Кремниевая весна

Хотя на календаре февраль, стоит прекрасная погода: вдали зеленеют холмы, на улице 20o тепла, дождя нет, сияет солнце. Правда, его удается увидеть лишь в перерывах между «треками». Нет, я не спал, просто в Силиконовую долину пришла весна, а я приехал в Сан-Хосе на Intel Developer Forum (IDF).

IDF снаружи ... ... и изнутри (выставка)

Чем меньше — тем больше

Этой мыслью была пронизана вступительная речь Крейга Барретта, главного исполнительного директора корпорации Intel. Из приведенного им анализа ситуации в ИТ-индустрии следовало, что в ближайшее время ожидается ее рост, движущей силой которого будет Интернет. (Трафик через Всемирную сеть растет, переживает второе рождение электронная коммерция, а будущее, видимо, за повсеместным распространением беспроводной связи и внедрением цифровых технологий в бытовую технику.)

В ближайшие планы Intel входит инвестирование 2 млрд. долл. в переоснащение предприятия Fab12 в шт. Аризона. Предполагается, что к 2005 г. оно перейдет на работу с 300-мм пластинами по 65-нм технологическому процессу. Кроме того, намечено каждые два года вводить в действие новый техпроцесс: 65-нм в 2005 г., 45-нм в 2007 г., а 32-нм процесс будет освоен к 2009 г. Таким образом, закон Мура будет выполняться еще как минимум в текущем десятилетии. Причем уменьшение размеров транзистора сулит не только банальное повышение частоты и производительности процессоров, но и интеграцию в них новых элементов. Например, 0,25-мкм процесс позволил встроить в процессор флэш-память, а благодаря 130-нм технологии удалось добавить к микросхеме аналоговые компоненты (пример тому — процессор PXA800F). При 90-нм стала возможной дальнейшая интеграция высокочастотных логических элементов и компонентов, обрабатывающих как цифровые, так и аналоговые сигналы.

Карманные устройства

Для карманных компьютеров и коммуникаторов компания Intel приготовила процессор PXA262 с архитектурой ядра XScale, который отличается от своего предшественника, PXA250, наличием «присоединенной» флэш-памяти типа StrataFlash объемом 32 Мбайт. Есть также выпускающая его младшая модификация, PXA261, оснащенная 16-Мбайт флэш-памятью. И хотя флэш-память не интегрирована непосредственно в процессор, но технология упаковки MCP (Multiple-Chip Product) позволяет сложить несколько микросхем стопкой и спаять в едином блоке. Благодаря 0,18-мкм техпроцессу изготовления размер кристалла составляет всего 13х13х1,4 мм. Также корпорации Intel и Microsoft объявили о начале поставок эталонной платформы мобильных телефонов на базе PXA262, работающей под управлением ОС Windows Smartphone.

Еще интереснее новация Intel на ниве микросхем для смартфонов (сотовые телефоны с возможностями КПК). В 312-МГц процессоре PXA800F, основанном на технологии XScale, интегрирована 4-Мбайт флэш-память и 512-Кбайт память типа SRAM. На этом же кристалле размещен 104-МГц сигнальный процессор с фирменной архитектурой MicroSignal, оснащенный 512-Кбайт встроенной флэш-памятью и 64-Кбайт памятью типа SRAM. Имеющийся набор компонентов позволяет устройствам на основе PXA800F работать в сетях GSM/GPRS. На IDF были продемонстрированы первые образцы подобных устройств. При параллельном запуске МР3-музыки и игры воспроизведение обеих программ происходило без видимых задержек, хотя это самые ресурсоемкие задания для КПК. Разведка боем позволяет утверждать, что прототип на основе процессора PXA800F был сделан компанией Motorola.

В дальнейшем планируется также интегрировать в процессор контроллер UMTS, что позволит работать в сотовых сетях 3G, а также оснастить «потомков» PXA800F и PXA262 наборами команд Wireless MMX и увеличить размер флэш-памяти.

Ноутбуки

В марте на CeBIT были объявлены процессор Pentium-M (бывший Banias) и платформа Centrino, включающая в себя Pentium-M, набор микросхем i855 и встроенный контроллер Wi-Fi-связи Intel Pro/Wireless 2100. Отмечу, что поддерживаются как 802.11b, так и 802.11a протоколы.

