Speciale IDF/ Intel: il futuro di CPU e GPU

Il chipmaker sfrutta la ribalta dell'IDF per presentare le CPU di prossima generazione, incluse quelle basate su Penryn e Nehalem. Svelati anche i dettagli di USB 3.0 e altre chicche hi-tech per i PC next gen

San Francisco (USA) – All’Intel Devoleper Forum ( IDF ) il camerino dei primi attori era occupato, come prevedibile, dalle due prossime architetture di Intel : la tanto anticipata Penryn , che il prossimo 12 novembre debutterà a bordo delle prime CPU x86 con tecnologia di processo a 45 nanometri, e Nehalem , un’architettura del tutto nuova che arriverà sul mercato nella seconda parte del 2008.

Nella strategia ” tick-tock ” di Intel, che per ogni nuova tecnologia di processo prevede l’introduzione di un’architettura aggiornata (tick) seguita, a distanza di circa un anno, da una completamente nuova (tock), Penryn rappresenta il “tick” e Nehalem il “tock”. In altre parole, Penryn avrà il compito di introdurre la tecnologia a 45 nm , apportando all’attuale architettura dei chip Core 2 e Xeon solo piccoli ritocchi; Nehalem, per contro, utilizzerà la stessa tecnologia a 45 nm di Penryn ma la abbinerà ad un’architettura profondamente riprogettata . Va detto che sia Penryn che Nehalem si basano sulla microarchitettura Core introdotta da Intel a metà del 2006.

“La nostra strategia basata sull’alternare una tecnologia del silicio di nuova generazione e una nuova architettura di microprocessore, anno dopo anno, sta accelerando il ritmo dell’innovazione nel settore”, ha commentato Otellini. “Questa alternanza spinge verso la creazione delle attuali tecnologie più evolute e ne consente l’introduzione sul mercato in tempi brevi”.

Intel intende velocizzare l’entrata in produzione della sua nuova tecnologia di processo, e per tale motivo ha pianificato l’introduzione di 15 nuovi processori a 45 nm entro la fine del prossimo anno e altri 20 nel primo trimestre del 2008. Di questi almeno nove modelli, tutti della famiglia Xeon, debutteranno il prossimo novembre. Il chipmaker di Santa Clara non ha ancora annunciato ufficialmente modelli e prezzi, ma le indiscrezioni non mancano .

“Ci aspettiamo che il processore Penryn offra più del 20% di aumento delle prestazioni oltre a un miglioramento dell’efficienza energetica”, ha affermato Otellini. “La rivoluzionaria tecnologia di processo del silicio a 45 nm ci consente di fornire processori a basso costo, con un consumo energetico estremamente ridotto per dispositivi dal formato innovativo, offrendo allo stesso tempo processori multi-core a elevate prestazioni completi di tutte le funzionalità per i sistemi più evoluti”.

A breve distanza dal lancio di Penryn, Intel introdurrà anche SkullTrail , una nuova piattaforma dedicata agli hardcore gamer e agli appassionati di tecnologie in genere che supporterà configurazioni dual-processor fino a 16 core, 4 slot PCI Express 2.0 16x, memorie Fully Buffered DIMM e – sorpresa – anche la tecnologia multi-GPU SLI di Nvidia . Questa piattaforma, che di fatto deriva dalle soluzioni business basate sui procesori Xeon DP, fornirà un’elevata tolleranza all’overclocking e latenze molto ridotte. Il prossimo anno Intel lancerà un fratellino di Penryn, noto in codice come Silverthorne , che si rivolgerà al mercato dei PC ultramobili (UMPC) e dei Mobile Internet Device (MID). Di questo chip si conosce ancora pochissimo: ciò che si sa è che fornirà all’incirca le stesse performance di un PC mainstream del 2003/2004 , (dunque quelle di un Pentium 4 da 2 GHz o poco più), avrà le dimensioni di un francobollo e consumerà, a seconda del modello, da pochi watt a mezzo watt . Otellini reputa questo futuro chip a basso consumo di cruciale importanza nelle future strategie di Intel, e questo perché il suo design potrebbe finalmente far esplodere il mercato dei PC ultramobili.

Silverthorne farà parte della piattaforma mobile Menlow , che il prossimo anno rimpiazzerà McCaslin , nota commercialmente come Ultra Mobile Platform 2007 . Intel sostiene che Menlow abbatterà i consumi energetici fino a 10 volte rispetto alla prima generazione di UMPC, e la piattaforma che le succederà, Moorestown , farà altrettanto rispetto a Menlow. Quest’ultima supporterà tutte le principali tecnologie wireless, incluse WiFi, reti mobili 3G e WiMAX.

All’IDF Canonical ha mostrato un prototipo di MID basato su Menlow e su Ubuntu Mobile , una giovane variante della celebre distribuzione Linux Ubuntu dedicata ai PC ultramobili e ai dispositivi handheld.

Moorestown, il cui debutto avverrà nel 2009, integrerà per la prima volta su di un unico chip CPU, GPU, interfacce video e controller di memoria.

