IDF Russia Fall 2003

28-29 октября в России прошел второй по счету форум для разработчиков аппаратного обеспечения Intel Developer Forum. Форум Intel для разработчиков охватывает почти весь мир, собирая вместе инженеров и техническую прессу в Северной Америке, Европе и Азии. Помимо проводимой дважды в год конференции в США, в 2003 году IDF проходит в России, Германии, Тайване, Японии, Индии и Китае. Этот форум является одним из подобных крупнейших событий в году, и тот факт, что второй раз подряд компания Intel доверяет возможность проведения регионального IDF в странах России и СНГ московскому офису компании не может не радовать. Это лишний раз подтверждает, что наша страна является приоритетным рынком для компании Intel, а также входит в пятерку наиболее быстро развивающихся рынков компьютерных технологий. Конвергенция по всему миру набирает обороты, и мы с вами являемся очевидицами глобальных событий, происходящих сейчас на рынке компьютерных технологий. Если еще несколько лет назад мы говорили только о микросхемах и производстве новых компонентов по традиционным технологиям, то сейчас речь идет о мобильности, сетях передачи данных и серверных технологиях. Перенесение производительных серверных технологий в настольные ПК уже не является ни для кого секретом, последнее время настольные устройства стали приобретать черты мобильных устройств. Собственно говоря, московский IDF в этом году и был посвящен взаимопроникновению этих технологий.

Форум работал в течение двух дней, и за это время на территории РАН, где расположился форум, прошло пять пленарных докладов и более 40 технических лекций, разделенных по семи потокам: аппаратное обеспечение, коммуникационные технологии, научно-исследовательские и конструкторские разработки, программное обеспечение, мобильные технологии, решения для предприятий и лабораторные работы. Каждый из двух дней заседаний открывался пленарным докладом, а после их окончания проходили пресс-конференции для прессы и технические потоки для разработчиков  и специалистов. На пленарных докладах и пресс-конференциях после них выступало высшее руководство компании Intel.

Технологии производства – нанометрам быть!

Первый день форума открыл президент российского представительства Intel Стив Чейз, далее выступали четыре вице-президента компании, одновременно являющиеся генеральными менеджерами своих подразделений. С точки зрения технических специалистов наиболее интересным и ярким было выступление Сунлиня Чоу, старшего вице-президента и генерального менеджера подразделения Intel Technology Manufacturing Group, который очень подробно описал текущее положение и перспективы развития современных технологий производства микросхем. Всем понятно, что основа прогресса в технологиях на современном уровне – уменьшение размеров ИМС, переведение ее производства на более совершенные технологии. Это позволяет уменьшить ее размеры, а значит интегрировать в прежний корпус больше новых элементов и функциональных частей. Это не только позволяет уменьшить размеры элементов и их тепловыделение, но и повысить их стабильность, уменьшить задержки при сохранении или увеличении скорости. Для этого кристаллы микросхем должны быть тоньше и питаться меньшим напряжением. Известно, что полярный транзистор управляется напряжением, подаваемым на его затвор. Это напряжение определяет ширину индуцируемого канала между стоком и истоком. Чем тоньше транзисторный затвор, тем при меньшем напряжении он открывается и чаще переключается. В то же время более тонкие структуры характеризуются большими токами подпороговой утечки и большей емкостью. Задержки в транзисторах растут с ростом линейных размеров. Ширина запрещенной зоны транзистора ограничивает минимально допустимое напряжение, при котором транзистор еще способен переключаться. Как известно, сейчас используются КМОП (CMOS) структуры для организации кристалла кремния. Таким образом, схемотехникам компаний приходится не столько наращивать частоты элементов, сколько бороться с побочными явлениями, такими как задержки и согласование устройств.

Для получения эффекта от современных КМОП-структур необходимо интегрирование в них сетевых возможностей. Необходима оптимизация традиционной КМОП технологии. По словам г-на Чоу, современные технологии позволяют объединить до 8 чипов в одном корпусе. Это и породило идею объединения математических и логических элементов в одном корпусе с коммуникационными компонентами. Для производства чипов используются кремниевые пластины диаметром 300 мм, что позволяет на 30% снизить затраты на производство, но приводит в большому разбросу параметров чипов на одной пластине. Ближайшие настольные и мобильные процессоры Prescott и Dothan будут производиться по 90 нм технологии.

