IDF 2009: за горизонтом новых технологий

Сейчас, когда пишутся эти строки, очередной ежегодный Форум Intel для разработчиков - Intel Developer Forum (IDF) 2009, уже закончил свою работу. Позади три дня, «до краёв» насыщенных информацией о новых технологиях, решениях, перспективных идеях и разработках, которые изменят мир в ближайшие несколько лет. По традиции в дни осеннего Форума Intel журналисты получают информацию, которая остаётся, без преувеличения, актуальной на протяжении всего года до следующего IDF. Не был исключением и Форум образца 2009 года. Значительная часть идей Intel, изложенных нам за эти три дня, находится в стадии реализации и массового производства. Другая часть реализована лишь в виде экспериментальных моделей, но очень многое при этом пока что находится лишь в виде перспективных идей и задумок, которые еще предстоит осмыслить. Однако о главных событиях Форума мы начнём рассказывать нашим читателям прямо сейчас. Основной акцент в этой статье будет сделан на новые производственные технологии, на нынешний переход технологического процесса Intel с 45-нм на 32-нм нормы и далее к 22 нм, и даже ещё дальше. Но для начала всё же никак нельзя не упомянуть о ряде новых процессоров и систем-на-чипе, которые были анонсированы в ходе IDF 2009 и ради производства которых, в конечном итоге, разрабатываются все эти технологии.

Массовые 32-нм чипы Intel: в шаге от начала поставок

В этом году Intel отмечает достижение очередных технологических вершин, полностью подтверждающих более чем 40-летнюю актуальность Закона Мура. На сегодняшний день компания находится в завершающей стадии внедрения технологии массового производства с нормами 32-нм техпроцесса и уже опробовала опытный выпуск статической памяти с нормами 22 нм, что по традиции подтверждает практическую пригодность применяемой технологии для нужд выпуска массовой продукции. А это означает, что все сегодняшние разработки компании – процессоры Intel Atom, Core и Xeon, интегрированные чипы (System on Chip, SoC) совсем скоро станут ещё быстрее, компактнее, производительнее и универсальнее. Живым подтверждением тому стала демонстрация во время Форума работающих систем на базе 32-нм процессоров следующего поколения – Westmere. Помимо того, что чип Westmere действительно является первым процессором Intel, выпускаемым по нормам 32-нм техпроцесса, он также является первым процессором Intel для настольных ПК с интегрированным непосредственно на подложку графическим ядром, а также обеспечивающим поддержку технологий Intel Turbo Boost, Intel Hyper-Threading в сочетании с инструкциями Advanced Encryption Standard (AES). Процессоры Westmere в настоящее время, что называется, «ставятся на конвейер» - пластины для массового производства уже поступают в цеха, а массовые поставки чипов нового поколения ожидаются в четвёртом квартале 2009. Однако на горизонте - уже новое поколение процессоров для настольных ПК с микроархитектурой Sandy Bridge. Информация об этих чипах пока доступна лишь в общих чертах: процессоры Sandy Bridge, для которых 32-нм техпроцесс изначально будет «родным», будут обладать графическим ядром Intel шестого поколения, изготавливаемым непосредственно на одной кремниевой пластине с центральным процессором. Помимо этого, для микроархитектуры Sandy Bridge будет характерна поддержка набора команд AVX для ускоренной обработки чисел с плавающей запятой и мультимедийного контента, оптимизация под программное обеспечение с интенсивными вычислениями класса обработки медиаданных. В презентации Шона Мэлоуни (Sean Maloney), исполнительного вице-президента компании и генерального менеджера подразделения Intel Architecture Group, был впервые продемонстрирован прототип системы на базе процессора Sandy Bridge, обрабатывающий одновременно несколько потоков видео и сложное 3-D ПО. Также в презентации Шона Мэлоуни была упомянута готовность первых прототипов чипов с архитектурой Larrabee, нацеленных главным образом на ускорение графических вычислений. Более того, было озвучено начало поставок первых прототипов Larrabee-систем в адрес ключевых разработчиков. Однако к превеликому сожалению