JohnnyCage
Intel: komoly nehézségek akadályozzák a CPU-k fejlődését
[IDG] Az Intel szakemberei egy hétfőn megnyitott chipkonferencián a processzorok további fejlődésének akadályairól beszéltek. A mérnökök a konferencián több olyan problémát felvázoltak, amelyek gátat szabhatnak a chipek fejlődésének.
A gyártási eljárások folyamatos fejlődése már lassan több, mint harminc éve biztosítja a processzorok teljesítményének növelhetőségét. Az egyre újabb és újabb gyártási eljárások mind kisebb tranzisztorok előállítását tették lehetővé, amely azok számának töretlen növekedéséhez vezetett. Az Intel mérnökei azonban úgy látják, elérkezett az az idő, amikor a processzorok teljesítményének további növeléséhez olyan nagy mennyiségű tranzisztor chipbe integrálására lenne szükség, amelyet a gyártástechnológia fejlődése nem képes követni.
A cég legújabb x86-os arhitektúrájú processzora immár 42 millió tranzisztort tartalmaz. Ez a szám a szakemberek szerint is óriási, és a jövő processzoraiba ennek a többszörösét kellene beépíteni ahhoz, hogy a chipek sebessége jelentősen növekedni tudjon. Gordon Moore, az Intel egyik társalapítója még évtizedekkel ezelőtt megfogalmazta az azóta csak Moore törvényének nevezett megfigyelését, miszerint a processzorokba épített tranzisztorok száma kétévenként megduplázódik. Moore törvénye napjainkig helytállt.
Az Intel mérnökei szerint 2005-re egy átlagos processzor akár 200 millió tranzisztort is tartalmazhat majd, míg az évtized végére az 1 milliárd-os határ is megdől. A tranzisztorok számának növelésére szükség van a teljesítmény növeléséhez, mondják a szakemberek. Néhány éven belül azonban ejuthat a fejlődés oda, hogy a többszáz millió tranzisztor akkora hőt eredményez majd, hogy a processzor melegebb lesz, mint egy atomreaktor, tették hozzá az Intel mérnökei félkomolyan. A processzorok órajele 10-15 éven belül elérheti a 30GHz-et, miközben teljesítményük akkora lesz, mint a mai szuperszámítógépeké, amelyekben többszáz processzor dolgozik.
Pat Gelsinger, az Intel arhitektúra részlegének elnöke szerint ezidáig a processzorok teljesítményét és ezzel együtt a bennük lévő tranzisztorok számát csak az anyagi okok korlátozták. A jövőben ez másképp lesz. Ahhoz, hogy néhány év múlva a fejlődés ne álljon meg, már most el kell kezdeni foglalkozni a problémával. Az Intel szakemberei szerint az eddigi módszerek nem vezetnek majd célra. A processzorok sebességének tovább növeléséhez elengedhetetlen lesz valami forradalmian új technológia, amely azonban jelenleg még terv szintjén sem létezik.
A jelenlegi elképzelések újfajta hűtőrendszerekkel hozhatóak kapcsolatba. Gelsinger szerint az egyik lehetőség valamilyen hűtőfolyadék alkalmazása lenne, amely körülvenné a processzort, de a kéményekhez hasonló hűtőpipák is célravezetőek lehetnének.
A valódi megoldás azonban teljesen máshol keresendő. Számos szakértő úgy vélekedik, a tranzisztorok kihasználtságán kellene javítani. A kutatások szerint a memóriachipek például sokkal jobban kihasználják az alkalmazott tranzisztorokat. A processzor logikai magjának bővítése helyett ezért sokan úgy gondolják, az integrált cache-t kellene drasztikusan növelni. Ígéretes megoldás lehetne ezenkívül több processzort egy szilicíumlapkára integrálni. A több kisebb processzor takarékosabb lehetne az energiával, miközben együttes teljesítményük meglepően jó maradhatna.
"Sínen vagyunk, és úgy gondoljuk, Moore törvénye életben marad a jövőben is, tehát 2010-re várhatóan a milliárdos nagyságrendben tartunk majd a tranzisztorok számát illetően.", mondta Gelsinger. "Azonban ehhez, és persze ahhoz, hogy ne nukleáris reaktorokat gyártsunk, valamilyen módon meg kell oldanunk a fogyasztás és a termelt hő kérdését."