С ростом производительности все больше потребности возникает в кэш-памяти. Статическая память SRAM в ближайшем будущем будет производиться по технологии 30 нм. Уже возможно получить чипы емкостью 52 МБ по этому техпроцессу.

В ближайшем будущем в универсальных устройствах предполагается совмещать возможность приема и передачи данных одновременно (RX/TX), причем для этого будет использоваться смешанный цифро-аналоговый сигнал, что улучшит параметры выходного сигнала.

Бессмысленно отрицать наступление века нанотехнологий. Современная литографии сопоставима и длиной волны света. Каждый последующий шаг литографии характеризуется уменьшением длины волны. Соответственно, между такими дискретными шагами образуется брешь, при том не происходит кардинальных изменений в литографии. Только EUV-литография (сверхультрофиолетовая) позволит сделать большой скачок вперед, создавая рисунки элементов с размером менее 50 нм. Нанотехнология включает в себя производственно-технологические процессы, материалы и структурные схемы устройств, используемые для создания транзисторов и элементов схем размером менее 100 нанометров (одной десятимиллионной части метра). Первые транзисторы размером менее 100 нм корпорация Intel произвела около четырех лет назад, а в этом году она начнет производство уже 50-нанометровых транзисторов на основе 90-нанометровой технологии. Сейчас разрабатываются трехмерные кремниево-германиевые транзисторы с 3 затворами. Они позволяют использовать меньшее напряжение и меньшие токи через затвор при том получать большие выходные токи. Меньший потребляемый ток приводит к тому, что остаточные токи утечки после выключения транзистора также уменьшаются. Трехмерная структура затвора позволяет току течь как по верхней поверхности транзистора, представляющей собой напыленную «шапку» из нитрида кремния, образующую NMOS-структуру, так и по его боковым вертикальным стенкам. Три затвора NMOS более эффективно управляют индуцированным p-каналом через напряжение, подаваемое на них.

Одна из методик, используемых для ускорения перехода на транзисторы с 50-нанометровым затвором, является технология напряженного кремния. При «натяжении» кристаллической решетки кремния электроны могут передвигаться более свободно, а значит и быстро. Не прекращаются и исследования Intel с целью поиска более совершенных материалов для производства: на фабрике Fab11X уже внедрены процессы конструирования устройств с использованием меди вместо алюминиевых соединений.

Серверные технологии: что может быть важнее?

Одной из самых серьезных тем этого форума стали серверные технологии. Выступления по серверным технологиям открыл Майкл Фистер. На повестке дня, прежде всего, стоят вопросы оптимизации серверных технологий, их разворачивания и применения. Как известно, наибольший прогресс мы пока что наблюдаем именно в серверных технологиях – они еще не достигли пика своего развития. Более того, эта наиболее перспективная сфера развития, приносящая наибольшие доходы, проникает в смежные рынки. Не даром мы сейчас наблюдаем серверный по своим характеристикам, но предназначенный для desktop-рынка процессор Pentium 4 Extreme Edition. И тем не менее, основу серверных технологий составляют процессоры Xeon и Itanium 2 компании Intel и Opteron от AMD. На этом форуме большое количество стендов было посвящено именно серверам. Крупнейший партнер Intel в этой сфере – компания Kraftway на своем стенде представила новейший сервер на базе процессора Itanium 2 Madison. Именно они и открыли серию технических лекций по серверам.

Blade Server на данный момент стал де-факто стандартом для «тяжелых» серверов. Он позволяет легко заменять компоненты, обеспечивает легкий монтаж и модернизацию, удобен для проектирования и вообще представляется очень гибким решением. Для таких серверов предлагается шасси высотой 7U, поддерживающее до 14 блейд-модулей. В этом шасси реализован hot-plug всех компонентов, резервирование компонентов и сетевых интерфейсов (например, альтернативные свичи, которые могут использоваться при выходе из строя основных). Все «лезвия» (от англ. blade-лезвие) имеют общий доступ к единым COM, USB-портам и приводам CD-ROM и флоппи. Это шасси совместимо с различными типами блейд-модулей. Такое шасси питается от 4 блоков питания мощностью 1400 Вт каждый с горячей заменой.

