Pesquisa da Intel Adianta a ‘Era do Tera’

Processador programável de 80 núcleos é o primeiro a oferecer desempenho Teraflops com extraordinária eficiência no consumo de energia.

Santa Clara, Califórnia – Os pesquisadores da Intel Corporation desenvolveram o primeiro processador programável do mundo que oferece desempenho semelhante ao de um supercomputador, com um único chip de 80 núcleos pouco maior do que uma unha e que consome menos eletricidade do que a maioria dos atuais dispositivos domésticos. Isso é resultado da inovadora pesquisa “computação de escala Tera” da companhia, que busca oferecer desempenho Teraflops -– ou trilhões de cálculos por segundo – para futuros PCs e servidores. Os detalhes técnicos da pesquisa do chip Teraflops serão apresentados na Conferência Anual de Circuitos Integrados em Estado Sólido (ISSCC, sigla em inglês) essa semana em São Francisco.

O desempenho em escala Tera e a habilidade de mover terabytes de dados desempenharão um papel crucial em futuros computadores com acesso irrestrito à Internet, ao utilizar novas aplicações para educação e colaboração, bem como para fomentar o aumento do entretenimento de alta definição para PCs, servidores e dispositivos portáteis. Por exemplo, inteligência artificial, comunicações instantâneas com vídeo, jogos com fotografia realista, pesquisas em bancos de dados multimídia e reconhecimento de voz em tempo real – que uma vez foram tidos como ficção científica no seriado “Star Trek” – podem virar uma realidade do nosso dia-a-dia.

A Intel não tem planos de lançar esse chip específico, desenvolvido com núcleos de pontos flutuantes, no mercado. No entanto, a pesquisa de escala Tera da companhia é fundamental para investigar possíveis inovações em processadores individuais ou especializados, ou funções de núcleo, os tipos de interconectores chip-to-chip e chip-to-computer necessários para um melhor tráfego de dados e, o mais importante, para definir como o software precisa ser projetado para aproveitar totalmente os múltiplos núcleos de processamento. Esse protótipo de chip Teraflops deu idéias específicas sobre novas metodologias para o design do silício, interconectores com alta largura de banda e estratégias para o gerenciamento de energia.

“Nossos pesquisadores conquistaram um maravilhoso e importante marco em termos de melhorar o desempenho computacional paralelo e multi-core”, declarou Justin Rattner, Senior Fellow e CTO da Intel. “Isso mostra o caminho para um futuro próximo, onde designs Teraflops serão comuns e mudarão as expectativas de todos nós para nossos computadores e para a Internet, tanto em casa como no trabalho”.

A primeira vez que o desempenho Teraflops foi conseguido foi em 1996, com o supercomputador ASCI Red construído pela Intel para o Laboratório Nacional Sandia. O computador ocupava mais de 600 metros quadrados de espaço, era equipado com aproximadamente 10.000 processadores Pentium® Pro e consumia mais de 500 kilowatts de energia. O chip de pesquisa da Intel atingiu o mesmo desempenho com um único chip multi-core.

Também é extraordinário o fato de que o chip de 80 núcleos para pesquisa atingiu o desempenho teraflops com um consumo de apenas 62 watts – menos do que muitos processadores de um único núcleo consomem atualmente.

O chip conta com um design inovador em forma de ladrilho onde núcleos menores são multiplicados como “azulejos”, facilitando o design de chips com muitos núcleos. A descoberta da Intel de novos e robustos materiais para a construção de futuros transistores, retardando por muito tempo o fim da Lei de Moore, demonstra o caminho para fabricar, com mais eficiência, processadores multi-core com bilhões de transistores no futuro.

O chip Teraflops também conta com uma arquitetura para rede do tipo “network-on-a-chip”, que permite comunicação com a largura de banda superalta entre os núcleos e que é capaz de mover Terabits de dados por segundo dentro do chip. A pesquisa também investigou métodos para ligar e desligar instantânea e independentemente os núcleos, para que apenas os núcleos necessários para completar uma tarefa sejam usados, melhorando ainda mais a eficiência no consumo de energia.

O complemento da pesquisa para a escala Tera priorizará a adesão de memória 3-D ao chip, bem como o desenvolvimento de protótipos de pesquisa mais sofisticados com muitos núcleos, de propósito geral, baseados na arquitetura da Intel®. Atualmente, o Programa de Pesquisa de Computação em Escala-Tera da Intel® conta com mais de 100 projetos em andamento, que exploram outros desafios arquitetônicos e de design, tanto de software quanto de sistema.

A Intel está apresentando outras oito pesquisas na ISSCC, incluindo uma que abrange a micro-arquitetura Intel® Core™ e seu uso em processadores de núcleo duplo e quádruplo, em notebooks, PCs desktop e servidores, utilizando tanto o processo tecnológico de 65nm quanto o revolucionário processo de 45nm. Outras pesquisas abordam assuntos como o chip transceptor (transmissor e receptor) para a Identificação de Rádio Freqüência (RFID), um cache de baixo consumo para aplicações móveis e um acelerador configurável Viterbi, além de novos circuitos para extinguir a ressonância em uma única matriz, medir ruídos no chip e para estabelecer técnicas adaptáveis para variações e envelhecimento.

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