Výpočetní technika pokořuje nové hranice

Justin Rattner - technický ředitel společnosti Intel, zdůraznil na konferenci IDF zrychlující se dopad vícejádrových počítačů. Ten se týká nejen superpočítačů, ale i běžných strojů - vývojáři řeší široké spektrum výpočetních problémů na klientských počítačích i serverech.

Technický ředitel společnosti Intel Justin Rattner na konferenci Intel Developer Forum (IDF) představil budoucnost počítačového odvětví, jež se podle jeho názoru neustále zrychluje. Jako příklad uvedl dopad vícejádrových procesorů, z nichž se stává hlavní proud, a též novinky dosažené na extrémních úrovních počítačové techniky.

"Intel a vývojářská komunita IA spolupracují od roku 2006 na realizaci vícejádrových počítačů, přičemž dopady této spolupráce překračují oblast superrychlých počítačů a projevují se v tom, jak jsou řešeny běžné problémy počítačového provozu na klientských počítačích a serverech", prohlásil Rattner během svého vystoupení třetí den konference Intel Developer Forum v San Francisku. "To, co jsme představili dnes, je jen škrábnutím po povrchu toho, co bude možné v případě vícejádrových systémů, které budou na trh uvedeny v budoucnu."

Extrémní výpočetní výkon

Intel i nadále pracuje na posouvání hranic technologií a hledá příležitosti, které by počítače posunuly na novou úroveň z hlediska výkonu při podstatně nižší spotřebě energie, než je možné dnes. Jako příklad uvedl Justin Rattner nový procesor typu Near-Threshold Voltage, který využívá zcela nových, ultranízkonapěťových okruhů, jež umožňují snížit spotřebu energie doslova na minimum.

Tento koncept procesoru je schopen vysokého výkonu, nicméně při nízké pracovní zátěži jeho spotřeba klesá až pod 10 miliwattů - to je tak nízká spotřeba, že počítače je díky tomu možné napájet jedinou solární buňkou velikosti poštovní známky.

Nepočítá se s tím, že by tento výzkumný čip byl uveden do masové výroby, nicméně výsledky tohoto výzkumu mohou vést k integraci škálovatelných nízkonapěťových okruhů do širokého spektra výpočetních zařízení a přispět až k pětinásobnému snížení spotřeby elektrické energie.

Technologie tohoto typu pomohou společnosti Intel dosáhnout svého cíle a snížit spotřebu elektrické energie na výpočetní úkoly 100krát až 1000krát, a to u široké škály aplikací od zpracování velkých datových objemů na jednom konci spektra po kapesní aplikace na straně druhé.

Hybrid Memory Cube, koncept DRAM, který vyvinula ve spolupráci s Intelem společnost Micron, demonstruje nový přístup k navrhování pamětí, který oproti stávajícím DDR3 pamětem nabízí až sedminásobný nárůst energetické účinnosti.

Hybrid Memory Cube využívá konfigurace štosovaného paměťového čipu, tvoří tak kompaktní "kostku" a využívá zcela nového, vysoce účinného paměťového rozhraní, které vytyčuje zcela nový standard energie spotřebované na jeden bit a zároveň podporuje datové přenosy až trilion bitů za sekundu.

Tento výzkum by mohl vést k dramatickému zlepšení serverů optimalizovaných pro provoz v režimu cloud; zároveň bude možné získané poznatky využít v nových počítačích formátu ultrabook, televizorech, tabletech a chytrých telefonech.

Četná použití vícejádra

Vícejádro, neboli postup, kdy je jeden čip osazen větším počtem zpracovávajících jednotek, se stalo všeobecně přijímanou metodou pro zvyšování výkonu při současném snižování spotřeby energie. Vícejádro je spíše věcí designu, rozhodně nejde o přidávání dalších a dalších jader v tradičním přístupu, přesto znamenalo transformaci navrhování nových čipů, přičemž se vychází z předpokladu, že čím více jader, tím lépe.

Justin Rattner poukázal na pokrok, k němuž došlo v oblasti vícejádrových počítačů od té doby, kdy Intel před pěti lety představil svůj první dvoujádrový procesor IDF. Dnes vícejádrové a mnohojádrové procesory Intel zajišťují provoz nesčetně aplikací napříč různými sektory a mnohdy zajímavého využití se jim dostává ve zcela nové oblasti "high-core-count" computingu.

Justin Rattner dále ve svém vystoupení popsal některá z nedávných využití této technologie, společně se softwarovými nástroji a postupy programování, které umožňují efektivně využít výkonu vícejádrových a mnohojádrových systémů v několika klíčových oblastech.

Klíčové oblasti využití:

Rychlejší webové aplikace
Rozšíření JavaScritu o funkce paralelního datového programování za využití právě představeného experimentálního open-source enginu Parallel JS, vyvinutého Intel Labs, umožní vytvoření zcela nové třídy aplikací postavených na základě internetového prohlížeče v oblastech, jako jsou editace fotografií a videa, fyzikální simulace nebo 3D hry pro stolní i přenosné počítače, a to včetně nových počítačů typu Ultrabook.
Lepší služby v režimu cloud
Rychlejší odpověď na dotazy pro aplikace v cache díky funkcím vícejádra, jimiž se vyznačuje mikroprocesor Intel Core druhé generace. Díky těmto novinkám mohou největší internetové stránky světa zlepšit svůj provoz a minimalizovat dobu, jakou budou uživatelé muset čekat na klíčová data.
Skutečně velké plátno
CERN se pokouší rozluštit tajemství vesmíru. K tomu využívá klastrů vícejádrových procesorů Intel. Ty výrazně zlepšují výkon fyzikálních aplikací a výsledný kód pak přenášejí na rodinu produktů architektury MIC (Many Integrated Core).
Vyšší bezpečnost PC klientů
Paralelní šifrování a rozpoznání tváře zvýší bezpečnost ultrabooků i tradičních notebooků a stolních počítačů využitím všech IA a grafických jader mikroprocesorů Intel Core druhé generace netradičním způsobem.
Levnější bezdrátová infrastruktura
Společný výzkum s China Mobile usiluje o nahrazení nákladného hardwaru používaného na stožárech mobilního signálu plně programovatelnou a výrazně levnější PC alternativou.