Intel

  • 27 мая 2012 г.
  • 2924 Слова
Очевидно, что последние несколько лет были отмечены большим прогрессом вычислительных систем. Но какими бы ни были достижения прошедших десяти лет, в следующем десятилетии появление и миграция новых приложений и моделей использования на массовые компьютеры определят возросшие требования к вычислительным платформам будущего: высокая производительность, низкое энергопотребление и огромноеувеличение функциональности.
Учитывая то, что фактически произошел титанический сдвиг в моделях использования компьютеров, мы определяем и проектируем компьютерные платформы будущего, которые существенно, глобально изменят не только вычисления, но также интерфейсы и требования к инфраструктуре. Долговременное видение корпорацией Intel развития этих трех фундаментальных элементов платформ, а также архитектурныеинновации и фундаментальные знания, которые движут это развитие, – вот что мы называем «Платформой 2015». Эта статья посвящена вычислительной составляющей «Платформы 2015» – архитектуре микропроцессоров Intel®, а также нашим планам по ее созданию в течение следующих десяти лет.

Архитектура микропроцессоров 2015 года: планы Intel
Глядя в будущее, можно сказать, что процессоры и платформы Intel будутвыделяться не только высокой производительностью самой по себе, но также богатыми и разнообразными вычислительными и коммуникационными возможностями, управлением питанием, повышенной надежностью, безопасностью и управляемостью, а также полной интеграцией со всеми остальными компонентами платформы.¹ Планы Intel по развитию следующих ключевых характеристик архитектуры процессоров на период до 2015 года,или «Micro 2015», включают:

1. Многопроцессорная обработка на уровне кристалла (CMP) 
Корпорация Intel продолжает лидировать в одном из важнейших направлений архитектуры микропроцессоров – повышении уровня параллелизма для увеличения производительности. Как показано на Рисунке 1, мы начали с суперскалярной архитектуры первого процессора Intel® Pentium® и многопроцессорной обработки. В середине 90-хгодов мы продолжили развитие в этом направлении, добавив в наши процессоры такие возможности, как переупорядоченное исполнение инструкций и, наконец, относительно недавно представили процессор Intel® Pentium® 4 с технологией Hyper-Threading. Эти достижения создали условия для следующего важного шага – перехода от одного монолитного ядра процессора ко множеству ядер на одном кристалле.
Intel ужеобъявила о серийном выпуске платформ на базе многоядерных процессоров.
Сейчас эти платформы построены на базе двухъядерных процессоров Intel, но в процессе развития количество ядер будет становиться все больше и больше. Мы планируем в течение нескольких последующих лет выпустить процессоры Intel, которые будут содержать множество ядер – в некоторых случаях даже сотни. Мы считаем, что архитектурыIntel с поддержкой многопроцессорной обработки на уровне кристалла (chip-level multiprocessing, CMP) представляют будущее микропроцессоров, потому что такие архитектуры позволяют достичь огромных уровней производительности и в то же время обеспечить эффективное управление питанием и эффективный режим охлаждения.

Нажмите на рисунок для увеличения.
Рисунок 1. Рост степени параллелизма вархитектурах процессоров Intel®.
В прошлом повышение производительности традиционных одноядерных процессоров в основном происходило за счет увеличения тактовой частоты (до настоящего времени около 80% производительности определяла тактовая частота). Но постоянное повышение частоты упирается в ряд фундаментальных физических барьеров. Во-первых, с уменьшением размеров кристалла и с повышением частоты возрастает токутечки транзисторов. Это ведет к повышению потребляемой мощности и выделения тепла (подробнее вопросы потребляемой мощности будут рассмотрены далее).
Во-вторых, преимущества более высокой тактовой частоты частично сводятся на нет из-за задержек при обращении к памяти, так как время доступа к памяти не соответствует возрастающим тактовым частотам. В третьих, для...
tracking img