2024. március 28. Csütörtök, Gedeon, Johanna.
 
Olvas az agyban a jövõ processzora
Utolsó módosítás: 2009-12-03 13:37:43
Németországban bemutatták az Intel szupertitkos, 48 magos csipjét, ami egyébként az 1993-as Pentiumra épül. Mûködik, csak még nincs, ami kihasználja.

Bemutatták Németországban az Intel titkos, 48 magos processzorát. A csip gond nélkül végzett el néhány bonyolultabb kalkulációt, de a legtöbb felhasználási területet még ki kell találni.

Gondolom mindenki el tudja képzelni, milyen egy processzortervezõ-központ. Hatalmas üvegépület fotocellás ajtókkal, átriummal, átláthatatlanul nagy laborokkal, ahol több ezer mérnök dolgozik csúcstechnikás laptopok segítségével exkluzív környezetben a jövõ csipjein. Ugye?

 

 

Hát nem. Most jártam harmadszor szupertitkos fejlesztõlaborban, egyszer az AMD [1], kétszer az Intel [2] jóvoltából, és ezek a helyek bizony inkább emlékeztetnek a GELKA kispesti szervízére, mint egy csúcstechnikás laborra. Az érdektelen irodaházakban végigszaladó szürke folyosókat idõnként apró termek törik meg, ezekben két-három ember dolgozik egy-egy olyan probléma megoldásán, ami késõbb százmilliókat érint majd. A végeredmény szempontjából mindez persze nem számít, a lényeg, hogy valahogy minden évben az asztalra kerül a jövõ processzora.

 

Az Intel egyik legfontosabb európai központja a németországi Hannoverhez közeli Braunschweigben található, az egész EU leginnovatívabb településén: a GPD 7,1 százalékét fordítják [3] kutatásfejlesztésre, ami a budapesti ötszöröse. Braunschweigben dolgozzák ki egyebek közt a sokmagos rendszerek alapjait, sõt, arra is itt próbálnak meg rájönni, hogy mire tudjuk majd használni ezeket, ha egyszer tényleg elkészülnek.


A jelen már olyan idejétmúlt

 

A Theodor-Heuss-Strasse 7-ben található kutatóközpont bejáratnál a kétezres évek elején vizsgált teszttermékek találhatók, odabent ugyanazok a szürke folyosók, a folyosókon ugyanazok a szlogenek, mint az Intel San Franciscó-i bázisán [4]. Az épületben körülbelül száz mérnök dolgozik a különbözõ problémákon, amivel a braunschweigi az egyik legnagyobb fejlesztõközpont Európában. Itt kísérleteznek az új gyártástechnológiákkal, amik a mainál alacsonyabb fogyasztású, gyorsabb, komplexebb processzorok gyártását teszik majd lehetõvé, de ami ennél is érdekesebb, a sokmagos rendszerek alapkutatását is itt végzik. Nem viccelnek, mert amíg a boltokban a négymagos csipek jelentik a csúcsot, addig Németországban már 48 magos csipekkel zsonglõrködnek.

De kinek kell ennyi mag? Senki sem tudja, még a mérnökök sem, úgyhogy elsõ körben legyártják ezeket az áramköröket, aztán különbözõ szoftverfejlesztõkkel, például a Microsofttal együttmûködve igyekeznek megtalálni a megfelelõ alkalmazási területet. Elméletben persze remekül mûködik a sokmagos felépítés, a gyakorlatban azonban már számos probléma akad.

 

Képzeljünk el két hangyabolyt: az egyikben egyetlen dolgozó van, a másikban vagy száz. Át kell cipelni a királynõt és az egész pereputtyát az egyik otthonból a másikba. Melyik csapat végez hamarabb? Nyilván, amelyikben többen vannak, na de mi van akkor, ha a régi boly kijárata szûk, és csak egy hangya fér át rajta? Akkor a többiek türelmesen várnak a sorukra, miközben nem csinálnak semmit, haszontalanná válnak.

 

Hasonló a helyzet a processzorokkal is: elméletileg óriási elõnyt jelent a több mag, gyakorlatilag viszont sokszor elõfordul, hogy az alkalmazások képtelenek élni az elõnnyel, és a négymagos processzor három magja csak unatkozik, miközben a negyedik halálra dolgozza magát. Elõfordulhat ez még akkor is, amikor a programot felkészítették a többszálú feladatvégzésre, mert a magok végsõ soron mégiscsak ugyanazt a memóriát használják, és sokszor nem férnek oda egymástól az adatvájúhoz: ilyenkor megy a tolakodás, meg a semmibe veszõ processzoridõ.


A homokozónk akkora, mint egy ujjbegy és 41 ezer mérnök játszik benne

 

Braunschweigben több megoldást is kínálnak erre a problémára: egyrészt az optikai szilíciumnak hála drasztikusan megnövelték a rendszeren belüli adatátviteli sebességet, így pillanatok alatt eljut a processzorig az információ. Másrészt, és ez a német központ legnagyobb eredménye, a 48 magos csip létrehozásával gyakorlatilag újraalkották az adatforgalomról alkotott elképzeléseinket.

 

Ebben a rendszerben a processzor már nem is processzorként, hanem önálló szuperszámítógépként mûködik, ahol minden mag egy kis világ, saját memóriával, akarattal, hatalommal. Egyszerûbben megfogalmazva ebben a világban a dolgozó hangya nagy ívben leszarja a királynõt és a pereputtyát, saját karriert épít, és ha költözni akar, a cuccait akadály nélkül kicipeli egyedül az otthonából.

