Некоторые факты о прототипе процессора с 80 ядрами, который компания Intel готовит к началу февральской конференции International Solid State Circuits Conference (ISSCC) 2007, уже мелькали в новостях. Мероприятие это состоится в феврале, а пока предварительную информацию об этом экспериментальном процессоре опубликовал сайт EE Times, ссылающийся на сотрудников Intel, принимавших непосредственное участие в разработке процессора.

Начнём с того, что это только экспериментальный прототип, который в неизменном виде может никогда не стать серийным продуктом. Однако, инженеры проведут ряд экспериментов, сделают соответствующие выводы, и учтут полученный опыт при разработке многоядерных процессоров будущего.

Представители Intel считают, что компании потребуется от пяти до восьми лет для создания серийного процессора с 80 ядрами. Пока эти ядра имеют примитивную архитектуру, и процессор достигает высокого совокупного быстродействия преимущественно за счёт большого количества ядер. В дальнейшем объединяемые в одном процессоре ядра могут иметь разное предназначение и быстродействие, считают в Intel. Такой подход близок к идеям AMD, однако Intel пока видит перспективы в создании процессоров с большим числом однородных примитивных ядер, способных эффективно разделять между собой нагрузку.

Большое количество простых ядер может довольствоваться низким удельным энергопотреблением. Например, созданный прототип процессора с 80 ядрами имеет уровень энергопотребления не более 100 Вт. Это немного по нынешним меркам, так как четырёхъядерные процессоры Intel сейчас имеют уровень TDP от 105 до 130 Вт.

Процессор с 80 ядрами может перераспределять нагрузку при перегреве отдельных ядер. Как только они начнут чрезмерно нагреваться, к вычислениям подключатся другие ядра с отдалённой части процессора, что приведёт к снижению температуры в первой области. "Лишние" ядра могут отключаться, если нагрузка невелика, что тоже снизит уровень энергопотребления.

Концепция развития многоядерных процессоров в представлении Intel напоминает известный юмористический монолог про "ну очень большие, но по пять рублей" и "очень маленькие, но по три рубля". Судя по всему, Intel видит будущее за множеством "очень маленьких, но по три рубля". Так удастся наращивать производительность при сохранении энергопотребления в разумных пределах. Самое интересное, что площадь процессора с 80 ядрами будет лишь немногим больше, чем у современных четырёхъядерных процессоров.

Мы уже в курсе, что компания Intel планировала рассказать о прототипе процессора с 80 ядрами в середине февраля, на конференции International Solid State Circuits Conference (ISSCC) 2007. Предварительные данные об этом экспериментальном процессоре уже были озвучены . Тем не менее, сегодня сайты Anandtech, TG Daily и The Inquirer опубликовали новые подробности об этом процессоре, получившим кодовое название Polaris, вот некоторые комментарии по этой теме.

Прежде всего, ещё раз поясним предназначение данного процессора: это своего рода "ходовой макет", на котором Intel собирается "обкатать" некоторые из своих идей по созданию многоядерных процессоров будущего. В неизменном виде Polaris никогда не станет основой для серийного процессора. Этот рабочий прототип состоит из 80 ядер площадью 3 кв.мм каждое, объединённых на одном кристалле площадью 275 кв.мм в матрицу "8 х 10" штук. Само по себе количество ядер какими-то особыми факторами не определялось, просто Intel удалось вписать в кристалл заданной площади именно 80 ядер. Эти ядра достаточно примитивны, имеют два блока вычислений с плавающей запятой, крохотные кэши, а также блок маршрутизации, который связывается с соседними ядрами по четырём направлениям, совпадающим со "сторонами света". Ещё один канал связи, вертикальный, оставлен для памяти, которая может ложиться на процессорные ядра сверху дополнительным слоем. В перспективе Intel рассчитывает перейти на производство "трёхмерных" процессоров, которые будут иметь "многослойное" расположение ядер.

Прототип процессора Polaris имеет конструктивное исполнение LGA с 1248 контактами, работает на частоте 3.16 ГГц при напряжении на ядре 0.95 В, уровень TDP при этом равен 62 Вт. На такой частоте производительность процессора превышает один терафлоп. Масштабировать производительность такого процессора можно путём повышения тактовой частоты. Например, на частоте 5.1 ГГц процессор демонстрирует производительность порядка 1.63 терафлоп, при этом уровень энергопотребления достигает 175 Вт. На частоте 5.7 ГГц производительность достигает 1.81 терафлоп, уровень энергопотребления возрастает до 265 Вт. Собрав вместе 202 таких процессора, можно достичь уровня быстродействия в вычислениях с плавающей запятой, присущего самому мощному суперкомпьютеру наших дней, который использует 65 536 двухъядерных процессоров. Согласитесь, "экономия численности процессоров" при использовании Polaris была бы очевидной.

Представители Intel утверждают, что наращивание числа ядер нынешних процессоров будет сопровождаться приемлемым масштабированием производительности только до тех пор, пока число ядер в процессоре не превысит 16 штук. Затем для повышения быстродействия придётся прибегать к другим мерам - наращивать объём кэша, изменять его структуру, вводить дополнительные наборы команд. Стало быть, процессоры с 80 ядрами могут никогда не выйти.

Следует понимать, что Intel не делает ставку на большое количество примитивных процессорных ядер в идеологии развития своих процессоров, как можно было бы подумать по мотивам рассмотренной презентации. На примере Polaris компания Intel собирается отработать эффективные механизмы взаимодействия ядер в процессоре, реальные же процессоры будущего могут содержать смесь разнородных ядер - например, как AMD Fusion. Пригодится Intel полученный при создании Polaris опыт и при разработке многоядерного графического решения, которое может выйти в 2009 году. Процессоры Intel, объединяющие разнородные ядра, должны появиться через 5-10 лет, согласно оценкам представителей компании.