Будущее микропроцессоров: история творится сегодня

Вполне может оказаться, что через десять лет мы будем использовать микропроцессоры, работающие на тактовой частоте 4 гигагерца, состоящие из 350 миллионов транзисторов и выполняющие 20 миллиардов команд в секунду. Доктор Альберт Ю из Intel Corp. считает, что на пути к этой цели встретится немало технических и экономических трудностей.

Человеку свойственно заглядывать в будущее. Люди по своей природе больше нуждаются в информации о том, куда они идут, чем о том, где они уже были. В 1989 году несколько специалистов Intel Corp. попытались предсказать, что будет с микропроцессорами в будущем, и, в частности, через десять лет. Многие их оценки оказались очень близки к действительности, однако производительность современных процессоров они сильно недооценили. Вот что думает об этом доктор Ю.

Доктор Альберт Ю - старший вице-президент корпорации Intel и главный управляющий подразделения микропроцессорных продуктов. За двадцать лет своей работы в Intel доктор Ю занимал много высоких постов. С 1984 года по настоящее время он отвечает за разработки микропроцессорных устройств.

Микропроцессоры через десять лет

К двухтысячному году микропроцессоры достигнут тактовой частоты 900 мегагерц, а их производительность по iSPEC95 будет равна примерно 60. К 2006 году частота подскочит до 4 ГГц, а производительность - до 500 (для сравнения: производительность сегодняшнего Pentium Pro, работающего на частоте 200 МГц, составляет 5,1). Рост производительности будет достигнут двумя путями: повышением частоты и степени параллелизма в архитектуре процессора.

Спрос на скорость и мощность будет расти по мере того, как в сегодняшние приложения начнут вводить видео, звук, анимацию, цвет, трехмерные изображения и другие средства, которые должны сделать PC и программы проще для использования.

Преодолевая преграды

Одна из самых фундаментальных проблем, которые предстоит решить: как справляться с растущей сложностью изделия и численностью команды разработчиков? Чтобы создать новое поколение продуктов, сегодня и в будущем сотни человек должны работать как одна команда.

Следующее препятствие: как гарантировать работоспособность и совместимость? Если проверять все вычислительные ситуации и все аспекты совместимости, количество комбинаций будет приближаться к бесконечности. Ясно, что нам потребуются качественно иные способы, чтобы справляться с микросхемами, содержащими 350 миллионов транзисторов.

Третья группа проблем связана с потребляемой мощностью. Напряжение питания придется понизить до одного вольта, для чего потребуется внести много нового в микроархитектуру, а также в процесс и программное обеспечение разработки.

Наконец, главным тормозом роста производительности будут внутрисхемные соединения - до тех пор пока не удастся открыть материалы с меньшими сопротивлением и емкостью. В современной микросхеме Pentium Pro содержится пять металлизированных слоев, благодаря чему сокращается расстояние между компонентами и сигналы передаются быстрее. В новом поколении процессоров этих слоев потребуется гораздо больше. История показывает, что технология металлизации развивается медленно. Чтобы сделать процессор 2006 года, надо срочно разворачивать новые исследования.

От гигабайтов к гигадолларам

Технические препятствия устрашают, но, вероятно, самые большие проблемы лежат в области экономики.

Промышленные прогнозы показывают, что мировой рынок PC двухтысячного года достигнет 130 миллионов единиц против нынешних 72 миллионов. Исходя из сегодняшних показателей затрат и производительности, чтобы удовлетворить такую потребность понадобится сорок полупроводниковых фабрик - или построенных заново, или переоснащенных сообразно нуждам нового поколения технологий. Чтобы шагать в ногу со временем, придется вложить в основные фонды по меньшей мере 60 миллиардов долларов, и цена прогресса продолжает быстро расти.

У промышленности, для которой чем меньше, тем лучше, расходы становятся все больше. Однако история показывает, что Intel до сих пор справлялась со всеми трудностями - как технической, так и экономической природы. Почти наверняка микропроцессор 2006 года в конце концов удивит всех нас, дав жизнь приложениям и устройствам, которые резко изменят жизнь такими способами, о каких мы сегодня даже не начинаем помышлять. Лучшее еще впереди.

Это сокращенный вариант статьи доктора Альберта Ю, напечатанной во втором номере "Info@Intel" за 1996 год (http://www.intel.com/th/thai/channel/report/ page5.htm). Русский перевод более полного варианта можно найти по адресу http://www.intel.ru/contents/press/index.htm.