Il 2008 sarà anche l’anno del debutto di Montevina , una nuova generazione della piattaforma Centrino che succederà all’attuale Santa Rosa . Montevina avrà al proprio cuore una versione a basso consumo di Penryn con thermal design power (TDP) di 25 watt e, per la prima volta, un modulo wireless capace di supportare il giovane standard WiMAX : standard che, secondo dati citati da Intel, entro il 2012 raggiungerà più di un miliardo di persone in tutto il mondo. La nuova piattaforma includerà anche il supporto ai formati video in alta definizione HD DVD e Blu-ray , e nuove versioni delle tecnologie per la gestione dei PC e la sicurezza. Nehalem, che all’IDF ha fatto il suo primo debutto pubblico a bordo di un server dual-processor, porterà nei processori di Intel alcune delle soluzioni chiave che fino ad oggi avevano contraddistinto le CPU di AMD : tra queste un controller di memoria integrato (con supporto allo standard DDR3); il bus seriale QuickPath Interconnect , che per molti versi si pone come alternativa alla tecnologia HyperTransport; e un’architettura multi-core nativa, capace di ospitare fino ad 8 core su di un singolo die di silicio.

QuickPath Interconnect segnerà l’abbandono del classico front-side bus per fare spazio ad una connessione point-to-point che permetterà al processore di comunicare direttamente con i vari altri componenti collegati alla scheda madre, beneficiando quindi di una banda passante maggiore e di latenze più ridotte.

Nehalem includerà poi una nuova incarnazione della tecnologia Hyper-Threading, chiamata Simultaneous Multi-Threading , che permetterà alla CPU di raddoppiare il numero dei core logici e, con essi, il numero di thread elaborabili contemporaneamente. Presenti anche le istruzioni estese SSE, qui nella versione 4.2, che rispetto a Penryn (che include le SSE 4.1) forniscono alcune istruzioni in più.

Altra caratteristica di nota sarà la Dynamically Scalable Architecture , che permetterà ad Intel di progettare CPU con un numero variabile di core (anche dispari) e una quantità altrettanto variabile di cache, così da soddisfare le esigenze di una più ampia varietà di sistemi e segmenti di mercato.

Ultimo ma non ultimo vi sarà il matrimonio tra CPU e GPU , previsto per il 2009. L’approccio utilizzato da Intel non sembra molto diverso da quello che adotterà AMD con Fusion : si tratterà sostanzialmente della possibilità di sostituire un core di calcolo della CPU con una GPU, ottenendo in cambio vantaggi sia in termini di performance (la comunicazione fra CPU e GPU è diretta) che di consumi. Restando in tema di grafica, pochi giorni fa Intel ha annunciato l’ acquisizione di Havok , creatrice di un omonimo kit di sviluppo per l’implementazione della fisica nei videogiochi. Il software di Havok, per accaparrarsi il quale BigI è pronta a spendere 110 milioni di dollari , è in grado di simulare alcune delle leggi fisiche utilizzate nei giochi 3D e in altri tipi di applicazioni tridimensionali, permettendo agli sviluppatori di concentrarsi maggiormente su aspetti come giocabilità e intelligenza artificiale.

A differenza di Ageia , Havok non offre tecnologie hardware, ma l’acquisizione di Intel potrebbe portare novità anche sotto questo fronte, probabilmente già a partire da Larrabee , nome in codice della prima famiglia di GPU discrete prodotte dal colosso californiano.

Se Intel oggi domina nel settore dei chipset grafici integrati, con Larrabee potrà fare il suo minaccioso ingresso anche in quello delle GPU destinate alle schede video PCI Express, andando così a scontrarsi direttamente con Nvidia e AMD/ATI . Larrabee è stato progettato anche per l’utilizzo all’interno di soluzioni GP-GPU o di stream processing , dove potrà essere utilizzato per accelerare vari tipi di applicazioni scientifiche o finanziarie ed eventualmente formare un supercomputer.

Stando ad una presentazione di Intel del dicembre 2006, Larrabee girerà a frequenze comprese fra 1,7 e 2,5 GHz e conterrà fino a 24 core . Il set di istruzioni utilizzato per queste GPU deriverà da quello x86, ma sarà specifico per l’elaborazione della grafica. All’IDF Otellini ha anche mostrato per la prima volta al pubblico un wafer da 300 millimetri realizzato con la tecnologia di processo a 32 nm , il cui debutto commerciale è previsto per il 2009. Il processo a 32 nm utilizza la tecnologia dei transistor con gate metallici high-k di seconda generazione, che permette di minimizzare le dispersioni di corrente e ridurre di conseguenza i consumi.

I chip di test a 32 nm mostrati presso l’evento di San Francisco incorporavano alcuni circuiti logici e un certo quantitativo di memoria SRAM (Static Random Access Memory) per un totale di quasi 2 miliardi di transistor : una CPU Penryn, in confronto, ne contiene “solo” 410 milioni.