Intel Server Compute Blade (SBXL52) – это два процессора Intel Xeon с тактовой частотой до 2.8 ГГц, два интегрированных адаптера Gigabit Ethernet, поддержка до 8 Гбайт оперативной памяти стандарта DDR200 с ECC. интегрированный видеоконтроллер ATI Rage 4MB, интегрированный контроллер системы управления. Его основные особенности:

·          Возможность подключения внутренних и внешних накопителей

·          простая SAN интеграция с двухканальной 2 Гбит FC mezzanine board

·          возможно подключение двух SCA-2 Ultra 320 SCSI дисков

·          Возможность «горячей замены»

Одна из важнейших частей современного сервера - Intel Server Management Module – система, позволяющая осуществлять управление интерфейсами, портами и подсистемами сервера, а также выполнять мониторинг системы. Она представляет собой следующее:

·          Интегрированная в шасси система управления

·          Интегрированный KVM switch

·          управление флоппи-дисководом и CD-ROM

·          Один 10/100 Ethernet порт

·          Управление, конфигурирование и индикация статуса блейд-модулей

·          Мониторинг температуры

·          Конфигурирование и статус модуля Switch fabric

·          Доступ к LAN управления

·          Опциональный резервный модуль управления

·          Статус и контроль питания

Подсистема Intel Server Switch Module имеет четыре внешних 1000BASE-T Ethernet-порта, 14 внешних full-duplex Gigabit-портов, встроенную систему SNMP, обновляемую (по TFTP или HTTP) flash-память и позволяет резервировать backup-пути и предотвращать «сетевые зацикливания». Применение таких модульных серверов имеет смысл для Интернет-провайдеров, операторов связи и других организаций, уделяющих особое внимание пониженному энергопотреблению и пространству, занимаемому сервером.

Серверный блейд-модуль Kraftway Express Blade имеет до 2 процессоров Intel Xeon с частотами от 2,6 до 3,06 ГГц. Материнская плата имеет чипсет SeverWorks Grand Champion LE, поддерживает до 8 Гб ОЗУ DDR PC2100 ECC в 4 слотах памяти. Используются накопители HDD IDE 2.5” и Ultra 320 SCSI с использованием внешней корзины для 2 дисков, 2 интегрированных чипа Gigabit Ethernet и встроенная видеокарта RageXL с видеопамятью 8 Мбайт. Есть возможность подключения дочерней платы Fiber Channel на чипсете Qlogic с двумя портами с пропускной способностью 2,125 Гбайт/с. Также подключаются выше описанные модули Ethernet Switch с 4 портами и Fiber Channel Switch с суммарной пропускной способностью 64 Гбайта/с при полном дуплексе. Модуль мониторинга и управления позволяет иметь прямой доступ ко всем элементам сервера. Поддержка функции Serial over LAN используется для удаленного администрирования и мониторинга шасси и процессорных модулей.

На стенде фирмы Kraftway был представлен самый тонкий в мире сервер GEG Express 6203 на базе процессоров Intel Itanium 2, предназначенный для построения высокопроизводительных 64-разрядных центров обработки данных. Он обеспечивает высокую плотность вычислительной мощности в HPC-системах (High Performance Systems). Имеется поддержка процессор Itanium 2 на базе ядер Madison и Deerfield и специально разработанная система охлаждения CoolFlow. GEG Express 6203 базируется на материнской плате для 1U-корпуса с двумя процессорами Low Voltage Itanium 2 с частотой 1 ГГц и кэш-памятью третьего уровня 1,5 Мб или Itanium 2 1.4 ГГц и L3 1.5 Мб (на ядрах Madison или Deerfield). В ее основу положен чипсет iE8870 (i870), поддерживающий память DDR PC2100 registered ECC до 16 Гбайт при использовании 2 Гбайтных модулей памяти (8 слотов памяти). Поддерживаются накопители стандарта ATA и SCSI Ultra 320. Интерфейс SCSI поддерживает 2 внешних порта и один внутренний. В сервере можно организовать RAID 1 и 5 для внешних дисков. В материнскую плату интегрированы 2 чипа встроенного Gigabit Ethernet. USB версии 2.0 имеет вывод 4 портов на лицевую панель и 2 на фронтальную поверхность. На борту имеется встроенная графика ATI Radeon 7000 с объемом видеопамяти 16 Мбайт. Имеется один системный и один управляющий COM порты. Все это заключается в 1U-корпус, который монтируется в 19” стойку. В корпус встроен блок питания на 650 W. Потребляемая мощность около 700 W, т.е. эффективность блока питания составляет 80%. Такой корпус обеспечивает хороший фронтальный циркулярный обдув, так что разница температур внутри и снаружи корпуса колеблется от 10 до 15˚. Из слотов расширения поддерживаются 1 разъем PCI 32 bit и PCI-X 64 bit половинного размера. Напомню, что PCI-X – это более совершенный стандарт 64-разрядного расширения шины PCI, поддерживающий частоту до 133 МГц и имеющий пиковую пропускную способность до 1066 Мбайт/с. Плата имеет интегрированный контроллер системы управления. Эта платформа разработана для 64-разрядных ОС Linux (RedHat, SuSe) и 64-bit Microsoft Windows Server 2003.

