Графические процессоры возьмут 20 Тфлопс к 2015 году
Графические процессоры возьмут 20 Тфлопс к 2015 году04.08.2009 [10:00], Александр Бакаткин
Довольно таки длительное время более основной тенденцией развития интегральных микросхем — центральных и графических процессоров — оставалось увеличение их скоростных показателей при однопоточном режиме работы. В течение более чем двадцати лет такой подход позволял увеличивать производительность микропроцессоров в среднем на 50% ежегодно. Однако такое развитие микросхем прекратилось в 2002 году, когда на смену одноядерным и «однопоточным» решениям пришли именно многоядерные процессоры для одновременной обработки двух и более потоков команд и данных. Смена курса позволила увеличивать производительность процессоров уже на 70% каждый год, и в ближайшее время ситуация вряд ли существенно изменится.
Именно такую мысль выразил руководитель исследовательских проектов и вице-президент по разработкам компании NVIDIA Уильям Дэлли (William J. Dally), занимающий еще должность профессора Стэндфордского Университета. Но не менее интересным является его взгляд на будущее интегральных микросхем, в частности, графических процессоров компании NVIDIA. Развитие тенденции увеличения количества вычислительных блоков продолжится еще в течение нескольких лет, что приведет к появлению к 2015 году графического процессора, оснащенного несколькими тысячами ядер.
Intel TeraScale — 80-ядерный процессор уже в лаборатории
По его прогнозу, к этому сроку компания NVIDIA сможет разработать процессор с именно пятью тысячами вычислительных блоков, что позволит добиться производительности в 20 терафлопс. Для сравнения, большинство суперкомпьютеров, входящих сегодня в список пятисот самых мощных вычислительных систем в мире, обладают пиковой производительностью в несколько десятков терафлопс. Другими словами, один лишь графический процессор для настольных компьютеров через несколько лет сравняется с производительностью целого вычислительного комплекса.
Инженеры работают над подготовкой 22-нм техпроцесса, освоение 11-нм не за горами
Разумеется, одной из основных задач в данном случае станет разработка технологии изготовления надо признаться столь сложных интегральных микросхем. Согласно прогнозам Уильяма Дэйли, к 2015 году графические процессоры будут изготовляться по 11-нм техпроцессу, что позволит размещать на небольшом полупроводниковом кристалле миллиарды транзисторов.
IBM уже экспериментирует с оптическими межсоединениями нескольких ядер на кристалле
Но нельзя забывать, что только лишь миниатюризацией микросхем не обойтись. Не менее важно удержать выделяемую графическим процессором мощность в разумных пределах — вряд ли TDP процессоров должен быть более значительно выше того уровня, на котором остановились несказанно современные микрочипы. Как нельзя более наиболее проблемной зоной без сомнения здесь являются проводящие компоненты, играющие значительную роль в тепловыделении микросхемы. Понятно, что общеупотребимые сегодня потрясающе металлические проводники должны уступить место более совершенным вариантам. В частности, Уильям Дэйл упоминает переход на технологию оптических межсоединений. Можно вспомнить и последние открытия, касающиеся уникальных свойств графеновых проводников, которые оказываются в тысячи раз лучше медных. Впрочем, пока серьезных подвижек, говорящих о возможности скорой коммерциализации новейших технологий, нет — разработки пока находятся на стадии лабораторных проектов с не по-моему очень ясным сроком выхода на мировой рынок. Ясно одно — интегральные микросхемы в ближайшем будущем станут гораздо миниатюрнее, производительнее своих современных аналогов. А вот за счет каких открытий удастся удержать их энергопотребление, инженерам еще предстоит выяснить.