Speciale IDF/ Il futuro prossimo dei chip Intel

All'Intel Developer Forum Fall 2009 il chipmaker californiano si è mostrato a tutto tondo. Nuove informazioni sui futuri processori, sulle tecnologie a 32 e 22 nm, sulla GPU Larrabee e sulle prossime piattaforme Atom-based
All'Intel Developer Forum Fall 2009 il chipmaker californiano si è mostrato a tutto tondo. Nuove informazioni sui futuri processori, sulle tecnologie a 32 e 22 nm, sulla GPU Larrabee e sulle prossime piattaforme Atom-based

Sono molti i prodotti, le tecnologie e i prototipi mostrati e discussi da Intel durante la giornata di apertura dell’Intel Developer Forum ( IDF ) di San Francisco, tra i quali vi sono i futuri processori a 32 e 22 nanometri, Atom, Moblin 2.1, USB 3.0 e la tanto attesa GPU ibrida Larrabee.

Intel Developer Forum Fall 2009 Sul fronte delle CPU, i riflettori si sono puntati soprattutto su Westmere , il primo processore per PC che utilizzerà una tecnologia di processo a 32 nanometri e che integrerà un core grafico. All’IDF è stata presentata in particolare la piattaforma Westmere-EP , che nel 2010 rimpiazzerà gli attuali Xeon della serie 5500 nel segmento di mercato dei server fino a due socket. Tale piattaforma comprenderà un processore dual-core, il chipset Intel 5520 e una scheda di rete integrata di classe 10 Gigabit Ethernet.

Se il compito di Nehalem era introdurre una nuova microarchitettura, quello del suo successore Westmere sarà traghettare questa architettura nell’era dei 32 nm. Tale strategia fa parte dell’ormai noto modello di sviluppo tick tock di Intel, dove i “tick” consistono nella miniaturizzazione dei transistor e i “tock” nel passaggio ad una nuova microarchitettura. Tra un tick e un tock passa generalmente un anno: dal momento che il primo processore Nehalem fu introdotto nel novembre del 2008, è lecito attendersi che i primi chip Westmere raggiungeranno il mercato tra la fine di questo e l’inizio del prossimo anno.

Come detto, Westmere integrerà un chip grafico da 45 nm sullo stesso package della CPU: sebbene questo design non porti grandi vantaggi sul lato prestazionale, permetterà ad Intel di tagliare i costi di produzione e ai produttori hardware di risparmiare prezioso spazio sulle proprie mainboard. La GPU che accompagnerà Westmere dovrebbe in ogni caso fornire performance decisamente più elevate rispetto agli attuali IGP (Integrated Graphics Processor) di Intel, questo pur senza ambire a rivaleggiare con le schede grafiche PCI Express.

Westmere introdurrà inoltre sette nuove istruzioni dedicate alla cifratura dei dati . Tali istruzioni, secondo Intel, potranno essere sfruttate per accelerare fino a tre volte gli algoritmi impiegati dai più comuni protocolli crittografici, tra i quali l’Advanced Encryption Standard (AES). Westmere migliorerà inoltre le performance delle macchine virtuali e introdurrà il supporto ai guest a 16 bit.

Come già ben noto, Westmere sarà disponibile anche nella versione desktop, chiamata Clarkdale , e in quella per notebook, chiamata Arrandale , entrambe dual-core e provviste di 4 MB di cache L2. I modelli a 6 core, conosciuti con il nome in codice Gulftown , verranno commercializzati sotto il brand Core i9 nel corso del 2010 e si indirizzeranno ai PC desktop di fascia più alta.

Stando alle indiscrezioni, Arrandale potrebbe essere la prima incarnazione di Westmere a raggiungere il mercato. Il precursore di questo chip è Clarksfield , basato sull’architettura Nehalem, introdotto sul mercato proprio nelle scorse ore con il brand Core i7 e Core i7 Extreme Edition . I Clarksfield, in combinazione con il nuovo chipset PM55 Express, si rivolgono ai notebook di fascia alta, inclusi quelli destinati agli hardcore gamer. Essi includono le tecnologie Turbo Boost, che secondo Intel sono in grado di accelerare la velocità di clock del processore fino al 75% in base al carico di lavoro, e la già ben nota tecnologia Hyper-Threading.

I nuovi processori Core i7 per PC portatili comprendono inoltre il supporto di 2 canali di memoria DDR3 a 1333 MHz e un PCI Express 2.0 x16 o due x8. I notebook che montano un Core i7 mobile Extreme Edition sono corredati dal supporto all’Intel XMP (Extreme Memory Profiles) e dall’Intel Extreme Tuning Utility, un tool che permette di ottimizzare e overclockare il sistema in modo semplice e veloce. Inoltre, il chipset Intel PM55 Express consente a workstation di fascia alta e a notebook per videogame di supportare funzionalità come la tecnologia di storage Intel Matrix, la tecnologia audio Intel High Definition Audio e un numero maggiore di interfacce I/O.

