22.Современные тенденции развития х86-современных процессоров.

Представлены очень краткие результаты предварительного исследования, современных тенденций развития процессоров.

В первой половине 1965 года (не задолго до создания корпорации Intel) Гордон Мур (Gordon E. Moore) в журнале Electronics дал прогноз развития микроэлектроники (сейчас он известен как закон Мура). В прошлом веке в 60-х годах микроэлектроника находилась в начальной стадии своего становления (электронных чипов выпускалось не много, а электронная микросхема фирмы Fairchild содержала 64 транзистора). Гордон Мур сумел предсказать темпы развития всей отрасли на много лет вперед и предугадать, что ежегодно число транзисторов на чипе будет фактически удваиваться.

Американский физик нобелевский лауреат Р. Фейнман (R. Feynman) обратил внимание ученых на то, что если есть некоторое устройство, функционирующее по законам кван­товой механики, то его вычисли­тельные возможности совершенно могут не совпадать с возможностями классического вычислительного устрой­ства. Оказывается, что вычислительная мощность квантового устройства может быть поистине грандиозной. Важно отметить, что при значительном увеличении числа транзисторов в ограниченном объеме (при выполнении некоторых ограничений) могут уже возникнуть квантовые эффекты.

Крупные производители процессоров, такие известные как INTEL, IBM, AMD и SUN одновременно с развитием квантовых технологий на практике реализуют подход, связанный с увеличением ядер процессоров, например, технология Hyper-Threading (HT) (HT – это виртуальная многопроцессорность). Так, классический «одноядерный» процессор добавлен блоком IA-32 Architectural State (AS). AS содержит состояние различных регистров, таких как управляющих, общего назначения, регистров Advanced Programmable Interrupt Controller (APIC) и др. AS1 с единственным физическим ядром (ФЯ) есть 1-й LP1 (логический процессор (LP) 1). AS2 с тем же ФЯ есть 2-й LP2. Каждый LP имеет свой блок регистров и контроллер прерываний APIC. Корректная работа двух LP обеспечивается таблицей RAT (Register Alias Table). Каждый LP имеет свою RAT. С помощью RAT есть возможность реализовать необходимое соответствие между регистрами общего назначения CPU. Это позволяет на одном ядре выполнять два независимых фрагмента кода.

Следующим важным очередным шагом является увеличение «ядерности» процессоров.

Клиенты уже имеют возможность приобрести вычислительные системы (ВС) на базе процессора Intel Pentium Extreme Edition 840 (на частоте 3,2 ГГц эти ВС способны более эффективно выполнять обработку приложений пользователей, содержащих трехмерную графику, видео высокого разрешения, звуковые файлы).

В ближайшем будущем компания INTEL своим корпоративным клиентам представит двухъядерный 64-битный Itanium 2 (Montecito), выполненный по 90-нм-технологии (1,7 млрд. транзисторов и кэш 24 МБ).

В первом квартале 2006 г. появятся два оптимизированных 64-битных двуядерных Xeon’а.

У AMD первый двуядерный процессор уже появился в апреле 2005г. Два ядра Opteron содержат собственные иерархии кэшей 1-го и 2-го уровней и реализуют технологию HyperTransport.

SUN уже анонсировала многоядерный процессор UltraSparc IV (Niagara). Он может содержать до 8 ядер на одном чипе. Это процессор нового поколения создан для интенсивной работы в сети.

Таким образом, в ближайшее время, наверное, не стоит ожидать увеличение тактовых частот процессоров без перехода на квантовые технологии. По самым оптимистичным прогнозам квантовые компьютеры появятся где-то к 2011 г. Скорее всего, в ближайшем будущем стоит ожидать именно увеличение «ядерности» процессоров, снижение их стоимости, т.е. они станут доступными рядовым пользователям.