Компания NEC представила серию высокопроизводительных серверов TX7. В серии применяется процессор Itanium 2 второго поколения 64-разрядных процессоров. Он имеет частоту 1 ГГц/900 МГц с кэшем L3 3/1.5 Мбайта. Он позволяет одновременно исполнять до 6 инструкций за такт. В одну ячейку может быть установлено до 4 процессоров. Система TX7 соединяет эти ячейки через высокоскоростной матричный коммутатор, разработанный NEC. Набор микросхем i9510 поддерживает до 32 процессоров. Матричный коммутатор имеет малую задержку и высокую пропускную способность. С основу этой системы положена архитектура cc-NUMA, котрая использует набор микросхем и матричный коммутатор, разработанные компанией NEC, что обеспечивает почти равномерный доступ быстрый доступ к оперативной памяти. Система ввода/вывода использует быструю шину PCI-X. Все шины данных защищены алгоритмами обнаружения ошибок и исправления однобитных ошибок. Кроме резервирования блоков питания и вентиляторов, возможно дублирование сервисного процессора. Это обеспечивает надежность системы, сравнимую с надежностью мейнфреймов. В целом, i9510 поддерживает использование до 128 Гбайт памяти.

Архитектура CellPath дает возможность разбить систему на блоки по 4 процессора. Чипсет i9510 поддерживает до 8 таких блоков. Каждый такой блок работает автономно и позволяет независимо запускать различные ОС в разных блоках, независимо их перезагружать и управлять питанием. Такая система позволяет реализовать GFS (Global File System) – файловую систему, которая обеспечивает совместное использование файлов и ресурсов между узлами в рамках среды SAN (Storage Area Network), построенной на базе Fiber Channel. Серия серверов NEC может управляться только JC Linux и HP-UX. Для Linux NEC предлагает собственные компиляторы для языков Fortran и C/C++.

Совместная компания Fujitsu-Siemens представила свои традиционные серверы Primergy и рабочие станции повышенной надежности. Это универсальные серверы (5U), серверы для шкафов (1-4U), модульные серверы с пониженным энергопотреблением. Первые построены на процессорах Pentium 4 или двух-четырех Xeon/Xeon MP. Используемые платформы базируются на чипсетах ServerWorks и i7501. Сервер с пониженным энергопотреблением использует процессоры Pentium III LV или мобильный процессор Pentium M. Во всех случаях используется встроенная графика ATI RageXL с видеопамятью от 4 до 8 Мбайт. Самые мощные серверы с 4-16 процессорами Xeon MP с частотой 2,8 ГГц и системной шиной 400 МГц используют память DDR SDRAM PC2100 от 1 до 32 Гбайт.

