211service.com
Nauja „Intel“ strategija: energijos vartojimo efektyvumas
Didėjant pažangių mikro įrenginių (AMD) konkurencijai, „Intel“ keičia savo lustų kūrimo filosofiją: daugiau dėmesio skiria savo mikroprocesorių galios poreikiams.
2006 m. liepos mėn. lustų gamybos milžinas išleis naują mikroprocesorių, pavadintą Core 2 Duo, skirtą nešiojamiesiems ir staliniams kompiuteriams. Naujasis lustas yra pagrįstas dabartine Intel lustų architektūra, kuri pakeitė tradicinį vieno branduolio apdorojimą dviem apdorojimo centrais viename luste. Bendrovė teigia, kad „Core 2 Duo“ veiks geriau nei dabartinis dviejų branduolių lustas ir bus efektyvesnis energiją, todėl nešiojamųjų kompiuterių baterijos tarnautų ilgiau, o stalinių kompiuterių bokštai veiktų vėsiau.
„Intel“ vyresnysis bendradarbis Steve'as Pawlowskis, pridurdamas, kad šis žingsnis gali padėti „Intel“ susigrąžinti rinkos dalį iš savo konkurento AMD, yra palyginti nauja įmonės koncepcija, skirta atkreipti dėmesį į mikroprocesorių energijos suvartojimą. Istoriškai svarbiausias rodiklis pramonėje buvo procesoriaus našumas – greitis, kuriuo procesorius gali atlikti užduotį, pavyzdžiui, apskaičiuoti skaičiuoklę. Mes visada sutelkėme dėmesį į našumą energijos [naudojimo] sąskaita, sako Pawlowski.
Tačiau kompiuterių rinkoje įvyko esminių pokyčių, dėl kurių pirmiausia AMD, o dabar ir „Intel“ pergalvojo mikroprocesorių dizainą. Pirma, mobilieji įrenginiai tapo pagrindiniu kompiuteriu daugeliui vartotojų – nenorinčių, kad įrenginys greitai išsikrautų arba per daug įkaistų. Be to, mažėjant tranzistorių dydžiui, jie labiau eikvoja elektros energiją dėl fizinio proceso, vadinamo nutekėjimu, sako Kevinas McGrathas, AMD bendradarbis – ir kuo daugiau tranzistorių luste, tuo daugiau elektros švaistoma.
AMD jau keletą metų kuria efektyvesnius mikroprocesorius, o dabar „Intel“ bando suvienodinti konkurencijos sąlygas. Ir „Intel“, ir AMD išsprendė dalį problemos, pakeisdami savo lustų seriją į dviejų branduolių procesorius (žr. „Multicore Mania“, 2005 m. gruodžio mėn.), o tai yra vienas iš būdų padidinti efektyvumą. Įdomu tai, kad kelių branduolių naudojimas gali būti labai efektyvus skaičiavimo būdas, sako Milo Martinas , Pensilvanijos universiteto kompiuterių ir informacijos mokslų katedros profesorius.
Trys kelių branduolių lustų aspektai daro juos efektyvesnius. Pirma, kai lustas turi daugiau nei vieną branduolį, kiekvienos šerdies skaičiavimo greitis gali būti sumažintas, netrukdant viso lusto greičiui. Lėtinant laikrodžio greitį, aiškina Martinas, inžinieriai gali sumažinti vieno branduolio skaičiavimo greitį penkis kartus, nuo vieno gigahercų iki 200 megahercų, o šerdis sunaudoja tik 30-ąją galios. Tada, pasak jo, net jei penkios iš tų branduolių surenkamos į vieną lustą, sunaudojama tik šeštadalis energijos, tačiau bendra vieno gigaherco skaičiavimo sparta išlieka.
Antra, mažesni procesorių dydžiai sumažina energijos sąnaudas. Kiekvienoje šerdyje turimų tranzistorių skaičius ir jų sunaudojamo silicio nekilnojamojo turto kiekis lemia branduolio sunaudojamos energijos kiekį – mažesni procesoriai turi mažiau tranzistorių, todėl sunaudoja mažiau energijos nei didesni procesoriai. Dviejų branduolių mikroschemoje bendras tranzistorių skaičius yra didesnis nei vieno branduolio luste, tačiau kiekvienoje šerdyje yra mažiau tranzistorių, todėl jis yra efektyvesnis.
Trečia, kai kurios procesoriaus funkcijos, pvz., atminties valdymas, gali būti dalinamos tarp branduolių, todėl kiekvienas branduolys sunaudoja mažiau energijos neatlikdamas perteklinės užduoties.
Taigi perėjimas prie kelių branduolių architektūros yra akivaizdus būdas taupyti energiją, ir „Intel“, ir AMD tai padarė. Tačiau jie ieško kitų efektyvumo didinimo būdų. Kaip paaiškina Pawlowski, procesorių valdymas grandinės ir atskirų tranzistorių lygiu taip pat gali sutaupyti energijos. Pavyzdžiui, tam tikros tranzistoriaus grandinės yra skirtos valdyti nuotraukas arba leisti DVD. Kai reikia naudoti šią grandinę, tranzistoriai, sudarantys grandinę, įjungiami tam tikra įtampa. Puikiai efektyviame luste tie tranzistoriai įsijungia ir išsijungia tik tada, kai jų reikia. Tačiau net tada, kai grandinė neveikia, jos tranzistoriai naudoja nedidelę įtampą, kuri lėtai išteka iš tranzistoriaus, sako Pawlowski. Šis nuotėkis gamina šilumą ir eikvoja elektros energiją.
Nors AMD ir Intel sprendžia šią atliekų ir nuotėkio problemą grandinės lygmeniu, labai sutampa, jų sprendimai skiriasi. „Intel“ stengiasi išspręsti problemą, lustoje priskirdama miego tranzistorius, kad būtų galima mikrovaldyti kiekvienos šerdies grandines. Šie tranzistoriai visiškai išjungia įtampą neveikiančiose grandinėse tranzistoriams.
AMD taip pat užmigdo kai kurias procesoriaus dalis, aiškina McGrathas; tačiau tai daroma turėdamas algoritmą, kuris nurodo procesoriui pereiti į įvairius miego režimus, išjungiant laikrodžio greitį, kad budėjimo režimo skaičiavimai nebūtų atliekami taip greitai. Algoritmas gali paprašyti dalies pereiti į mažiausios galios būseną, sako jis, yra penkios ar šešios iš šių galios būsenų, kurios naudojamos priklausomai nuo procesoriaus apkrovos.
„Intel“ paskelbė apie savo naujų energiją taupančių lustų kainas – jie yra pigesni nei dabartiniai AMD pasiūlymai, o tai darys spaudimą jos konkurentui. Tačiau „Intel“ išbandys, ar jos energiją taupantys lustai gali gerai konkuruoti su AMD pasiūlymais, kol rinkoje pasirodys nauji procesoriai.