почтенной публики «живьём» Larrabee-система не демонстрировалась – был лишь показан видеоролик, где на этой системе запускалась популярная игра Quake Wars: Enemy Territory в версии с технологией трассировки лучей в реальном времени. Надо полагать, показ Larrabee «во плоти» станет ключевым событием одного из будущих крупных мероприятий Intel, благо производство ядер Larrabee вроде бы назначено на следующий год. Впрочем, также не стоит забывать, что Intel позиционирует Larrabee не в качестве отдельного дискретного чипа, но в виде одной из новых технологий, которая впоследствии будет интегрирована в процессор наряду с другими инновациями. Также впервые во время презентации была представлена работающая система на базе «геймерского» процессора следующего поколения с кодовым названием Gulftown, который, предположительно, достаточно скоро дебютирует в серии Core i7 Extreme (хотя также полностью не исключено использование бренда Core i9 Extreme). С этим процессором мне повезло больше, поскольку работу системы на базе чипа Gulftown можно было наблюдать в специальной зоне с архитектурными решениями нового поколения. При этом представитель Intel любезно согласился дать мини-интервью и рассказать о результатах тестирования этого нового уникального 6-ядерного 12-поточного процессора, изготавливаемого с соблюдением норм 32-нм техпроцесса. Подробнее этот материал мы уже рассматривали в новости IDF 2009 SF: демонстрация работы Intel Gulftown (Core i9). Для сегмента высокопроизводительных серверных систем на процессорах Xeon и Itanium компания Intel готовит серверный вариант вышеупомянутого ядра с кодовым названием Westmere-EP, который будет поставляться одновременно с процессорами на ядре Nehalem-EX. В ближайшем будущем на серверном рынке также появятся новые сверхэкономичные процессоры серии Intel Xeon 3000 с ультранизким напряжением питания, обладающие TDP (Thermal Design Power) порядка 30 Вт. Среди новых идей для серверного сегмента компания также впервые продемонстрировала концептуальное "микросерверное" решение под один процессор. Референсную платформу предполагается использовать для дальнейшей разработки общих индустриальных стандартов микросерверных решений. В качестве подтверждения тезиса масштабируемости современной версии х86 платформы Intel на максимально широкий рынок приложений, компания анонсировала семейство процессоров Jasper Forest на базе архитектуры Nehalem для встраиваемых приложений. Ожидаемые в массовых количествах уже самом начале следующего года, процессоры Jasper Forest будут использоваться в коммуникационном оборудовании, устройствах хранения данных, армейских, авиакосмических и других приложениях, где критичны компактность, производительность, низкое потребление энергии и низкое тепловыделение. Значительный прогресс достигнут в разработке современных решений для мобильных и ультрамобильных устройств. Так, в рамках Форума впервые были представлены 4-ядерные процессоры Intel Core i7-820QM и Core i7-720QM для производительных ноутбуков, а также мощный мобильный процессор Intel Core i7-920XM Extreme Edition для геймерских решений. Таким образом, микроархитектура Nehalem наконец-то добралась и до сектора ноутбуков, что на практике означает поддержку Intel Turbo Boost, Hyper-Threading, до 8 Мб кэш-памяти Intel Smart Cache, 2-канальную память DDR3, интерфейс PCI Express 2.0, профиль Intel XMP и утилиту Intel Extreme Tuning Utility в мобильных ПК. Наконец, процессорная платформа Intel Atom для ультрамобильных ПК, интернет-планшетов и медиаприставок. В этой области в ближайшее время также намечается значительный прорыв. Так, уже в начале 2010 года состоится запуск платформы Moorestown, ориентированной на применение в составе лёгких карманных интернет-устройств (MID) и смартфонов. В отличие от нынешних процессоров Atom первого поколения архитектуры Menlow, для чипов с архитектурой Moorestown характерно сверхнизкое энергопотребление: благодаря технологии Distributed Power Gating потребление энергии в режиме простоя снизилось до 50 раз по сравнению с предшественниками! Благодаря использованию транзисторов с High-K диэлектриками