A San Francisco Pat Gelsinger, senior vice president e co-general manager del Digital Enterprise Group di Intel, ha poi fornito i primi dettagli sulla tecnologia USB 3.0 , la cui specifica dovrebbe essere completata entro la prima metà del prossimo anno.

La nuova incarnazione dell’Universal Serial Bus, promossa dall’ USB Implementer’s Forum , moltiplicherà l’ampiezza di banda dell’attuale USB 2.0 (pari a 480 Mbps) di un fattore 10, fornendo approssimativamente 4,8 Gbps (circa 600 MB/s). Per raggiungere tali velocità i cavi della prossima generazione conterranno, oltre ai classici fili in rame, anche fibre ottiche : ciò conservando la piena compatibilità con il connettore tradizionale. In altre parole, gli utenti potranno collegare periferiche USB 3.0 a connettori USB 1.0/2.0 e, viceversa, periferiche USB 1.0/2.0 a connettori USB 3.0. Per sfruttare la velocità massima della nuova specifica, però, è necessario che sia la periferica, sia il cavo e sia il PC supportino USB 3.0.

USB 3.0, i cui primi dispositivi compatibili dovrebbero arrivare sul mercato nel corso del 2010 , sembra destinato a competere – per lo meno nel settore degli hard disk esterni – con la tecnologia eSATA (3 Gbps). Alcuni analisti sostengono che questi due standard, insieme, potrebbero definitivamente eclissare FireWire . Resta da vedere quanto il nuovo USB sarà efficiente sia in termini di velocità massima (un valore generalmente ben distante da quello teorico) sia in termini di occupazione di CPU, un problema già sorto in passato. Sarà interessante conoscere anche il costo dei futuri cavi con componente ottica e la loro lunghezza massima.

Gelsinger è poi tornato a parlare della prossima evoluzione del bus PCI Express , la 3.0 , che raddoppierà l’attuale banda passante (portandola a 10 Gbps), includerà un più avanzato sistema di power management e supporterà gli acceleratori (grafici, matematici, fisici, crittografici ecc.). Quest’ultima caratteristica, prima nota con il nome in codice Geneseo , è ora chiamata QuickAssist Integrated Accelerator , e “rappresenta una suite di tecnologie hardware e software – ha spiegato Intel – destinate a soddisfare i requisiti specifici degli acceleratori nelle piattaforme di fascia enterprise”.

Il primo dispositivo di Intel ad avvalersi della tecnologia QuickAssist sarà Tolapai , un system on a chip dedicato all’accelerazione di varie funzionalità per la sicurezza che, secondo il gigante di Santa Clara, “offrirà miglioramenti significativi nelle prestazioni, nell’efficienza energetica e nel formato grazie a un throughput IP Security fino a 8 volte superiore, a una riduzione del 20% del consumo energetico e a un ingombro fino al 45% inferiore rispetto alle precedenti soluzioni di sicurezza multicomponente disponibili nei segmenti di mercato dei prodotti embedded e delle comunicazioni”.

In seguito all’introduzione della piattaforma business vPro di nuova generazione, Gelsinger ha annunciato le evoluzioni delle tecnologie di gestione dei PC e di sicurezza in essa integrate . Nota con il nome in codice McCreary , ed attesa per il prossimo anno, questa nuova suite di funzionalità per il system management e la sicurezza includerà nuovi processori dual-core e quad-core a 45 nm, senza piombo e privi di alogeni, un nuovo chipset il cui nome in codice è Eaglelake , un modulo Trusted Platform Module (TPM) integrato e una soluzione più sicura e facilmente gestibile per la crittografia dei dati il cui nome in codice è Danbury .

Il chipmaker ha spiegato che la tecnologia Danbury integra le operazioni di codifica e decodifica dei dati direttamente nell’hardware, fornendo una maggiore protezione delle chiavi di crittografia, una gestione semplificata dei sistemi e un ripristino più rapido delle chiavi. La tecnologia Intel Active Management consente inoltre l’esecuzione di queste operazioni in ambienti “out-of-band”, ossia anche quando il sistema operativo è bloccato o inattivo.

Gelsinger ha poi condiviso la propria visione per il consolidamento dell’I/O sulla specifica Ethernet e ha anticipato le misure da adottare per ottenere una convergenza nelle reti, con il supporto sia di soluzioni FCoE (Fibre Channel over Ethernet) che LAN. A sostegno di questa visione, ha annunciato la disponibilità del controller Gigabit Ethernet 82598 10, che nel 2008 includerà il pieno supporto per lo stack di soluzioni FCoE.

Il dirigente di Intel ha infine toccato il tema dei dischi a stato solido , ed in particolare dei vantaggi che questi possono portare dei server e nelle soluzioni di storage di fascia enterprise. A tal proposito, per il prossimo anno Intel ha già pianificato nuovi prodotti basati su memorie non volatili che dovrebbero fornire maggiori performance e consumi più ridotti.

Di seguito un video pubblicato ieri da Intel per celebrare il decimo anniversario di IDF.

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