В качестве технологии встроенной кэш-памяти вместо SRAM (Static RAM) предполагается использовать DRAM (Dynamic RAM). "В результате площадь, отводимая под хранение данных, уменьшится в три раза, а энергопотребление в пассивном режиме сократится в пять раз", - сообщил руководитель направления разработки технологий с нормой проектирования 45 нм Субраманиан Айер.
По его словам, благодаря новому подходу удастся заметно увеличить производительность многоядерных процессоров, а также повысить скорость работы приложений, которым необходимо пересылать большие объемы графических данных, например, игровых и сетевых, а также мультимедийных программ с интенсивной обработкой изображений.
Из суперкомпьютера – в приставку
Корпорация IBM уже использует новую встроенную память DRAM (eDRAM) в прототипах чипов с нормой проектирования 65 нм, а к 2008 году предполагает перейти к ее применению на коммерческой основе во всех моделях процессоров, изготавливаемых по технологии 45 нм, включая семейство Power.
Новая технология может оказать серьезное влияние на рынок бытовой электроники, поскольку именно корпорация IBM поставляет процессоры для трех наиболее популярных в мире игровых приставок: PlayStation 3 производства Sony Computer Entertainment, Nintendo Wii и Microsoft Xbox 360.
У коммерческого микропроцессора общего назначения (типичным представителем этого класса является чип Core 2 Duo корпорации Intel) память занимает примерно 60% всей поверхности. В случае применения ячеек eDRAM пространство, отводимое под память, будет занимать лишь треть нынешнего. "Таким образом, у конструкторов процессоров появится возможность создавать еще более компактные изделия, - отметил представитель высшего технического персонала IBM и главный архитектор eDRAM Джон Барт. - Одновременно сократится и расстояние, которое данным приходится преодолевать внутри чипа".
Корпорация IBM использовала встроенную память DRAM в суперкомпьютере BlueGene, но в его процессорах PowerPC применялись ячейки DRAM массового производства, которые значительно уступают по производительности SRAM. При проектировании новых процессоров инженеры IBM намерены добавить к существующей архитектуре кремния на изоляторе (Silicon-On-Insulator, SOI) высокоскоростной тип памяти DRAM.
Преодолеть отставание
"Эта память DRAM работает почти так же быстро, как SRAM, - сообщил Барт. - Возможно, на микроуровне она пока отстает, но после перехода на норму проектирования 45 нм память DRAM будет обладать даже более высоким быстродействием на уровне всей системы. Ускорение окажется весьма существенным».
По его словам, у типового микропроцессора на получение данных из кэш-памяти уходит 14 циклов. Использование памяти DRAM замедляет этот процесс, но только на один процессорный цикл. «Удвоив объем памяти на кристалле, мы можем добиться увеличения производительности системы, которое будет выражаться десятками процентов", - убежден Барт.
Информация об усовершенствованиях появилась в тот момент, когда ряд других производителей процессоров заняты поисками путей оптимизации пересылки больших объемов графических данных. Корпорация Advanced Micro Devices даже приобрела в 2006 году производителя графических адаптеров ATI и сегодня собирается объединить его графические мощности с ресурсами процессора общего назначения в едином чипе, которому присвоено кодовое наименование Fusion.
В феврале нынешнего года эти вопросы приобрели еще большую актуальность, поскольку корпорация Microsoft начала продавать операционную систему Vista с новым графическим интерфейсом, предъявляющим дополнительные требования к объему дискового пространства для хранения данных, производительности процессоров и даже к автономным графическим платам и сопроцессорам.