Пытаясь использовать «по максимуму» стремление пользователей к беспроводной связи, Intel выдает марку Centrino только мобильным компьютерам, базирующимся сразу на трех фирменных компонентах: процессоре Pentium-M, наборе микросхем i855 и контроллере Wi-Fi-связи Pro/Wireless 2100. Подобное решение компания объясняет желанием максимально усилить контроль за устройствами с маркой Centrino. (И конечно же заработать «немного» денег — стоимость таких моделей свыше 1500 долл.) Наряду с совместимостью большое внимание при сертификации будет уделено увеличению времени автономной работы, его планируется довести до 8 ч.

Что касается ЦП, то он выполнен по Pentium III-подобной архитектуре, но усовершенствован в плане энергосбережения и некоторых аспектов производительности. Так, частота первых образцов Pentium-M составит 1,6 ГГц, а их системной шины — 400 МГц. Причем по производительности они превзойдут 1,2-ГГц Pentium III-M и 2,4-ГГц Pentium 4-M на 34 и 10% соответственно. Время жизни от батарей у прототипов с новым процессором составило 316 мин, а у мобильных ПК на основе Pentium III-M и Pentium 4-M оно было 235 и 174 мин соответственно.

В 2004 г. намечено внедрить новый интерфейс PCI Express, не совместимый со стандартом PCMCIA, поэтому будет выпущен новый тип карты расширения для ноутбуков, пока условно называемый NEWCARD. Архитектура PCI Express отличается не только повышенной производительностью, но и более низкой себестоимостью, чем традиционная: часть карт расширения будет иметь еще и меньшие размеры. Они будут двух форм-факторов: 55% от ширины PC-карт (а не от высоты, как в PCMCIA!) и такого же объема, как у PCMCIA. Чтобы обеспечивалась совместимость со старыми моделями ноутбуков, NEWCARD будут поддерживать USB 2.0, а для системных нужд станет применяться шина SMBus.

Большое впечатление произвел концептуальный прототип Newport на платформе Centrino, сочетающий в себе несколько свежих идей (вероятно, он появится в 2004 г.). Внешне он напоминает легкий планшетный ПК с пристегиваемой клавиатурой. Если говорить прямо, то этот ноутбук очень похож на «планшетник» Compaq Tablet PC TC1000 компании НР. Кроме основного экрана у него есть и монохромный, как на сотовых телефонах, выполненных в виде раскладушек. Собственно, и задачу он решает все ту же: предоставляет информацию, не требующую большого экрана, экономя таким образом энергию. На маленьком дисплее сообщается о пришедших письмах, поступивших телефонных звонках и т.п. Планируется, что в 2004 г. ноутбук будет оборудован разъемами для карт NEWCARD и всеми видами беспроводной связи. Время автономной работы составит не менее 8 ч. Более того, Ананд Чандрасехер продемонстрировал топливный элемент, который заставит надолго забыть о розетке.

Настольные компьютеры

Для настольных процессоров переход на 90-нм техпроцесс и 300-мм пластины ознаменуется выходом нового процессора с кодовым именем Prescott. Для его создания была применена технология «растянутого кремния», повышающая скорость электронного потока через подложку за счет увеличения расстояния между атомами.

Пат Гелсингер демонстрирует 30-мм пластину

Начнет он свое восхождение осенью 2003 г. с частоты более 3 ГГц, в 2004 г. Prescott достигнет 4—5 ГГц. Он будет иметь вдвое больший кэш — 1 Мбайт, чем у нынешней модификации, а также улучшенный блок предсказаний переходов, 13 дополнительных инструкций для повышения эффективности технологии Hyper-Threading и 800-МГц системную шину. В качестве базовых платформ предлагаются системы на основе наборов микросхем с кодовыми названиями Canterwood (i875) и Springdale (i865).

Набор Canterwood предназначен для обеспечения максимальной производительности. Он функционирует с двухканальной 400-МГц памятью типа DDR и поддерживает режим работы графического порта AGP 8X. В качестве южного моста используется ICH5, поддерживающий гигабитный Ethernet, два порта SerialATA, два ATA100, три контроллера USB 2.0, пять PCI-разъемов и вывод звука в формате Full-Surround.

На базе Sprindale будут собираться массовые ПК: предусмотрены варианты как со встроенным графическим ядром, так и без него. Память будет устанавливаться типов DDR400 и DDR333 (также двухканальная), а остальные компоненты останутся такими же, как у Canterwood.