I maggiori produttori di notebook, tra cui Asus, Dell, HP e Toshiba, hanno iniziato a fornire oggi notebook basati sui processori Core i7 mobili. Il prezzo dei tre modelli di Clarksfield attualmente disponibili, il Core i7-920XM, il Core i7-820QM e il Core i7-720QM, è rispettivamente di 1054, 546 e 364 dollari per ordini di mille unità.

Presso l’IDF Intel ha mostrato un sistema desktop che aveva per cuore Sandy Bridge , un’evoluzione di Westmere prevista per il 2011. Anche questo chip sarà prodotto con una tecnologia a 32 nm e integrerà un chipset grafico di sesta generazione, che comprenderà istruzioni AVX per il software in virgola mobile, l’accelerazione video e l’elaborazione intensiva disponibile in generale nelle applicazioni multimediali. La principale novità, rispetto a Westmere, è che il core grafico sarà integrato sulla stessa piastrina di silicio (die) del processore anziché sul package: ciò dovrebbe velocizzare la comunicazione tra CPU e GPU.

Intel ha poi annunciato il lancio, per l’inizio del 2010, dei processori Xeon a otto core Nehalem-EX , di cui si è già approfonditamente parlato in questo articolo , e della nuova famiglia Xeon 3000, caratterizzata da consumi contenuti (TDP di 30 watt) e indirizzata a quelli che Intel chiama “micro server” a singolo socket.

Tra i protagonisti dell’evento di San Francisco non poteva poi mancare il tanto chiacchierato Larrabee , un chip grafico di nuova generazione la cui architettura sarà compatibile con le istruzioni x86 alla base delle CPU per PC. I dettagli ufficiali su questo processore non sono molti, ma appare ormai certo che Larrabee sarà un ibrido tra una CPU multicore e una GPU, e verrà utilizzata su schede grafiche di tipo discreto capaci di rivaleggiare – seppure non sia noto in quale fascia prestazionale – con le GPU GeForce e Radeon di Nvidia e AMD.

La sua architettura x86 compatibile dovrebbe semplificare l’utilizzo di Larrabee in soluzioni GPGPU e per la costruzione di supercomputer. Il celebre studio cinematografico DreamWorks, ad esempio, ha già annunciato che utilizzerà sistemi basati sulla futura GPU di Intel per la produzione di film d’animazione.

“Larrabee rappresenta un’estensione delle funzionalità di elaborazione parallela della programmabilità dell’Architettura Intel”, ha affermato il chipmaker californiano. “Grazie a questa flessibile programmabilità e alla possibilità di trarre vantaggio dagli attuali strumenti di sviluppo, software e progettazione, i programmatori sono liberi di comprendere i benefici del rendering completamente programmabile e quindi di implementare facilmente un’ampia varietà di pipeline 3D, ad esempio rasterizzazione, rendering volumetrico e ray tracing”.

Intel ha mostrato una versione funzionante di Larrabee montata su un sistema con processore Gulftown, un chip che, come si è accennato in precedenza, è costruito con tecnologia a 32 nm e integra 6 core. La demo che girava su questo mostro di PC riproduceva in tempo reale alcune scene del gioco Quake Wars: Enemy Territory utilizzando il noto algoritmo di rendering ray tracing .

Data la sua elevata complessità, il ray tracing è generalmente utilizzato solo in ambito professionale, ma le future generazioni di GPU, unite a motori di rendering software super ottimizzati, potrebbero spingere questa tecnica anche in ambito videoludico.

In futuro – si parla di 2012 e oltre – Intel prevede di utilizzare l’architettura di Larrabee anche per le GPU integrate nei successori di Westmere e Sandy Bridge. La prima CPU con core grafico Larrabee potrebbe essere Haswell , basato su un’architettura a 22 nm. E a proposito di 22 nm , Intel ha annunciato che i primi chip basati su questa tecnologia saranno prodotti a partire dalla seconda metà del 2011 e conterranno quasi 3 miliardi di transistor nello spazio di un’unghia. Un wafer di chip SRAM a 22 nm è stato mostrato all’IDF dal CEO di BigI, Paul Otellini, che ha colto l’occasione per affermare che la Legge di Moore , sostenuta dai progressi realizzati da Intel nelle tecnologie di produzione a 32 e 22 nm, è destinata ad accelerare il ritmo e la portata di “innovazione e integrazione”.

“Negli ultimi 40 anni le opportunità rese possibili dalla legge di Moore sono state di gran lunga superiori a semplici aumenti significativi delle prestazioni”, ha affermato Sean Maloney, dirigente dell’Intel Architecture Group. “Il numero in costante aumento di transistor e istruzioni di elaborazione che abbiamo aggiunto ha reso possibile l’integrazione di una quantità sempre maggiore di funzionalità e caratteristiche nei nostri processori. Tutto questo ha portato a una notevole innovazione nell’intero settore, offrendo enormi benefici a consumatori, videogamer e aziende che acquistano questi computer basati su tecnologia Intel”.

Per la produzione di chip a 22 nm Intel si avvale di una evoluzione della tecnica di stampa Immersion Lithography (IL), che conta di sostituire con la più avanzata Extreme Ultraviolet Lithography (EUV) soltanto per la produzione di circuiti con dimensione inferiore ai 15 nm.

