Noile dezvoltări se luptă pentru a modela viitorul procesoarelor

de Martin Deshev

Anul acesta marchează 50 de ani de la celebra predicție a cofondatorului Intel, Gordon Moore, că la fiecare doi ani numărul tranzistoarelor dintr-un procesor se va dubla. Moore însuși a spus că nu se aștepta ca predicția sa să fie atât de durabilă și să devină cunoscută sub numele de „Legea lui Moore”. El admite că regula nu poate fi eternă. Și evoluțiile recente din lumea procesoarelor confirmă acest lucru.

Acest lucru

La mijlocul lunii iulie, Intel a anunțat că va întârzia producția de șase luni pentru noua tehnologie de fabricație de 10 nanometri. Până acum, compania a respectat cu strictețe termenul limită de doi ani, dar acum devine din ce în ce mai dificil pentru aceasta din cauza diferitelor provocări. Ceea ce nu înseamnă că va fi imposibil. De fapt, Intel este doar una dintre companiile care investesc foarte mult în dezvoltarea de noi procesoare. Și o competiție interesantă se conturează deja între diferitele evoluții care vor să modeleze noul viitor al jetoanelor.

Un început cu totul nou

Unele companii au nevoie de o nouă abordare a procesoarelor. Printre acestea se numără Rex Computing, care a fost fondată de Thomas Somers, în vârstă de 19 ani. Potrivit acestuia, principala slăbiciune a cipurilor actuale este că consumă prea multă energie electrică. De aceea, el și echipa sa lucrează la un nou tip de arhitectură de procesor care va fi de 25 de ori mai eficientă din punct de vedere energetic decât procesoarele de astăzi. Somers își pregătește proiectul încă din liceu, în timp ce în timpul liber urmează un curs de nanotehnologie militară la Institutul de Tehnologie din Massachusetts, conform ediției online Technology Review. A abandonat școala și a fondat compania după ce a primit finanțare de 100.000 de dolari în 2013 de la renumitul investitor Peter Teale. El l-a prezentat, de asemenea, pe co-fondatorul Rex Computing, Paul Sebexen. Compania a primit recent încă 1,25 milioane USD în finanțare.

Procesoarele Somers nu folosesc electronica standard pe care se bazează cipurile producătorilor actuali. Potrivit tânărului inginer, acesta este inutil și moral învechit și pur și simplu irosește energie. Această electronică controlează „mișcarea” datelor între memorie, cache și procesorul în sine. Fac mai ușor programatorii, dar sunt practic extrem de ineficienți. Somers susține că un procesor Intel high-end folosește de 40 de ori mai multă energie pentru a transfera rezultatul unui calcul decât pentru a face calculul în sine. Cipurile Rex se vor baza pe software pentru a înlocui electronica. Acest lucru reduce consumul de energie, dar nu interferează cu performanța procesorului.

"Nu aș spune că procesoarele noastre sunt pentru cineva care caută cea mai bună performanță posibilă. În aproximativ cinci ani, mă aștept să fie practice pentru serverele web și, pe termen lung, pentru sistemele care fac lucruri mai generale", Somers a spus. Inițial, însă, compania spera că cipurile sale vor fi utilizate de supercomputerele. Sarcina lor este foarte mare, ceea ce este un test bun pentru arhitectura procesorului. Rex se așteaptă ca jetoanele să atragă companiile care oferă servicii cloud, deoarece vor putea economisi bani pe facturile de energie electrică. Deși nu exclude intrarea pe segmentul mobil, compania nu are încă planuri specifice. Scopul principal este ca prototipurile demonstrative să fie gata anul viitor și trimise potențialilor clienți, iar producția să înceapă cel târziu la jumătatea anului 2017.

Principala problemă cu Rex este că software-ul existent nu va putea lucra cu aceste procesoare. Compania pregătește pachete suplimentare pentru ca modificarea programelor să fie foarte ușoară și rapidă, dar Somers spune că este mult de lucru.

Este loc pentru câinii bătrâni

Rex continuă să caute modalități de optimizare și actualizare a procesoarelor, dar unele companii văd încă un spațiu amplu pentru dezvoltare în tehnologiile actuale. Printre acestea se numără IBM, care a realizat un procesor realizat din tehnologie de 7 nanometri. Pentru comparație - Intel produce în prezent cipurile sale pe tehnologia de 14 nm. Șapte nanometri înseamnă că există canale fabricate din siliciu la fel de largi. Prin intermediul acestora, tranzistoarele controlează mișcarea electronilor de pe cip către ceilalți tranzistori. Părul uman are o sută de mii de nanometri, iar celulele roșii din sânge - 7500 nm.

La 7 nm, controlul electronilor se dovedește a fi o provocare specială. IBM a folosit o combinație de siliciu și germaniu pentru a face unele părți ale cipului. Acest lucru necesită, de asemenea, o nouă tehnologie de producție, care este în prezent relativ complexă și costisitoare și poate să nu fie potrivită pentru producția de mare viteză. Cipurile prototip încă funcționează și demonstrează că Legea lui Moore are mai multe de oferit. Potrivit IBM, un astfel de cip va fi de patru ori mai puternic decât procesoarele actuale și va avea până la 20 de miliarde de tranzistoare.

Proiectul a fost dezvoltat împreună cu Samsung, GlobalFoundries și statul New York. Investiția valorează în total 3 miliarde de dolari. IBM este principalul motor al proiectului, dar va licenția utilizarea tehnologiei GlobalFoundries. Compania produce cipuri pentru AMD, Qualcomm, Broadcom și alte companii, ceea ce înseamnă că pot apărea cipuri de 7 nm pentru o gamă largă de dispozitive diferite. Cu toate acestea, pentru ca acest lucru să se întâmple, va dura cel puțin doi ani pentru ca tehnologia să fie îmbunătățită. IBM se va concentra apoi pe explorarea dacă este posibil să se producă cipuri sub 7 nm. Dacă este posibil, acest lucru va necesita crearea de materiale complet noi.