A gyártási eljárások folyamatos fejlődése már lassan több, mint harminc éve biztosítja a processzorok teljesítményének növelhetőségét. Az egyre újabb és újabb gyártási eljárások mind kisebb tranzisztorok előállítását tették lehetővé, amely azok számának töretlen növekedéséhez vezetett. Az Intel mérnökei azonban úgy látják, elérkezett az az idő, amikor a processzorok teljesítményének további növeléséhez olyan nagy mennyiségű tranzisztor chipbe integrálására lenne szükség, amelyet a gyártástechnológia fejlődése nem képes követni.
A cég legújabb x86-os arhitektúrájú processzora immár 42 millió tranzisztort tartalmaz. Ez a szám a szakemberek szerint is óriási, és a jövő processzoraiba ennek a többszörösét kellene beépíteni ahhoz, hogy a chipek sebessége jelentősen növekedni tudjon. Gordon Moore, az Intel egyik társalapítója még évtizedekkel ezelőtt megfogalmazta az azóta csak Moore törvényének nevezett megfigyelését, miszerint a processzorokba épített tranzisztorok száma kétévenként megduplázódik. Moore törvénye napjainkig helytállt.
Az Intel mérnökei szerint 2005-re egy átlagos processzor akár 200 millió tranzisztort is tartalmazhat majd, míg az évtized végére az 1 milliárd-os határ is megdől. A tranzisztorok számának növelésére szükség van a teljesítmény növeléséhez, mondják a szakemberek. Néhány éven belül azonban ejuthat a fejlődés oda, hogy a többszáz millió tranzisztor akkora hőt eredményez majd, hogy a processzor melegebb lesz, mint egy atomreaktor, tették hozzá az Intel mérnökei félkomolyan. A processzorok órajele 10-15 éven belül elérheti a 30GHz-et, miközben teljesítményük akkora lesz, mint a mai szuperszámítógépeké, amelyekben többszáz processzor dolgozik.
Pat Gelsinger, az Intel arhitektúra részlegének elnöke szerint ezidáig a processzorok teljesítményét és ezzel együtt a bennük lévő tranzisztorok számát csak az anyagi okok korlátozták. A jövőben ez másképp lesz. Ahhoz, hogy néhány év múlva a fejlődés ne álljon meg, már most el kell kezdeni foglalkozni a problémával. Az Intel szakemberei szerint az eddigi módszerek nem vezetnek majd célra. A processzorok sebességének tovább növeléséhez elengedhetetlen lesz valami forradalmian új technológia, amely azonban jelenleg még terv szintjén sem létezik.
A jelenlegi elképzelések újfajta hűtőrendszerekkel hozhatóak kapcsolatba. Gelsinger szerint az egyik lehetőség valamilyen hűtőfolyadék alkalmazása lenne, amely körülvenné a processzort, de a kéményekhez hasonló hűtőpipák is célravezetőek lehetnének.
A valódi megoldás azonban teljesen máshol keresendő. Számos szakértő úgy vélekedik, a tranzisztorok kihasználtságán kellene javítani. A kutatások szerint a memóriachipek például sokkal jobban kihasználják az alkalmazott tranzisztorokat. A processzor logikai magjának bővítése helyett ezért sokan úgy gondolják, az integrált cache-t kellene drasztikusan növelni. Ígéretes megoldás lehetne ezenkívül több processzort egy szilicíumlapkára integrálni. A több kisebb processzor takarékosabb lehetne az energiával, miközben együttes teljesítményük meglepően jó maradhatna.
"Sínen vagyunk, és úgy gondoljuk, Moore törvénye életben marad a jövőben is, tehát 2010-re várhatóan a milliárdos nagyságrendben tartunk majd a tranzisztorok számát illetően.", mondta Gelsinger. "Azonban ehhez, és persze ahhoz, hogy ne nukleáris reaktorokat gyártsunk, valamilyen módon meg kell oldanunk a fogyasztás és a termelt hő kérdését."