Крейг Барретт ведет демонстрацию возможностей Pentium 4

Из личных бесед выяснилось, что сейчас компания Intel вновь меняет свое отношение к памяти Rambus. Возможно, в недалеком будущем мы увидим наборы микросхем с поддержкой этого вида памяти не только производства фирмы SiS.

А в 2004 г. нас ожидает настоящая революция, совершенная компанией Intel, — появится сразу несколько новых технологий. Концептуальная платформа 2004 г. под кодовым названием Powersville будет базироваться на процессоре Tejas следующего поколения после Prescott. Она будет оснащена высокоскоростной шиной ввода/вывода PCI Express, а также графическими платами на этой шине, памятью типа DDR2, функциями усиленной секретности, новым форм-фактором с низким уровнем шума и звуковым контроллером Azalia следующего поколения. В отличие от предшественников в Аzalia будут интегрированы все компоненты, необходимые для воспроизведения звука. Изготовителю платы останется только установить аудиовыходы, и значит, нынешним производителям дискретных звуковых микросхем придется либо уйти с этого рынка, либо подниматься на более высокий уровень по качеству звука.

В начале 2004 г., пожалуй, стоит воздержаться от покупки самых производительных моделей, ведь после выхода в свет Powersville они сразу морально устареют.

Сети

Сейчас невозможно представить себе ни одного персонального компьютера или сервера без подключения к сети. Корпорация Intel представила на IDF сетевые процессоры IXP420, IXP421 и IXP422 для домашних и корпоративных пользователей. Они выполнены на базе архитектуры XScale, так же как и уже имеющийся в продаже IXP425. Новые процессоры обладают интегрированными компонентами, ускоряющими операции шифрования-дешифрования, передачи данных и голоса. Использование XScale, по замыслу компании Intel, снижает их себестоимость (не приходится разрабатывать новую архитектуру) и сокращает энергопотребление (до 1,5 Вт) при сохранении высокой производительности.

Сетевой процессор IXP422 предназначен для установки в шлюзы и точки беспроводного доступа, размещаемые в жилых помещениях, а также в маршрутизаторы и коммутаторы, эксплуатируемые малыми и средними коммерческими предприятиями. Наряду со всем прочим этот процессор поддерживает функции шифрования. Сетевой процессор IXP421 рассчитан на устройства, обеспечивающие передачу данных и голоса по протоколу IP, а сетевой процессор IXP420 оптимизирован для широкополосного доступа и рекомендуется для домашних шлюзов и маршрутизаторов, используемых в малых офисах.

Замечу, что во время IDF была развернута беспроводная сеть стандарта 802.11b с помощью точек доступа компании Linksys, применяющей процессоры серии IXP42х.

Таким образом, Intel имеет в своем арсенале процессоры для сетей всех уровней (в 2002 г. были выпущены IXP24хх/28xx для корпоративных и межкорпоративных каналов связи). А также предлагается решение для конечных пользователей в виде набора Centrino.

В будущем для повышения рабочих частот и понижения потребляемой мощности планируется применять комплексные решения, например MEMS (Microelectromechanical Systems — электромеханические микросистемы), сочетающие электрические и механические, а также другие компоненты. Например, микрозеркало, перенаправляющее луч света и управляемое электроникой.

Во время своего выступления Шон Мэлоуни, исполнительный вице-президент Intel, продемонстрировал преобразователь, использующий лазер с перестраиваемой частотой. Такие системы не требуют усилителей (а значит, будет низкое энергопотребление), имеют незначительные потери мощности, надежны (нет движущихся частей) и, кроме того, размеры их на порядок меньше, чем у традиционных схем. Такое решение сулит значительное удешевление и повышение гибкости внедрения решений с мультиплексированием и уплотнением по длине волны. Данная технология обеспечит существенное расширение пропускной способности сетей по мере надобности.

