, tak zabránit tranzistorům před
shořením. Intel vyvíjí nové metody, které mu umožní na čip umístit více
tranzistorů a při použití nových způsobů přenosu dat snížit napájení a celkovou
teplotu procesorů. Jelikož křemík, který se dnes k výrobě procesorů používá,
není nejideálnějším materiálem co se týče rozptylu tepla, pracuje Intel také s
novým druhem materiálu, křemíkovým Germaniem, jehož větší využití se
předpokládá při přechodu na 9mikronový výrobní proces, který má začít koncem
letošního roku. Tento materiál je lepším elektrickým vodičem a může pomoci
zvýšit výkon procesoru. Bohužel je také dražší, takže Intel jej zatím bude
využívat pouze pro výrobu komunikačních zařízení, jak jsou například síťové
komponenty. V této souvislosti je také zajímavý záměr Intelu vyrábět v budoucnu
větší škálu procesorů určených pro specifická odvětví a požadavky. Architektura
mikroprocesoru se tak bude více přizpůsobovat zařízení, pro něž bude čip určen.
V polovině tohoto desetiletí můžeme tedy očekávat zařízení kombinující
komponenty analogové (jako třeba přijímač rádiových frekvencí) s logickými, jež
spolu dají vzniknout například miniaturnímu a levnému rádiu, umístěnému na
jediném čipu. Pro běžné uživatele to bude znamenat, že jakékoliv zařízení s
procesorem Intel bude ve výsledku zdarma obsahovat funkce pro bezdrátový přenos
dat.

I přese vše, co jsme v tomto článku řekli, se však ještě nemůžeme těšit na jiné
než křemíkové mikroprocesory. Křemík bude jako základ čipů sloužit ještě
přinejmenším další desítku let. Čipy budou obohacovány o nové technologie a
způsoby přenosu dat, budou více diverzifikované, ale hlavním směrem vývoje bude
miniaturizace tranzistorů a zvyšování jejich množství na čipu. S tím, jak se
ale budou nanometry stávat příliš velikou jednotkou, bude však třeba neustále
přepracovávat nejen logiku čipu, ale zajisté se objeví i nové technologie, bez
nichž by nebyla plánovaná miniaturizace (často již dnes laboratorně odzkoušená)
schopná masové produkce.

Dnes pracují nejmodernější procesory na 0,13mm technologii, ale již v polovině
příštího roku by se měly začít vyrábět čipy osazené 0,09mm tranzistory. Již
před rokem jsme přinesli informace, že v laboratořích Intelu už tehdy pracoval
procesor s tranzistory o velikosti 0,065 mm (65 nm) ten se začne ve velkém
vyrábět asi v roce 2005, a někde ještě hlouběji v trezoru možná odpočívá již
hotový procesor o velikosti 0,045 mm (45 nm), který se má začít vyrábět v roce
2007 (má obsahovat miliardu tranzistorů a jeho taktovací frekvence bude
škálovatelná až k 20 GHz). Existují plány vedoucí ještě dále do budoucnosti,
ale ty jsou založeny na výzkumech, které se teprve rozbíhají.















Komentáře

K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.