Hirdetés
. Hirdetés

A jövő processzora

|

Értelmét veszíti-e a processzorteljesítmény hajhászása a virtualizációval és a felhőszámítással, hiszen már csak az számít, hogy milyen számítási teljesítmény milyen áron és milyen elektromos fogyasztáson érhető el.

Hirdetés

Amikor a felhasználók kezében már csak vékony kliensek vannak, mellékes, hogy a kívánt teljesítményt hány processzor adja; így lehet, hogy a jövő processzorai csak egyre olcsóbbak és egyre kisebb fogyasztásúak lesznek, és a sebességüket már senki nem akarja majd növelni?

Alig egy éve ünnepelte az Intel a 4004-es processzor megjelenésének 40 éves évfordulóját. Az 1971-ben a japán Busicom cég kérésére - eredetileg egy új elektromos számológép alkatrészeként - készült, a legfontosabb komponenseket mindösszesen egyetlen szilíciumlapkára integrált mikroprocesszorról úgy tartják, az első volt a sorban. A 4004 2300 darab tranzisztorával nevetségesen egyszerűnek tűnik a mai közel egymilliárd tranzisztort tartalmazó processzorokhoz képest.

Az, hogy melyik is volt valójában a világ első mikroprocesszora, máig vita tárgyát képezi, de az kétségtelen, hogy az Intel készített először bárki által vásárolható, sok feladatot ellátni képes megoldást. Mint arra az Intel előszeretettel rámutat, a cég szilíciumgyártásban megszerzett tapasztalata tette lehetővé, hogy egy működő chipet hozzanak létre, amikor mások már elbuktak az ötlettel. A gyártási folyamatok terén a világelsőség megőrzése a cég számára továbbra is az első számú cél.

Minél kisebbek, annál erősebbek

Az elmúlt negyven év során a processzorok dinamikusan fejlődtek, és mára nemcsak komplex mikroarchitektúrákat és magokat tartalmaznak, hanem többféle egyéb funkciót is, mint az FPU, gyorsítótár, memóriavezérlő vagy a Media Processing Engine. Mindeközben a mikroprocesszor félvezető chipként való értelmezése nem igazán változott. Évről évre a szilíciumlapkák mind kisebbek és erősebbek lesznek. Azok az eszközök pedig, amelyeknek szívét ezek a chipek képezik, gyorsabbak, könnyebbek és általánosságban véve sokkal jobbá válnak. De mit tartogat a jövő a processzorok számára?

Az egyik probléma, amivel a processzorgyártás szembenéz, hogy lassan elérik a fizikai határokat. A szilíciumatom átmérője 0,27 nanométer, tehát ahogy a szilíciummegmunkálás mérete csökken - mondjuk, 14 nanométer vagy még kisebb -, akkor már csak pár tucat atomról beszélhetünk kapunként.

Az Intel tik-tak rendszerben érkező processzorainak sorában a múlt hónapban került piacra a már 22 nanométeres gyártási technológiával készült Ivy Bridge, aminek esetében jelentős energiafogyasztás-csökkenést is ígérnek. Az AMD - az Intel legnagyobb riválisa a piacon - ettől egyelőre még jelentősen le van maradva.

Persze kérdés az is, milyen litográfiai technikákkal lehetne 20 nanométer alá menni. Megoldást jelenthet az EUV, azaz az extrém ultraibolya litográfia, ami 13,5 nanométer hullámhosszú fényen alapul, így lényegesen pontosabb, mint a manapság használt 193 nanométeres látható fényű litográfia.

Az EUV egyik problémája hogy igen nehéz előállítani, és a kibocsátott gyenge fényét szinte bármi képes elnyelni. Mindemellett hihetetlenül lassú is. Ahhoz, hogy gazdaságos legyen a gyártási folyamat, óránként 200-300 szilíciumostyát kell előállítani. Ehhez képest a mai EUV gépek óránként mindössze 5 darabot képesek produkálni. Tény, hogy a szilíciummal csodákat tett az emberiség, hatalmas erőt és teljesítményt értünk el, de valahol ennek vége fog szakadni.

Gordon Moore 1965-ben tett - Moore-törvénye néven elhíresült - kijelentése, hogy az egyetlen szilíciumszeleten elhelyezett tranzisztorok száma kétévente megduplázódik, mind ez ideig a számítástechnika egyik kulcsszabálya volt. De sokan, köztük a tévéből jól ismert Michio Kaku fizikus szerint is, ez az exponenciális növekedés fenntarthatatlan. A professzor szerint a ma használt félvezetőtechnológia legnagyobb problémája a túlmelegedés és a szivárgás, ezért gondolja úgy, hogy a szilíciumkorszaknak egyszer véget kell érnie.

Ha már méretek, akkor nem szabad elmenni egy másik probléma mellett sem, nevezetesen, hogy a megmunkálás méretének csökkenésével az ára is megnő. Dollár milliárdokba kerülő berendezésekről van szó, amelyeket egyre kevesebben engedhetnek meg maguknak.

Korábban a félvezető eszközök gyártásának minden folyamata egy helyen zajlott. Ma már az iparág tele van olyan cégekkel, amelyek egy-egy területre koncentrálnak, dizájn, EDA, csomagolás satöbbi. Ez nagyon hasznos volt a költségek csökkentésének érdekében és a kockázatok minimalizálása okán. De az „igazi” chipgyártó FAB-ok száma drasztikusan lecsökkent.