Эти, прямо скажем, не самые мощные серверы отличаются повышенной надежностью. Прежде всего, Fujitsu Siemens Computers разработала технологию Automated System Reconfiguration & Restart (ASR&R), которая применяется во всех серверах Primergy. Если модуль памяти или CPU выйдет из строя, то сервер выполняет автоматическую перезагрузку и переконфигурирует систему, исключая вышедшие из строя компоненты. Помимо ECC применяется технология Memory Scrubbing, расширяющая возможности ECC. Она циклически проверяет всю память на наличие битовых ошибок, особенно ту ее область, к которой давно не было обращений. Технология ChipKill позволяет исправить более 1 разряда в 64-битном слове. У памяти Chipkill есть свой контроллер на системной плате, который размещает биты в разных чипах памяти. Если микросхема откажет, то теряется только 1 бит слова, который может быть восстановлен с помощью ECC. Более того, для защиты от 2 ошибок в разных микросхемах но в одном слове памяти используется «горячее» резервирование банков памяти. Программное обеспечение ServerView поставляется с каждым сервером и служит для упреждающего обнаружения и анализа состояния компонентов системы. Не стоит и упоминать о том, что используются дублированные вентиляторы, модули питания, сетевые контроллеры, жесткие диски (RAID). Зеркалирование памяти служит для создания своеобразного RAID для памяти, когда данные записываются одновременно в два банка памяти, если первый откажет, то данные будут считываться из второго. «Горячая» замена поддерживается вентиляторами, модулями памяти, HDD, разъемами PCI-X.

Сервер на Intel Xeon или Itanium 2?

Вопрос о продолжительности жизни 32-разрядной серверной архитектуры в последнее время стал многих волновать. Так вот, можете успокоиться: компания Intel в ближайшем будущем не собирается прощаться с процессорами Xeon. Как минимум, они проживут до 2005 года. Прекрасно понимая, что большинство существующих приложений написано под 32 разряда, компания считает, что 64-разрядные процессоры пока будут использоваться только в HPC-сегменте, в то время как все основные функции сервера может прекрасно продолжать выполнять CPU Xeon. Хотя доля Itanium 2 на рынке будет неуклонно расти. Алексей Устинов, менеджер российского филиала компании Intel по техническим вопросам посвятил свою лекцию построению серверов на базе процессора Xeon.

Каждый должен понимать, что создание настоящего сервера касается не только серверного процессора, но и серверный набор микросхем, интерфейсов, плат; серверный корпус и серверное программное обеспечение. Причем сервер, как правило, состоит из нескольких серверных машин: сервера разработки, сервер-архив материалов и данных, сервер экстранета (доступ в локальную сеть из внешних сетей) и веб-сервер, которые все взаимодействуют между собой и должны обладать избыточной надежностью. Во-первых, память должна быть регистровая DDR200/266 с контролем четности (ECC). Во-вторых, подсистема ввода/вывода должна быть расширена до 64 разрядов – этого требуют накопители SCSI. Такой подсистемой является Интерфейс PCI/PCI-X Hub 2.0 (P64H2), технология Intel x4 Single Device Data Correction, хаб-интерфейс ECC, аппаратное обновление памяти. Помимо самих процессоров Xeon Intel поставляет серверные материнские платы на базе чипсета i7501, серверные корпуса, серверные адаптеры Intel Pro и RAID-контроллеры с ПО. Производительность сервера зависит от сбалансированности платформы, и прежде всего, среди них, двухканальная память и отсутствие необходимости делить ее между процессорами. Добавление второго процессора в среднем, приносит полуторный выигрыш. Кроме того, характерной особенностью серверной системы является шина системного управления SMBus, отвечающая за системный контроль и мониторинг состояния устройств. Набор микросхем E7501 позволяет не только обнаруживать, но и исправлять найденные ошибки в битах слов (Проверка памяти ECC, технологии x4 SDDC). Кроме того, данные проверяются на наличие ошибки при передаче и корректируются. Определяется тип ошибки, повторная она или случилась впервые, ошибки маскируются, ведется журнал ошибок. При необходимости, определенные адреса в памяти могут изолироваться. Технология RASUM включает код обнаружения двойных ошибок, очистку памяти от ошибок по запросу, технологию Intel x4 Single Device Data Correction (SDDC), инициализацию памяти аппаратными средствами.

