Przydomowa elektrownia

Dlaczego nowe procesory nie są tak szybkie, jak byśmy chcieli, a karty graficzne wciąż nie odzwierciedlają wiernie nawet prostych obrazów przeniesionych z realnego świata? Wszystko z powodu nadmiernego zapotrzebowania na energię, co dla inżynierów jest nadal poważnym problemem technologicznym.

Dlaczego nowe procesory nie są tak szybkie, jak byśmy chcieli, a karty graficzne wciąż nie odzwierciedlają wiernie nawet prostych obrazów przeniesionych z realnego świata? Wszystko z powodu nadmiernego zapotrzebowania na energię, co dla inżynierów jest nadal poważnym problemem technologicznym.

Na marcowej konferencji technologicznej Intel Developer Forum dominował temat nadmiernego zużycia energii przez procesory i inne układy elektroniczne. PPW, czyli Performance Pre Watt, to kluczowy współczynnik, którym przejmują się producenci nie tylko procesorów, lecz także układów graficznych czy pamięci. Kilka lat temu Intel zastosował w procesorach architekturę NetBurst. Pamiętają ją wszyscy, bo obowiązuje do dziś w układach Celeron D i Pentium. Wyjątkiem są układy mobilne Pentium i Celeron M, którym konstrukcyjnie bliżej do niezwykle udanej koncepcji budowy leciwego Pentium III.

Intel po kilku latach promowania NetBurst przyznał, że nie było to rozwiązanie najlepsze z możliwych. Owszem, procesory Pentium 4 miały i wciąż mają dobrą wydajność, jednak doszły już do granicy swoich możliwości technologicznych, związanych ściśle z częstotliwością taktowania. NetBurst to dobry pomysł, jednak tylko wtedy, gdy procesor taktowany będzie bardzo szybko. Zatrzymaliśmy się na 3,8 GHz, a przecież jeszcze dwa lata temu zapowiadano na tej samej konferencji IDF, że procesory w 2006-2007 roku osiągną częstotliwość 10 GHz. Niestety, okazało się to niemożliwe z różnych względów - materiałowych i przede wszystkim energetycznych. Procesor złożony z gigantycznej liczby szybko pracujących tranzystorów wydziela bardzo dużo ciepła. Wymaga przy tym coraz lepszych zasilaczy i coraz wydajniejszych układów chłodzenia. Opracowanie procesora o podobnej architekturze, lecz o dużo wyższej wydajności jest teoretycznie bardzo proste, ale jak go chłodzić (system powietrzny będzie już za mało wydajny) i zasilać (potrzeba zasilaczy o mocy 1,5-2 KW, zapewne bardzo drogich)? W produkcji masowej to się po prostu nie opłaca, w związku z tym inżynierowie szukają innych rozwiązań. Już w minionym roku rozwiązaniem okazały się procesory wielordzeniowe, w których postawiono na równoległe, a nie szeregowe przetwarzanie danych. Dzięki temu prostemu, wydawałoby się, zabiegowi udało się rozwiązać problem wysokiej częstotliwości taktowania, której brak rekompensowany jest zwielokrotnieniem mocy obliczeniowej rdzeni. Ten sam zabieg starają się zastosować producenci procesorów graficznych. W bieżącym wydaniu możesz przeczytać testy najnowszych układów graficznych NVIDII z serii GeForce 7900 i 7600. Nowy proces technologiczny pozwolił zwiększyć częstotliwość taktowania procesorów, ale to tylko fragment układanki mającej doprowadzić do lepszego współczynnika wydajność/moc. W CPU zadania rozdziela się między rdzenie, a w kartach graficznych odpowiednikiem tego są specjalizowane jednostki przetwarzania pikseli i wierzchołków. Im jest ich więcej i im lepiej są skonfigurowane, tym lepsza grafika i wyższa wydajność. Co ciekawe, zużycie energii i liczba tranzystorów wcale nie muszą w tym wypadku wzrosnąć, czego doskonałym przykładem są właśnie wspomniane procesory graficzne.

Intel równie dawno to zrozumiał (bo prace nad procesorami wprowadzanymi na rynek w bieżącym roku rozpoczęto wiele lat temu) i odchodzi od architektury NetBurst, wybierając rozwiązania nawiązujące do linii produktów mobilnych. Już za kilka-kilkanaście miesięcy większość nowych procesorów będzie "mobilna", i to nie tylko w notebookach i desktopach, lecz także w serwerach, czyli tam, gdzie do tej pory "mobilnym" słabeuszom wstęp był wzbroniony. Czy zatem czekają nas piękne czasy energooszczędnych, ekologicznych komputerów, które będą pracowały cicho i wydajnie? Jeśli będą to maszyny bardzo wydajne, to nie będzie konieczności zamiany obecnie wykorzystywanego zasilacza na przydomową minielektrownię.


Zobacz również