Microprocessadores de 48 núcleos... O que vem depois? - Computação quântica?

A Intel produziu uma jóia com o microprocessador Nehalem. Ainda que a arquitetura atual limite o chip a oito núcleos de processamento, a Intel continua fazendo pesquisas e avançando no seu desenvolvimento com ideias muito mais ambiciosas. As amostras de processadores com 48 núcleos (veja a imagem à esquerda), que algumas pessoas do setor vislumbram como capazes de ultrapassar, algum dia, os 100 núcleos, são absolutamente impressionantes. Há alguns anos, quando trabalhava no desenvolvimento de grandes servidores SMP, a frequência do relógio de núcleo único era um fator importante que ditava o desempenho computacional. Depois, como previsto, alguns anos após o início do século XXI, a tecnologia começou a esbarrar nas leis da física. Aumentar a frequência do relógio deixou de ser uma opção viável. No entanto, os problemas de expansão agora começavam a ser resolvidos com a construção de arquiteturas de vários núcleos. Em outras palavras, colocando vários motores de processamento em um único circuito endereçável por software. As interconexões entre CPU e cache ficaram menores e a computação paralela começou a se aproximar de um produto básico. Basta introduzir software para programar essas CPUs de vários núcleos e a computação paralela poderá obter ganhos significativos.

Um fato impressionante, fruto da pesquisa da Intel sobre o chip de 48 núcleos, é o consumo de energia de 125 watts, o que representa uma média de 2,6 watts por núcleo. Esse chip de 48 núcleos também tem a capacidade de controlar a tensão e a frequência dinamicamente por software. Assim, o consumo de energia pode ser muito inferior a 125 watts. Lembre-se de que no início dos anos 2000, 32 microprocessadores de um servidor SMP consumiam sozinhos aproximadamente 2 kilowatts! Em minha opinião, os custos cada vez maiores de energia e refrigeração se tornarão uma barreira semelhante à das leis da física. Para obter mais informações sobre a arquitetura de núcleo extremo, clique aqui.

Quais são as previsões dos especialistas do setor nas áreas acadêmica e de pesquisa para daqui a 10, 20, 30 anos ou mais? O mundo dos semicondutores está se aproximando rapidamente dos limites da geometria de processos. Por exemplo, a tecnologia de 45 nanômetros é tão pequena que a espessura das camadas é medida em menos de uma dezena de átomos. A margem de erro fica cada vez menor. A confiabilidade também é um fator?  Sem dúvida. Assim, até onde a tecnologia poderá nos levar uma vez que estejamos manipulando átomos individuais para produzir silício? Nos laboratórios de pesquisa atuais, a indústria já conseguiu manipular átomos individuais.

Uma opção seria descobrir outra variável, além da frequência do relógio ou dos vários núcleos. Outra opção pode conter algumas esperanças promissoras. Já ouviram falar em Computação Quântica? Todos nós da área da Ciência da Computação podemos relacioná-la a cálculos binários, octais, hexadecimais e decimais. Está pronto para saber a diferença entre bits e qubits? Clique aqui.

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