Требования в пропускной способности сервера все более растут, поэтому старый интерфейс PCI 2.2 с пропускной способностью до 533 Мбайт/с даже при разрядности 64 разряда и частоте 66 МГц. На смену ему пришел PCI-X, который, имея разрядность 64 бита тактируется частотой 133 МГц, что увеличивает пропускную способность до 1066 МБ/с. Такие устройства как SCSI Ultra320 с пропускной способностью 320 МБ/с и Gigabit Ethernet (125 МБ/с) в сумме уже требуют не менее 450 МБ/с.

Для контроля состояния системы используется подсистема BMC (Baseboard Management Control). Она состоит из микросхемы Sahaleе BMC и BMC Flash ROM. Контроллер BMC подключается к системной шине с одной стороны и к NV Store и шине SMBus/I²C с другой, которые уже соединяются с датчиками и сенсорами. Кроме того, BMC подсоединяется к интерфейсу IPMB, который соединяется с датчиками и EEPROM шасси. IPMB подсоединяется к интерфейсам RS-232, LAN NIC и ICMP для немедленной передачи сообщений о неполадках через них. Вся продукция Intel тщательно тестируется в течение 10000 часов, и расчет ее надежности производится в самых жестких условиях (инициатива Intel Power and Thermal Headroom). Intel Active Airflow Control управляет работой вентиляторов и постоянно следит за их состоянием в корпусе, по мере необходимости повышая или снижая скорость их вращения. Intel Drive Power Isolation позволяет независимо управлять питанием все устройств, специальная микросхема объединительной панели для жестких дисков серверного корпуса Intel гарантирует безопасность при горячей замене дисков. Эта же система обеспечивает невозможность отключения жесткого диска при наличии питания и защищает его от скачков напряжения. Intel Drive Stabilization защищает винчестер от вибраций в корпусе путем использования алюминиевых корзин и салазок с пружинами. Intel Light Guided Diagnostics включает внешние световые индикаторы, которые указывают обслуживающему персоналу на определенный сервер и его плату, нуждающуюся в дополнительном внимании. Внутренние световые  индикаторы указывают на отказавший компонент. Система Intel® Multi-Path Boot обеспечивает отказоустойчивость процессора во время загрузки и позволяет автоматически переконфигурировать системную плату для завершения загрузки. Для этого используется ПО Intel Server Management. Кстати, последняя версия этого ПО 6.1 значительно изменена и доработана – стала гораздо мощнее. Элементы, поддерживающие hot swap, в системе помечаются зеленым цветом.

Будущий серверный процессор Intel Nocona будет выполнен по 90 нм техпроцессу. Имея большее энергопотребление, новый процессор потребует большего охлаждения. Если младшие модели Nocona еще будут поддерживаться в современных материнских платах, то старшие модели потребуют полного редизайна плат. По новым спецификациям SSI будут использоваться блоки питания большей мощности и больших габаритов, а радиатор процессора будет выполнен целиком из меди и будет весить около 1 килограмма. Предполагается, что крепиться он будет одновременно к корпусу и к плате, а в самой материнской плате будет больше отверстий для крепления.

Конвергенция сетей – наше будущее

Одной и важнейших тем форума были новые стандарты передачи данных и их применение в средствах телекоммуникации. Как показывает практика, беспроводные технологии все более глубоко проникают в нашу жизнь на всех уровнях. Для точечного подключения используется 802.15, Bluetooth, для локальных сетей начал использоваться 802.11 (Wi-Fi), для городских сетей начинает использоваться 802.16 (Wi-Max), для глобальных сетей предполагается использовать 802.20. И что самое интересное, что начиная с малых, сети все больше расширяются – это стало необходимым, так как сети большего масштаба создают инфраструктуру для более маленьких. Причем, каждая из подсетей, входящих в сети большего масштаба развивается и самостоятельно. В сетях Wi-Fi 802.11 появился новый стандарт 802.11а, который имеет пропускную способность 54 Мбита/с при частоте 5 ГГц, далее появится 802.11g с частотой 2,4 ГГц, но пропускной способностью 54 Мбит/с (некий гибрид из a и b). В свою очередь, Wi-Max, представленный на IDF, появился в версии 802.16а, с частотой 2-11 ГГц и шириной канала до 75 Мбит/с. Базовый стандарт 802.16, разработанный в 2001 году имеет частоту до 66 ГГц, тем самым, увеличивая пропускную способность до 134 Мбит/с.