Мечты и планы

Рассказать о том, каким компания Intel видит свое будущее, выпало Пату Гелсингеру, пожалуй, самому интересному вице-президенту этой корпорации. Вновь вспомнив о законе Мура и учтя закон Меткалфа (полезность сети растет пропорционально квадратному корню количества ее узлов), он предсказал переход микроконвергенции (сотовый телефон плюс КПК дают коммуникатор) в макроконвергенцию — будут порождены новые типы инфраструктур и по-новому станут применяться привычные вещи, что потребует и новых бизнес-моделей. Дальнейшее снижение размеров транзисторов позволит интегрировать на одной плате не только логические, но и аналоговые компоненты, а также элементы с механическими частями (MEMS). Такой подход позволит, например, подавлять посторонние шумы, чтобы улучшить распознавание речи. Это станет возможным благодаря параллельному проведению анализа звука и мимики лица, но мощности нынешних процессоров пока недостаточно для параллельного выполнения столь ресурсоемких задач.

Еще один результат уменьшения размеров транзисторов и интеграции на микросхеме компонентов различного типа заключается в создании сенсоров (устройства, измеряющие характеристики окружающей среды, — температуру, давление и т.п.) размерами не более нескольких миллиметров.

Соединив беспроводные компоненты и микросенсоры, Intel берется решить проблему постоянного контроля здоровья. Сенсоры будут определять пульс и давление пациента, а система типа GPS — его текущее местоположение. Особенно актуальной такая проблема может стать в будущем, ведь по прогнозам ООН к 2050 г. численность людей старше 60 лет превысит 20% от всего населения планеты, причем в развитых странах она составит 25—30% и более. Кроме того, сенсоры позволят производить экспресс-анализ крови и ДНК по образцам, взятым при простом уколе пальца. Благодаря этому уже на ранних стадиях можно будет обнаруживать онкологические и сердечно-сосудистые заболевания. (Конечно, появится возможность распознавать чужого по самому надежному паролю — ДНК.)

* * *

Пребывание на такой выставке полезно для того, чтобы оценить вес Intel в ИТ-индустрии. Вместо сухих цифр доходов (которые, как показало дело компании WorldCom, могут обманывать) есть возможность посмотреть на то, что планирует корпорация сделать в будущем. Причем не только сама. На выставке, проходящей в рамках IDF, можно пообщаться с представителями десятков фирм, работающих над теми или иными технологиями Intel. Не все затеи удается реализовать, но это и к лучшему: так, история с памятью Rambus продемонстрировала, что нельзя ставить индустрию перед фактом, должен оставаться выбор.

Мне лично IDF показал, что есть у Intel и достижения, и непокоренные вершины, но главное — что она не собирается останавливаться на достигнутом, а пытается двигаться дальше.

Миллион долларов отдали? Кому второй?

Инвестиционную политику Intel осветил Клод Леглиз, вице-президент подразделения Intel Capital. Кроме вложений в исследование и развитие непосредственно своей технической базы одним из стратегических направлений Intel являются венчурные (долгосрочные) инвестиции в сторонние компании. Среди 24 стран, в которые корпорация готова вложить свои деньги, есть и Россия. В 2003 г. вкладываемые суммы будут достаточно скромны — 1—2 млн. долл., тогда как в Китай планируется вложить 500 млн. долл. Такой объем инвестиций в Россию объясняется небольшим числом ИТ-компаний, готовых освоить предоставляемые суммы. По мнению Клода Леглиза, в России еще нет достаточного опыта долгосрочного инвестирования вследствие отсутствия прочной правовой основы для этого, а также из-за недостатка менеджеров, способных управлять инвестициями.

В России сейчас только одна фирма пожелала принять инвестиции Intel (этот сетевой интегратор не был назван). Представители корпорации особо подчеркнули, что она уделяет повышенное внимание российскому рынку и ждет предложений о дальнейшем расширении сотрудничества в сфере долгосрочных инвестиций.

Сmeshанные сети

Основываясь на прогнозе, предвещающем, что к 2006 г. почти 90% пользователей будут обладать беспроводными средствами связи, Intel предлагает развивать концепцию mesh-сетей. Она заключается в том, что каждый беспроводной терминал может стать не только источником и приемником сигналов владельца, но и переизлучателем сигналов других пользователей. В этом случае повышается скорость передачи данных, так как при беспроводной организации сети она падает при возрастании расстояния между приемником и источником сигнала. При этом основные проблемы — маршрутизация данных и обеспечение должного уровня секретности (не каждый согласится передавать что-то через свой ноутбук). Но в общем такая организация сети (иначе — mesh-сеть), очень похожая на Интернет, имеет огромные преимущества, потому что многократно повышает дальность связи привычного соединения Wi-Fi, практически не жертвуя его скоростью.