с металлическими затворами, 45-нм техпроцессу и интегрированному контроллеру ввода/вывода I/O-PCH Langwell, платформа Moorestown обладает высокой производительностью, достаточной для работы с весьма сложными мультимедийными и интернет-приложениями. Здесь также предусмотрена поддержка режима Bus Turbo Mode для увеличения пропускной способности шины, технологии Intel Burst Performance для подъёма тактовой частоты по требованию, а также многопоточную технологию Intel Hyperthreading и технологию энергосбережения Intel SpeedStep. Для обеспечения непрерывного подключения к интернету платформа Moorestown будет опционально поставляться с модулями 3G/HSPA и/или адаптерами WiMAX. Далее произойдёт вполне предсказуемый (но не столь простой на практике) перевод аппаратной платформы для сверхкомпактных устройств на нормы 32-нм техпроцесса. Ещё до конца 2010 года свет увидит процессорное ядро Medfield – более компактное, экономичное и производительное, масштабируемое от решений класса смартфонов до интернет-планшетов и нетбуков с новым уровнем производительности. Наконец, семейство универсальных процессоров класса "система-на-чипе", известное также как медиа-процессоры. Сегодня рынок таких устройств представлен достаточно пёстрым набором аппаратных и программных решений на самых разных архитектурах процессорных ядер, под самые разные программные платформы. Однако с приходом на этот рынок массовых медиа-процессоров Intel на архитектуре x86, поддерживаемой максимально широким спектром операционных систем, бизнес- и бытовых приложений, игр, ситуация может измениться значительным образом. Серьёзная заявка на передел рынка медиа-процессоров была сделана компанией Intel в дни IDF 2009. Новый медиапроцессор компании - Intel Media Processor CE4100, известный ранее по рабочему названию Sodaville, обладает тактовой частотой до 1,2 ГГц и обратно совместим с чипом предыдущего поколения - Intel CE 3100, однако отличается от него значительно возросшей производительностью и функциональностью. Так, в новом процессоре реализована поддержка технологии Intel Precision View для обработки отображаемых данных с высоким разрешением, технология Intel Media Play для беспроблемной работы с аудио и видео, имеется поддержка аппаратного декодирования до двух видеопотоков HD (1080) видеосигнала, новейших стандартов трехмерной графики и звука. Наряду с этим появилось аппаратное декодирование видео MPEG4, сертифицированное по DivX Home Theater 3.0; имеется интегрированный контроллер NAND-флэш и поддержка памяти DDR2 и DDR3. По традиции, в медиа "системе-на-чипе" Intel присутствует интегрированный дисплейный контроллер, графическое ядро, видеоконтроллер, транспортный процессор, чип безопасности и полный спектр портов ввода/вывода, в том числе SATA-300 и USB 2.0. Уже сейчас чип CE4100 получил достаточно широкую индустриальную поддержку со стороны производителей программного обеспечения, игр, поставщиков интернет-сервисов и услуг телерадиовещания. К примеру, поддержка Adobe Flash Player 10 семейством медиапроцессоров Intel с оптимизацией под воспроизведение графики и H.264-видео появится уже в первой половине 2010 года; имеются широкие планы продвижения видеоигр, интерактивного телевидения, телевиджетов. Что показательно, чип Intel CE4100 выпускается с соблюдением норм 45-нм техпроцесса, но уже совсем скоро – до конца 2010 года, будет представлено новое поколения медиапроцессоров, уже на базе платформы Moorestown. Система-на-чипе на базе Moorestown с рабочим названием Lincroft, будет производиться на базе 45-нм процессорного ядра Atom, интегрированного контроллера памяти, графического адаптера и модуля интерфейсов ввода/вывода с рабочим названием Langwell. Новый чип будет поддерживать стандарты беспроводной связи, сенсор цифровой камеры, интерфейс флэш-памяти и т.д. Комплект также будет включать универсальный Mixed Signal IC (MSIC) чип под рабочим названием Briertown. Медиапроцессорам семейства Lincroft, помимо традиционного применения в составе интернет-приставок и медиа-устройств, также найдётся местечко в составе компактных мобильных интернет-устройств и смартфонов.