Прежде всего, новые беспроводные сети 802.16 позволили беспроводно связываться вне пределов видимости. При передаче данных используется все та же одна несущая, модулируемая как фазовой модуляцией, так и амплитудной. При этом используется многостанционный доступ с ортогональным частотным уплотнением, что позволяет выделить до 2048 поднесущих. Полоса частот настраиваемая, от 1,25 до 20 МГц. 802.16а позволяет соединяться на расстоянии до 40 км (стандартно 8 км). Стандарт 802.11 дополняет стандарт 802.11, позволяя объединять различные LAN в MAN. Причем, эта сеть может быть использована как мобильными пользователями, так и для коммерческих целей. После внедрения стандарта стоимость оборудования точки доступа будет колебаться от $200 до 400. Также как и в случае с Wi-Fi для сертификации совместимости оборудования создана некоммерческая организация состоящая из лидеров в сфере телекоммуникаций. Сети Wi-Max обладают быстрой разворачиваемостью в любой местности.

Такая конвергенция сетей особенно выгодна в отдаленных районах, куда сложно доставить информацию кабельным способом. Wi-Max является прекрасной альтернативой кабельным и DSL сетям. Новые стандарты сетей подстегнут провайдеров к новой ступени развития. В ближайшем будущем будет завершена разработка стандартов 802.16d и 802.16g.

Эрик Мецлер видит будущее конвергенции сетей за модульностью архитектур. Начало этому было положено в 2002 году образовались комитеты по совместимости стандартов различных компаний. Сейчас разрабатываются новые стандарты безопасности, которые будут применены с новой мобильной платформе, которая станет наследницей Calexico. Серьезные разработки Intel ведет и в области сенсорных сетей.

Коммуникации и мобильность

В области мобильных технологий, на которые компания Intel уделяет все большее внимание, также происходят значительные изменения. Причем, касаются они как внедрения новых технологий, прежде всего для передачи данных, так и совершенствования старых. Большая часть изменений касается продолжительности жизни батарей ноутбуков. Суммарные нововведения в экономии энергопотребления дисплея и системы ввода/вывода могут сохранить лишний Ватт, что эквивалентно 30 минутам работы. Теперь дисплей не должен потреблять более 3 W. В 2004 году планируется ввести поддержку стандарта 802.16g. Вводится новый стандарт безопасности WPA, который потом будет усовершенствован в 802.11i. В 2004 году будет введен стандарт TPM 1.2. Вскоре после утверждения стандарта в сентябре этого года появится поддержка технологии ExpressCard. Вскоре Serial ATA доберется и до «ноутов», что не только повысит скорость передачи, но снизит энергопотребление. Недавно появившийся интегрированный звук Azalia высокого качества также появится в мобильных системах.

Компания nVidia представила технологию PowerMizer, которая способна значительно снизить энергопотребление графической подсистемы. Она позволяет пользователю самостоятельно ступенчато выбирать подходящий режим энергопотребления. Как известно, современные дисплеи «жрут» от 3,5 до 5 Вт и они являются основными потребителями энергии в ноутбуке. Технология PowerMizer позволяет независимо, в зависимости от нагрузки включать и отключать любую часть графической подсистемы. Это достигается масштабированием напряжения питания от 0,9 до 1,2 В и частоты от 25 до 350 МГц.

Компания ATI рассказала о перспективах графических интерфейсов. В 2004 году выйдет спецификация 1.0а шины PCI Express, которая вдвое повысить производительность по сравнению с шиной AGP, так как дальнейший рост частоты AGP не принесет роста производительности. 16-канальная шина PCI Express с пропускной способностью до 4 ГБ/с позволит подключать не только графическую подсистему, но и периферийные устройства. Эта шина совместима с PCI программно, но не электрически, ее масштабируемая архитектура точка-точка позволяет создавать новые ее форм-факторы. Новая шина значительно надежнее, она будет иметь меньше контактов, что положительно скажется на уменьшении потенциальных точек сбоя. Она лучше обрабатывает ошибки и расставляет приоритеты устройств. Она позволит подключать графические адаптеры без отключения питания. При всех этих преимуществах шину также легко поддержать на уровне драйверов и минимальной доработке BIOS.

