Дональд Ньюэлл: «Как в свое время прекратилась война частот, так закончится и наращивание количества ядер». Фото: AMD По его прогнозу, гонка в наращивании числа ядер уступит место состязанию в многообразии встроенных специальных возможностей процессоров: «Борьбе за увеличение количества ядер придет конец. Когда именно это произойдет, я предсказывать не берусь, но считаю, что вряд ли к концу нынешнего десятилетия мы увидим серверные процессоры со 128 ядрами на одном кристалле. Технологически это реализуемо, но обеспечить чипам с таким большим числом ядер низкие уровни энергопотребления, к которым привыкли пользователи современных серверов, было бы невозможно».

Смена направления конкурентной борьбы могла бы принести облегчение разработчикам, которые испытывают трудности с написанием и оптимизацией программ, рассчитанных на параллельное исполнение на нескольких ядрах.

До начала 2000-х прогресс в области процессоров определялся в основном тактовой частотой, которая возрастала с каждым новым поколением чипов.

«Мы думали, что со временем сможем создать 10-гигагерцевый процессор, — отмечает Ньюэлл. — Лишь когда мы поняли, что такой чип способен прожечь Землю насквозь, от этой идеи решено было отказаться».

Закон Мура неизменно продолжает выполняться благодаря разработке методов литографии все большего разрешения, которые позволяют увеличивать плотность размещения транзисторов на кристалле. Производители же сегодня соревнуются в количестве ядер, содержащихся в процессорах. За двухъядерными серверными и настольными чипами быстро последовали четырехъядерные, а сейчас AMD и Intel конкурируют уже на шести- и восьмиядерном фронте.

Эта гонка вскоре закончится, уверен Ньюэлл: «Как в свое время прекратилась война частот, так закончится и наращивание количества ядер».

Следующим полем для конкуренции, предсказывает он, станут гетерогенные архитектуры. Центральный процессор общего назначения превратится в систему на кристалле, в которой различные секции будут отвечать за разные задачи: шифрование, декодирование видео, сетевые функции и т. д.

AMD уже переключается на новое направление, готовя к выпуску в будущем году линейку процессоров Brazos для нетбуков и ноутбуков. В компании эти чипы называют «модулями ускорения обработки» (Accelerated Processor Unit, APU), поскольку в них на одном кристалле содержатся и центральный, и графический процессор.

«Ничто не помешает нам размещать на кристалле компоненты специального назначения, обеспечивающие более эффективное решение тех или иных задач, — заявляет Ньюэлл. — Поэтому следует ожидать появления гетерогенных архитектур с компонентами, реализующими различные широко используемые функции, которые нецелесообразно было бы включать в общий набор инструкций x86».

По сути, добавил он, эти специализированные компоненты на кристалле будут работать в качестве сопроцессоров. По словам Ньюэлла, в AMD разрабатывают ряд методик архитектурного проектирования, которые значительно облегчат такую интеграцию функций на кристалле.

Intel, несмотря на ее эксперименты с 80-ядерными процессорами, по-видимому, идет аналогичным путем: в ее архитектуре следующего поколения Sandy Bridge графический процессор интегрирован с центральным.

Со временем, возможно, дойдет до того, что некоторые участки кристалла станут переконфигурируемыми — возродится технология программируемых логических матриц, которая еще со времени своего появления считалась очень перспективной, но так и не нашла применения в компьютерах общего назначения. «Конкретных планов на этот счет у нас нет, — отметил Ньюэлл, — но с технологической точки зрения все идет именно к перепрограммируемым процессорам».

Еще одна новая ипостась проектирования микросхем — управление питанием. «Когда-то на управление питанием смотрели как на второстепенную функцию, — отмечает Ньюэлл. — До середины 2000-х значение придавалось только производительности, и лишь потом, в связи с появлением спроса, производители процессоров начали встраивать в их конструкции механизмы повышения энергоэффективности».

На протяжении уже нескольких лет AMD, как и Intel, снабжает свои процессоры множеством функций экономии энергии, например, ограничителями мощности для административного контроля над потреблением энергии, механизмами отключения неиспользуемых участков кристалла и т. д.