Intel Developer Forum 2006:
день нулевой, R&D


Объявлена программа Tera-Scale Computing Research, а «удовлетворение на Ватт» стало новой парадигмой в исследованиях Intel

Как повелось в последние годы, головной Intel Developer Forum в Калифорнии для аналитиков и прессы начинается на день раньше, чем для остальных участников Форума — чтобы можно было более подробно и в узком кругу

рассказать о технологических новинках и научных направлениях деятельности корпорации Intel. Не стал исключением и этот раз: интересующихся собрали в понедельник на R&D-пресс-брифинг с «научными боссами» Intel. Среди основных тем обсуждения были такие направления развития технологий Intel, как концепция «many-core» (многоядерность, в отличие от уже знакомой нам двухъядерности), будущее сегмента Enterprise, мобильные технологии, UDI, HomePlug, Wireless USB, ONFI, CE-ATA, Wireless Identification and Sensing Platform (WISP), Rural Connectivity Platform и Distributed Communication.  

 

Программа исследований Тера-вычислений

Сначала Джастин Раттнер (Jastin R. Rattner), нынешний глава Intel по исследованиям и технологиям,

рассказал о том, как строятся исследования в Intel. Корпорация имеет много центров исследований и разработок, см. рисунок.

Недавно Intel решила разделить все исследования на два направления — Directed Research и Exploratory Research. Первое направление призвано заниматься теми исследованиями, которые имеют прямое применение в ближайших продуктах.

Последнее (Exploratory Research) — это достаточно новое направление, емко охарактеризованное словами emerging и disruptive, то есть отвечающее за технологии для «завтрашних и послезавтрашних» применений.

Здесь Intel тесно сотрудничает со многими академическими исследователями (университетами, институтами, лабораториями) на открытой и взаимовыгодной основе, позволяя им широко публиковать результаты совместных работ.

Далее Раттнер отметил, что грядущая «Эра Тера-вычислений», о которой несколько «форумов» назад рассказывал Патрик Гелсингер, предшественник Раттнера на его текущем посту в Intel, потребует Терабайты памяти, Терафлопсы вычислительной мощности и т. п. Причем, первые шаги на пути к этой эре уже сделаны,

а в ближайшем будущем следующим шагом станет появление четырехъядерных процессоров Intel, и далее — многоядерных с числом ядер в десятки и даже сотни.

Тера-вычисления могут позволить персональным вычислительным системам делать принципиально новые вещи, как, например, автомобиль без водителя и многое другое. Причем, совершить скачок в эру Тера-вычислений индустрия должна совершить всего за какие-то десять ближайших лет.

И помочь в этом сможет объявленная сегодня Intel глобальная программа исследований Tera-Scale Computing,

насчитывающая более 80 различных исследовательских проектов во всем мире, усилия которых распределены по трем основным направлениям: улучшение кремниевых кристаллов, оптимизация платформ и новые подходы к программированию.

Пэт Гелсингер в свое время обрисовал несколько путей, по которым мы можем войти в эру Тера: это параллелизм инструкций, гипертрединг, далее идут пути, связанные с двухъядерностью, четырехъядерностью и многоядерностью. Последнее — это лучший путь для того, чтобы дать больше производительности при меньшем энергопотреблении. Об этом будет говориться и на ключевом докладе в первый день IDF завтра. Скоро грядет время, когда количество ядер на кристалле будет исчисляться десятками и даже сотнями. Что приведет к появлению новых моделей использования вычислительных систем. Это и составляет суть первого направления исследований в рамках программы Tera-Scale Computing.

Однако возникает и два других вопроса. Во-первых, высокий параллелизм требует усиления и оптимизации архитектур для улучшения масштабируемости систем и новых платформ с более широкой полосой пропускания ввода-вывода, памяти, более агрессивным управлением питания и пр. Такие платформы уже требуются и сейчас развиваются. Наконец, в-третьих, резонно возникает вопрос, как программировать такие системы? Чтобы воспользоваться преимуществами параллельных компьютеров, нужно понимать, как это программировать, и нужно введение и развитие новых моделей программирования. Об это Раттнер, кстати, уже рассказывал год назад на IDF, как и о many-core, см. здесь.

