211service.com
Intel jaunā stratēģija: enerģijas efektivitāte
Pieaugot uzlaboto mikro ierīču (AMD) konkurencei, Intel maina savu mikroshēmu veidošanas filozofiju: tā pievērš lielāku uzmanību savu mikroprocesoru jaudas prasībām.
2006. gada jūlijā mikroshēmu ražošanas gigants izlaidīs jaunu mikroprocesoru Core 2 Duo, kas paredzēts klēpjdatoriem un galddatoriem. Jaunā mikroshēma ir balstīta uz Intel pašreizējo mikroshēmu arhitektūru, kas aizstāja tradicionālo viena kodola apstrādi ar diviem apstrādes centriem vienā mikroshēmā. Uzņēmums saka, ka Core 2 Duo darbosies labāk nekā tā pašreizējā divkodolu mikroshēma un būs energoefektīvāka, kas varētu padarīt klēpjdatoru akumulatorus ilgāku laiku un galddatoru torņus vēsāk.
Uzmanības pievēršana mikroprocesoru enerģijas patēriņam uzņēmumam ir salīdzinoši jauna koncepcija, saka Stīvs Pavlovskis, Intel vecākais līdzstrādnieks, piebilstot, ka šis solis var palīdzēt Intel atgūt tirgus daļu no konkurējošā AMD. Vēsturiski svarīgākais rādītājs nozarē ir bijis procesora veiktspēja – ātrums, ar kādu procesors var veikt kādu uzdevumu, piemēram, aprēķināt izklājlapu. Mēs vienmēr esam koncentrējušies uz veiktspēju uz jaudas [lietošanas] rēķina, saka Pavlovskis.
Taču personālo datoru tirgū ir notikušas būtiskas izmaiņas, kas vispirms lika AMD un tagad Intel pārdomāt mikroprocesoru dizainu. Pirmkārt, mobilās ierīces ir kļuvušas par galveno datoru daudziem patērētājiem, kuri nevēlas ierīci, kas ātri iztukšo akumulatoru vai kļūst pārāk karsta. Turklāt, samazinoties tranzistoru izmēram, tie, visticamāk, tērēs elektroenerģiju fizikālā procesā, ko sauc par noplūdi, saka Kevins Makgrats, AMD stipendiāts, un jo vairāk tranzistoru ir mikroshēmā, jo vairāk elektroenerģijas tiek izšķiests.
AMD jau vairākus gadus strādā pie efektīvākiem mikroprocesoriem, un tagad Intel cenšas izlīdzināt spēles noteikumus. Gan Intel, gan AMD ir atrisinājuši daļu no problēmas, pārveidojot savus mikroshēmu modeļus uz divkodolu procesoriem (skatiet Multicore Mania, 2005. gada decembris), kas izrādās viens no veidiem, kā palielināt efektivitāti. Interesanti, ka vairāku kodolu izmantošana var būt ļoti energoefektīvs aprēķina veids, saka Milo Martins , Pensilvānijas universitātes datorzinātņu un informācijas zinātņu nodaļas profesors.
Trīs daudzkodolu mikroshēmu aspekti padara tās efektīvākas. Pirmkārt, ja mikroshēmā ir vairāk nekā viens kodols, katra kodola skaitļošanas ātrumu var palēnināt, netraucējot visas mikroshēmas ātrumu. Palēninot pulksteņa ātrumu, skaidro Martins, inženieri var samazināt viena kodola skaitļošanas ātrumu piecas reizes, no viena gigaherca līdz 200 megaherciem, un kodols patērē tikai vienu 30 daļu no jaudas. Pēc tam viņš saka, ka pat tad, ja pieci no šiem kodoliem ir samontēti vienā mikroshēmā, tiek patērēta tikai viena sestā daļa no jaudas, tomēr kopējais skaitļošanas ātrums tiek saglabāts viena gigaherca apmērā.
Otrkārt, mazāki procesoru izmēri samazina enerģijas patēriņu. Katra kodola tranzistoru skaits un to aizņemtā silīcija nekustamā īpašuma daudzums nosaka kodola patērētās jaudas daudzumu — mazākiem procesoriem ir mazāk tranzistoru, un tādējādi tie patērē mazāk enerģijas nekā lielāki procesori. Divkodolu mikroshēmā kopējais tranzistoru skaits ir lielāks nekā viena kodola mikroshēmā, taču katram kodolam ir mazāk tranzistoru, kas padara to energoefektīvāku.
Treškārt, dažas procesora funkcijas, piemēram, atmiņas kontroli, var koplietot starp kodoliem, tādējādi katrs kodols patērē mazāk enerģijas, neveicot lieku uzdevumu.
Tāpēc pāreja uz daudzkodolu arhitektūru ir acīmredzams enerģijas taupīšanas veids, un to ir izdarījuši gan Intel, gan AMD. Bet viņi meklē citus veidus, kā palielināt efektivitāti. Kā paskaidro Pawlowski, procesoru pārvaldīšana ķēdes un atsevišķu tranzistoru līmenī var arī ietaupīt enerģiju. Piemēram, īpašas tranzistora shēmas ir paredzētas, lai kontrolētu manipulācijas ar fotoattēlu vai atskaņotu DVD. Kad šī ķēde ir jāizmanto, tranzistori, kas veido ķēdi, tiek ieslēgti ar noteiktu spriegumu. Pilnīgi efektīvā mikroshēmā šie tranzistori ieslēdzas un izslēdzas tikai tad, kad tie ir nepieciešami. Tomēr pat tad, ja ķēde ir dīkstāvē, tās tranzistori izmanto nelielu spriegumu, kas lēnām izplūst no tranzistora, saka Pavlovskis. Šī noplūde rada siltumu un tērē elektroenerģiju.
Lai gan veidi, kā AMD un Intel tuvojas šai atkritumu un noplūdes problēmai ķēdes līmenī, lielā mērā pārklājas, to risinājumi atšķiras. Intel strādā, lai atrisinātu problēmu, mikroshēmā iezīmējot miega tranzistorus, lai mikropārvaldītu ķēdes katrā kodolā. Šie tranzistori pilnībā izslēdz spriegumu tranzistoriem ķēdēs, kas ir neaktīvas.
AMD arī iemidzina procesora daļas, skaidro Makgrets; bet tas tiek darīts, izmantojot algoritmu, kas uzdod procesoram pāriet dažādos miega līmeņos, izslēdzot tā pulksteņa ātrumu, lai gaidīšanas režīma aprēķini netiktu veikti tik ātri. Viņš saka, ka algoritms var lūgt detaļu pāriet uz tās zemākās jaudas stāvokli, atkarībā no procesora slodzes tiek izmantoti pieci vai seši no šiem jaudas stāvokļiem.
Intel ir paziņojis par savu jauno energoefektīvo mikroshēmu cenām — tās ir lētākas nekā AMD pašreizējie piedāvājumi, kas radīs spiedienu uz tā konkurentu. Tomēr Intel pārbaude par to, vai tās enerģijas taupīšanas mikroshēmas var labi konkurēt ar AMD piedāvājumiem, netiks veiktas tikai tad, kad tirgū nonāks tā jaunie procesori.