Главное — стабильность

Чтобы постоянно предоставлять пользователям все более удобные и мощные ноутбуки и настольные ПК, компании Intel приходилось иногда идти на быструю смену платформ. Но это неудобно клиентам, и потому Intel ввела в действие программу стабильности образа ПО. Теперь она гарантирует, что в течение шести месяцев все выпускаемые ею компоненты будут совместимы с драйверами и ПО, установленными для комплектующих, купленных в начале этого срока. Значит, системный администратор, один раз скомпоновав драйверы и ПО для типичной офисной системы, сможет установить их и на все остальные офисные машины, купленные в том же полугодии.

Выставка продуктов

На IDF традиционно была организована выставка, на которой предоставлялась возможность полюбоваться на уже воплощенные в жизнь решения. Конечно, не мог не привлечь внимания посетителей золотой спонсор — компания Rambus, явно переживающая свое второе рождение. Ее память вновь вызывает интерес. Пока, правда, она смогла продемонстрировать только плату на наборе микросхем компании SiS, но, видимо, и до новой логики Intel осталось недолго ждать. Была представлена плата, которая, как оказалось, принадлежит компании Asus. Эта плата основана на наборе R658, поддерживающем двухканальную память PC1066. В процессе работы над статьей стало известно, что Abit приготовила плату, использующую 128-разрядную память Rambus PC1200. Также Rambus показала высокоскоростной интерфейс Yellowstone (25—50 Гбайт/с) и соединительный интерфейс RaSer (он предлагается, например, для улучшения на физическом уровне характеристик шины PCI Express).

Из других экспонатов следует отметить большое количество продуктов на базе стандарта USB 2.0. Корпорация Intel явно не успокоилась с ее внедрением в южные мосты наборов микросхем и пытается продолжить популяризацию такого решения. Сейчас она агитирует за создание USB-on-Go устройств, способных соединяться напрямую, даже без помощи ПК, что является слабым местом USB 2.0 по сравнению с FireWire. А вот компания NetChip продемонстрировала устройство TurboCONNECT 2.0, позволяющее связывать два компьютера через порты USB 2.0. Оно обеспечивает скорость соединения до 480 Мбит/с, что в несколько раз быстрее, чем позволяет получить 100-Мбит Ethernet, пока являющийся нормой для настольных ПК.

Соединяемся

Кажется, что технология SerialATA совсем недавно отправилась в плавание, а уже в нынешнем году началось продвижение ее второй версии, SATA II, главное отличие которой — вдвое увеличенная пропускная способность, достигающая 300 Мбайт/с.

В 2004 г. планируется ввод в строй шины PCI Express. Фактически она предназначена для замены PCI в ПК, ноутбуках и серверах. Ее пропускной способности (на данный момент — 2,5 Гбит/с, в будущем — до 128 Гбит/с) достаточно для работы не только с платами расширения, но и с графическими платами. Таким образом, мы сможем, как и пять лет назад, устанавливать видеоакселераторы в те же разъемы, что и остальные платы. Как только не нахваливает Intel шину PCI Express, сообщая, что она и быстрая, и дешевая. Но все же благоразумно откладывает ее внедрение на 2004 г., ведь приходится преодолевать консервативность производителей, отладивших свои продукты с интерфейсом PCI.

В результате примерно к 2005 г., по ожиданию Intel, все интерфейсы в серверах и ПК станут последовательными.

Остынь!

Охлаждение остается одной из главных задач, которые требуется решать для дальнейшего повышения тактовой частоты. В частности, на стенде компании Intel было представлено внушительное устройство для водного охлаждения. Сейчас идет его доводка до серийного производства. А если что-то не получится... и тут на свет был извлечен килограммовый радиатор еще больших габаритов.

Интересное решение представила компания Thermacore: для охлаждения предлагается использовать просто трубку с жидкостью (в зависимости от нужной температуры можно применять жидкий гелий или азот, воду или эфир, жидкие металлы). По замыслу создателей, вода в охладителе проникает по капиллярам в область, нагреваемую, например, процессором. Потом процессор отдает свою энергию жидкости, которая испаряется и по полой центральной части устремляется к холодному концу трубки, где конденсируется и вновь пускается в свой путь по капиллярам.