Предполагается, что необходимые шаги в эру Тера будут совершены в течение следующей декады и некоторые примеры проектов на пути развития по трем указанным направлениям показаны на слайде.

Например, большое внимание уделяются тому, чтобы оптимизировать работу кэш-памяти, сделать ее конфигурируемой в зависимости от задач. И некоторые подходы к этому уже используются с недавно выпущенных двухъядерных процессорах Intel. Корпорация будет интегрировать цифровое радио в свои кристаллы, не за горами прикладные устройства с интегрированной кремниевой фотоникой. И эти усилия требуют тесного сотрудничества в данном сообществе во всем мире.

Ключевое направление — это разблокированный параллелизм, то есть тонкое управление тем, как множественные потоки обращаются к общей памяти.

Дело в том, что нынешняя память может работать только с одним потоком в один момент времени. И одна из многообещающих техник на пути решения этой проблемы — это транзакционная память.

Эта техника позволяет координировать то, как множественные потоки запросов получают обращения к памяти. Отладка программ, выискивание багов — очень сложная проблема и сейчас, и она повысится с возрастанием параллелизма. Можно включать семантику в программный код для улучшения отладки, например. Такая память исключает deadlocks с выпадением системы. В качестве практического примера решения этой проблемы собравшимся продемонстрировали восьмиядерную систему (удаленно расположенную в Санта-Кларе), на которой выполнялась многопоточная задача, но когда в коде программы на Java заменили мю-состояния так называемым atomic-состояниями, параллелизм исполнения программы существенно улучшился, и скорость ее выполнения возросла в 2,5 раза!

В качестве заключения к докладу Раттнера о ключевых направлениях исследований для эры Тера приведем такой слайд.

 

Новое в исследованиях будущего Enterprise-систем

Об Enterprise-системах для будущих применений рассказал Радж Яваткар (Raj Yavatkar), директор Intel System Technology Lab.

Intel ищет новые подходы для Enterprise, опираясь при этом на нужды потребителей и экосистемы. Основные направления здесь — это энергетическая эффективность, виртуализация и партишининг, масштабирование Enterprise, концепция доверительных вычислений (trust) и новые архитектуры платформ. Новые методы для сотрудничества в мире требуют новых подходов в создании вычислительных систем. С точки зрения менеджеров IT-систем должна быть новая быстрота (agility) в работе систем. Agility в IT — это способность отвечать запросам пользователе быстро и хорошо. Хорошо создавать Self-Managed Domain, мультиплатформенный домен для обеспечения многих приложений и пр.

Для менеджмента новый вычислительных систем нужно использовать новые технологии. Сложность современного менеджмента — возрастают требования к корпоративным системам, растет сложность управления ими. Это нужно учитывать в новой парадигме Enterprise-систем. Ключ здесь — Identity Capable Platforms (ICP).

Отсюда родилась новая парадигма создания Enterprise-систем, новое требование к ним. Это — Satisfaction per Watt, то есть удовлетворенность из расчета на затраченный ватт.

Парадигма Satisfaction per Watt — требование времени. Одним из факторов здесь является, например, новое требование к акустике систем, особенно по EESA (Energy Efficient System Architecture).

EESA — это собрание решений. Например, это включает интеловcкие технологии экономии энергии в процессорах и чипсетах и системы Power Management. И сейчас в лабораториях Intel идет развитие этих систем и распространения их на различные устройства, включая мобильные телефоны и пр., системы малого форм-фактора и серверных систем.

Одним из интересных моментов является создание самообновляющихся дисплеев — изображение на дисплее должно само обновляться, а не от специальных сигналов графического адаптера. Исследования в направлении будущего Enterprise-систем ведутся Intel в тесном сотрудничестве с лидерами индустрии, например, такими как British Petroleum, Cisco и другие. В будущем еще большее внимание будет уделяться масштабированию систем.

Продолжение следует.



Дополнительно

iXBT BRAND 2016

«iXBT Brand 2016» — Выбор читателей в номинации «Процессоры (CPU)»:
Подробнее с условиями участия в розыгрыше можно ознакомиться здесь. Текущие результаты опроса доступны тут.

Нашли ошибку на сайте? Выделите текст и нажмите Shift+Enter

Код для блога бета

Выделите HTML-код в поле, скопируйте его в буфер и вставьте в свой блог.