Будущее «железа»

Несмотря на то, что технические лекции по аппаратному обеспечению были немногочисленны и слабоваты, кое-что там все же могло заинтересовать.

Intel представила технологию LaGrande (LT), которая на аппаратном уровне способна защитить систему от программной атаки практически без ущерба производительности. Как правило, атакам подвергаются графический буфер видеопамяти, буфер клавиатуры, оперативная память и канал DMA. Во-первых, LT реализует защищенное исполнение и разделенное обращение к железу, которое базируется на разделении доменов. Во-вторых, используется аттестация этого защищенного исполнения путем идентификации с помощью модуля TPM (Trusted Platform Module). TPM обеспечивает аттестацию и опечатанное хранение данных, которые становятся доступны, если только необходимая идентификационная информация присутствует в TPM. Далее создается доверительный канал, в который входят устройства ввода и непосредственно человек. В целом, LT представляет собой комплекс защитных элементов, являющихся частью CPU, чипсета, контроллеров и ПО.

Ну и совсем скромную часть IDF посвятили будущему настольных платформ. Будущее настольных 32-разрядных систем весьма туманно. У AMD все понятно: там произошел плавный переход от 32 к 64-разрядным системам – они совмещены в Athlon 64. А вот у Intel пока остается Pentium 4, который проживет еще не менее полугода. Учитывая, что Intel не собирается снимать Xeon до 2006 года, вряд ли и Pentium 4 исчезнет ранее 2005 года. Тем более, что в запасе у Intel 65 и 32 нм техпроцессы. Ну а ближайшем будущем выйдет Pentium 4 на ядре Prescott, выполненный с 90 нм производственными нормами. Новый CPU отличается усовершенствованной архитектурой NetBurst. Кэш-память первого уровня увеличена до 16 Кбайт, а второго – до 1 Мбайта. Prescott функционирует на частоте от 3 ГГц и системной шине 800 МГц. Масштабируется он может до 5 ГГц.

Новый процессор имеет ряд микроархитектурных улучшений. Среди них: усовершенствованный алгоритм предсказания команд (ошибка менее 2%), расширенное управление питанием (thermal throttling), улучшенная технология Hyper-Threading, новые команды Prescott (PNI), поддержка технологии LaGrande, сокращение задержки IMUL-задержки и дополнительные WC-буферы. Thermal throttling включает холостые такты во время процессора для его охлаждения. Кроме того, CPU может работать на нескольких рабочих напряжениях и частотах. Это делает новые платформы холоднее и тише. Так как кэш L1 сильно помогает в HT, то объем его был увеличен вдвое. Именно там устанавливаются биты для определения принадлежности того или иного поток (thread) данных. 13 новых инструкций PNI предназначены для сложных операций с двумя 32-разрядными операндами, улучшающих производительность в мультимедиа приложениях и видео. Это команды преобразования чисел с плавающей запятой в целые числа, арифметика комплексных чисел и другие. Буферы WC (Write Combining) используются для «сливания» части данных из КЭШа в память, когда первый переполнен.

При производстве используется технология напряженного кремния, которая способствует более быстрому прохождению электронов через кремниевую решетку затвора. Ширина затвора используемых транзисторов 50 нм. 90 нм технология производства позволяет использовать 7 слоев медных соединений с новым диэлектриком (CDO) с низкой диэлектрической проницаемостью, что уменьшило емкость межсоединений. При проектировании ядра Prescott был осуществлен полный его редизайн и перепланировка для улучшения прохождения потоков информации. Все блоки вытянуты в одном направлении и между ними оставлен зазор для будущих изменений.

Пока что он выпускается с стандартном корпусе с 478 выводами, но из-за растущих токов и скачков напряжения при включении различных блоков CPU требуется все больше ножек заземления и питания, так что в первом полугодии 2004 года мы увидим разъем Socket T с 775 контактами. Тепловыделение нового CPU вырастет и для него будет официально издан новый термопак. Разноуровневое напряжение питания будет определяться VRM 11.0, так что потребуются новые материнские платы.

Вот примерно и все, что нас ждет в ближайшем будущем. Будем надеяться, что следующий российский IDF будет более технически насыщенным.

Автор: Александр Дудкин
alexishw@xaker.ru