Energiatakarékosság - SoC

Ugyancsak lényeges szempont az energiafogyasztás. Az elmúlt években történt robbanás a mobileszközök piacán igen fontossá tette a minél hatékonyabb energiafelhasználást. A processzorgyártási technikák folyamatosan fejlődnek, és a termékek egyre erősebbek lesznek, de a mobileszközökhöz készülő akkumulátorok egyszerűen képtelenek lépést tartani. Márpedig egyre több ember használ mobileszközöket és elvárja, hogy hosszú működési idejük legyen.

Az energiatakarékosság lehet az egyik ok, amiért a SoC teljesen kiszoríthatja a CPU-t, legalábbis a mobileszközökben. Amíg az asztali számítógépekben a processzor mellett egy csomó más dolog szükséges a működéshez (memória, videokártya és több száz apró egyéb dolog), addig a System-on-a-Chip általában magában foglalja a CPU-t a GPU-t, a memóriát, az USB-kontrollert és a vezeték nélküli adókat (Wi-Fi, 3G, 4G, LTE).

Méretét tekintve kicsit nagyobb a processzoroknál, de azáltal, hogy a főbb dolgokat magában hordozza, rengeteg hely szabadul fel az akkumulátor számára. Ráadásul eleve kevesebb energiát fogyaszt, ami ideálissá teszi a mobileszközök számára. A SoC ad lehetőséget arra, hogy az okostelefonok és a tabletek olyan karcsúak legyenek, amilyennek ismerjük őket.

A SoC igazi hátránya sajnálatosan a teljes rugalmatlanság. Amíg egy asztali számítógépbe bármikor beépíthetünk új alkatrészeket, egy okostelefonnál erre nincs lehetőség. Elképzelhető, hogy a jövőben lehetőség lesz külön SoC vásárlására, amit betehetünk telefonunkba, mivel minden integrálva van, ez eléggé drága és értelmetlen lehet, ha tegyük föl mindössze a memória méretét szeretnénk növelni. Mivel a számítástechnika jövőjét úgy tűnik, a mobileszközök jelentik, könnyen lehet, hogy a SoC fogja a trónról letaszítani a CPU-t.

Érdekes elképzelés az Intel által tavaly bemutatott Claremont fedőnevű chip, amit akár egy olvasólámpa fényével is működésre bírhatunk. A CPU mindössze egy postai bélyeg méretű, és gyakran csak NTV-nek (near-treshold voltage) azaz küszöbfeszültség közelinek is nevezik. A Claremont valószínűleg sosem kerül kereskedelmi forgalomba, de a cég azt reméli, a projekt egyes elemeivel a későbbi termékeknél találkozhatunk.

A jövő a neuron számítógép

Februárban kiderült, az AMD nem ragaszkodik szorosan az x86-os architektúrához, és bejelentettek egy új dizájn stratégiát, amivel kikövezhetik az utat az ARM-technológiát használó AMD processzoroknak. Az új stratégia egyértelmű válaszlépés a számításban bekövetkezett változásoknak. A már említett mobilrobbanás esetében a két nagy processzorgyártó még nem tett le semmi igazán jelentőset az asztalra.

Pedig a változás még egy olyan óriás figyelmét sem kerülte el, mint a Microsoft. A redmondi cég bejelentette, hogy az új 8-as Windows mind x86-on, mind ARM-en fut majd. Persze az AMD kötődése az x86-hoz nagyon erős, kérdés, mennyire gyorsan hajlandók dizájnt váltani.

Nathan Brookwood, az Insight 64 elemzője szerint az ARM-technológia alkalmazása csak az üzlet méretéről függ. Ha mondjuk egy Apple méretű vásárló kéri az ARM adaptálását, az AMD valószínűleg adaptálni is fogja.

A kilencvenes években állt elő Carver Mead a neuromorf elektronikus rendszerek koncepciójával. Mára az olyan számítógépek kifejlesztése, amelyek működésükhöz az emberi agyból merítenek inspirációt, az Egyesült Államok hadserege által is támogatva van. Az ilyen neuron számítógépek működése teljesen más, mint a ma ismert gépeké. Az agyunkban a neuronok végzik el a processzorok munkáját és nagyon sok van belőlük. Az adatokat szinapszisokba - ezek a memóriaeszközök - helyezik, ezáltal hatékonyabbá és sokrétűvé téve a kommunikációt.

Amennyiben a kísérletek a neuron számítógéppel sikerrel járnak, teljesen megváltozik a számítástechnika. A gépek rengeteg olyan feladat elvégzésére válhatnak képessé, amelyeket jelenleg csak nagyon nehézkesen képesek elvégezni annak ellenére, hogy az emberek számára ezek a feladatok pofonegyszerűek. Mivel a DARPA jelentős összeggel támogatja a fejlesztéseket, valószínűsíthető, hogy mondjuk, nem az idősek ápolásában, hanem különböző hadászati területeken próbálják majd ki.

Hirdetés
Ügyfélszolgálati változás!
0 mp. múlva automatikusan bezár Tovább az oldalra »

Úgy tűnik, AdBlockert használsz, amivel megakadályozod a reklámok megjelenítését. Amennyiben szeretnéd támogatni a munkánkat, kérjük add hozzá az oldalt a kivételek listájához, vagy támogass minket közvetlenül! További információért kattints!

Engedélyezi, hogy a https://computerworld.hu értesítéseket küldjön Önnek a kiemelt hírekről? Az értesítések bármikor kikapcsolhatók a böngésző beállításaiban.