 

 

És itt jön a képbe a szoftveres válasz a már ismert problémára, ami nélkül az egész fabatkát sem érne. Mint azt Timothy Roscoe a zürichi Systems Group szakértõje elmondta, a mai operációs rendszerek egyszerûen alkalmatlanok a többmagos processzorok kiszolgálására. Sõt, minél több mag van alattuk, annál rosszabb hatásfokkal mûködnek, a memória-hozzáférés problémája például már egy 16 magos rendszeren is kritikus, úgyhogy el lehet képzelni, micsoda Armageddon lesz itt a 48 magos rendszerek korában.

 

Roscoe szerint az utóbbi években a hardverek gyorsabban változtak, semmint azt a szoftverek követni tudták volna, de a szakember azt állította, hogy Zürichben már megoldást találtak a problémára. A Barrelfish egy darabokra szaggatott operációs rendszer, ami attól függõen változtatja struktúráját, hogy épp mennyi mag dolgozik alatta.

 

Amikor csak egy, arra koncentrál, de amikor több tucat, akkor azokból munkától függõen csapatokat vagy magányos harcosokat szervez, majd az egységeknek saját memóriaterületet választ le, hogy sose várjanak egymásra. A Barrelfish [5] máshogy fut egy integrált grafikus gyorsítós csippel, jó prostihoz méltón alkalmazkodik az utasításkészlethez, a teljesítményhez, és maximálisan kiszolgálja a hardvert, amire ráhúzták. Roscoe szerint a fejlesztések elég jól haladnak, amit azzal demonstrált, hogy elõadása végén közölte, a prezentációhoz használt laptopon már a Barrelfish futott.


A dédunokád nem hiszik majd, hogy hülyeségeken dolgoztunk

 

A jövõképhez azonban hozzátartoznak a megfelelõen képzett programozók is, akik ma még nem állnak rendelkezésre. Mert az oké, hogy Zürichben írnak egy jó operációs rendszert, de az egész semmit sem ér, ha nem készülnek megfelelõ alkalmazások hozzá.

Márpedig Beverly Bachmayer, az Intel szoftvercsapatának szakértõje szerint a mai végzõs egyetemistáknak fogalmuk sincs arról, hogyan kell párhuzamosítani a kódot, szóval ne várjuk, hogy a következõ két-három évben megfelelõ programok érkeznek akárcsak négymagos rendszerünk mellé. Bachmayer szerint ugyanakkor a jövõ nem kilátástalan, világszerte 81 ország 1500 egyetemével dolgoznak együtt, hogy segítsék az oktatást, úgyhogy rövidesen várható a képzettebb programozógeneráció.

 

És mire õk végeznek, meglesz a hardver is, legalábbis a processzortervezõ-legenda Joseph Schütz szerint. A szakemberrõl (az eseményen és a sajtófotón [6] is viselt) borzasztó nyakkendõje miatt akkor is tudnánk, hogy zseni, ha nem hangsúlyozták volna, hogy már a 386-osok, majd a Pentiumok tervezésében is részt vett. Valószínûleg mélyen bevésõdött neki ez utóbbi élmény, hiszen amikor csapatával nekiállt a jövõ processzorának, a másfél évtizedes ikonhoz nyúlt vissza.

 

Döntése persze logikus volt: a kilencvenes évek elejéhez képest rengeteget fejlõdött a gyártástechnológia, a 350 nanométer helyett ma már a kísérleti laborban is 45 nanométerrel dolgoznak, aminek hála ugyanakkora helyre sokkal bonyolultabb áramkört lehet bezsúfolni. Mostanáig legalábbis ez volt az iskola, Schütz azonban csapatával inkább fogta a régi terméket, és a mai technológiával újragyártotta azt. Az eredmény: 48 mag akkora helyen, ahol a kilencvenes évek elején még csak egy fért el. Ráadásul a P4-es nem is volt egy rossz csip, szóval remek alapként szolgált a kísérletezéshez.

 


Akkora a hatásunk a technológiára, hogy észre sem lehet venni

 

A processzor képes 48 különbözõ operációs rendszert futtatni, a magok egy valódi hálózattá állnak össze, saját univerzumot alkotnak. A terméken belül 24 darab kétmagos alegység található, ezek hatosával osztoznak egyetlen memóriavezérlõn, a kommunikáció másodpercenként 256 gigabájtos sebességgel zajlik. Az alegységeket attól függõen lehet ki-, és bekapcsolni, hogy épp mennyire van szükség, így a csip fogyasztása 25 és 125 watt közt mozog: még maximális terhelés mellett sem kér többet, mint egy mai csúcsprocesszor.

 

Ráadásul mindez már nem csupán álom: a Microsoft egy fotó segítségével bizonyította, hogy a Visual Studio már elfut rajta, mi meg a saját szemünkkel láttuk, ahogy az asztalra kipakolt 48 magos csoda pillanatok alatt kiszámol egy Mandelbrot-halmazt [7].

 

Egyelõre csak ennyit tud, de a kutatók szerint ez csak az elsõ lépés: rövidesen akár a laptopunk is képes lesz arra, hogy egy webkamerás megfigyelés után megmutassa, hogyan áll majd rajtunk az online boltban kinézett ruha.

 

Elhagyhatjuk a távirányítókat és a billentyûzeteket, sõt, mert a gép kiválóan megérti majd az élõbeszédet, és rendelkezésre fog állni a kellõ teljesítmény ahhoz, hogy akár agyhullámokkal is tudjuk vezérelni a számítógépet. Persze ehhez még kiegészítõ kutatásokra lesz szükség, de a processzoron nem fog múlni, az már biztos.

Hozzászólások
Még nem érkezett hozzászólás ehhez a témához.
Hasonló hírek 
Kedvenc hírek
Ön még nem rakott semmit a kedvencek közé!