I dirigenti di Intel hanno poi estesamente parlato del futuro di Atom , un processore con cui il big di Santa Clara spera di penetrare anche sul mercato degli smartphone e dei dispositivi consumer più compatti. Il primo passo sarà l’introduzione, nel 2010, della piattaforma mobile Moorestown , la prima basata su un system-on-chip (SoC) chiamato in codice Lincroft che integrerà una CPU Atom a 45 nm, un processore grafico con funzionalità di codifica e decodifica video, un controller di memoria e un hub per l’I/O.

L’erede di Moorestown sarà Medfield , un altro SoC questa volta basato su un Atom a 32 nm.

Intel ha detto che entrambe le sue future piattaforme Atom-based contribuiranno a tagliare significativamente i consumi energetici, spingendo le autonomie di MID e netbook oltre le 10 ore. Grazie a queste piattaforme Atom potrebbe divenire un rivale sempre più minaccioso per le CPU ARM, soprattutto considerando che è in grado di far girare l’immenso parco di software x86 nonché le versioni desktop di Windows.

Otellini sostiene che con l’arrivo della tecnologia di processo a 32 nm l’Intel Architecture (IA) arriverà ad abbracciare quasi l’intero mercato dei dispositivi elettronici, dagli smartphone ai server. Il boss di Intel ha parlato di “continuum of computing”, ossia di uno scenario dove utenti e sviluppatori potranno passare da un dispositivo all’altro “senza strappi”. Per la verità molto di questo “continuum” dipenderà dal sistema operativo usato e dal livello di interoperabilità che Moblin e Windows riusciranno a raggiungere. Del fatto che per il successo di Atom il software giocherà un ruolo determinante Intel sembra essere ben consapevole. Nonostante il suo chip a basso consumo utilizzi infatti un’architettura x86, non tutte le applicazioni per PC sono adatte a girare su MID, netbook e, in futuro, sugli smartphone Atom-based. Per questa ragione ha lanciato un’iniziativa volta a fornire agli sviluppatori tutto il necessario per creare e vendere applicazioni tagliate su misura per i device basati su Atom.

L’ Atom Developer Program , attualmente in beta, prevede il rilascio di un SDK e di altri tool di sviluppo capaci di supportare sia Windows che Moblin, il sistema operativo Linux-based di cui BigI è principale sponsor e che presto supporterà, oltre a Flash, anche Java e Silverlight. Farà parte dell’iniziativa anche un framework che semplificherà la creazione, da parte dei produttori di device, di app store personalizzati attraverso cui vendere applicazioni ottimizzate per i propri dispositivi. Asus, Acer e Dell sono le prime tre aziende ad aver annunciato l’intenzione di avvalersi del framework di Intel.

Tra i prototipi di device Atom-based mostrati all’IDF vi era anche un MID con funzionalità di telefonia su cui girava Moblin 2.1. Questo dispositivo aveva all’incirca le dimensioni di un Internet Tablet di Nokia, e probabilmente si basava sul SoC Moorestown.

Il Moblin 2.1 visto girare sul prototipo di MID ( qui un video) aveva un’interfaccia ridisegnata ed era espressamente concepita per girare su dispositivi integranti un modulo per la telefonia.

Intel ha mostrato anche un concept PC portatile che, oltre al display LCD principale, sfoggia ben tre display OLED ausiliari sensibili al tocco. L’utente può utilizzare questi display, posizionati tra la tastiera e le cerniere del monitor, per tenere sempre sott’occhio certe applicazioni o certe aree dello schermo principale: interessante il fatto che è possibile spostare file tra un display secondario e l’altro attraverso semplici operazioni di drag and drop a tocco di dito.

In tema di processori Maloney ha infine accennato alla famiglia di processori embedded Jasper Forest come esempio dell’estensione della microarchitettura Nehalem in nuovi mercati. Disponibile dall’inizio del prossimo anno, il processore Jasper Forest è stato progettato per applicazioni specifiche di storage, comunicazioni, militari e aerospaziali e offrirà un nuovo livello di integrazione per risparmiare spazio ed energia in questi ambienti ad alta densità.

Maloney ha altresì annunciato un nuovo strumento per la gestione dei PC basati su tecnologia Intel vPro, il controllo remoto KVM (Keyboard Video Mouse): questo tool consente al personale IT di esaminare i problemi così come vengono sperimentati dagli utenti, velocizzando la diagnosi, riducendo gli interventi in loco e aumentando il risparmio sui costi.

All’IDF hanno fatto la loro apparizione anche i primi dispositivi USB 3.0 , tra i quali chip di controllo per dispositivi di storage, hard disk esterni, SSD e videocamere HD.

Come noto, USB 3.0 fornisce un’ampiezza di banda di 4,8 Gbps (circa 600 MB/s), ossia 10 volte superiore a quella della versione 2.0. Performance raggiunta grazie all’utilizzo di cavi che, oltre ai classici fili in rame, impiegano ben più veloci fibre ottiche.

Alessandro Del Rosso

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