Lucruri și nanometri

Un nou Internet are nevoie de un fier nou, iar în zorii IoT, producătorii de procesoare aparent fac tot posibilul să se pună în cea mai bună poziție de pornire posibilă. Prin urmare, este surprinzător faptul că producția următoarei generații de cipuri de 10 nm va începe mult mai târziu decât se aștepta.

Acum cincizeci de ani, în aprilie 1965, Gordon Moore și-a formulat celebra predicție că numărul de tranzistoare din procesoare se va dubla în fiecare an. Zece ani mai târziu, a modificat această perioadă la doi ani, iar o versiune actualizată a legii a fost până acum justificată prin practică.

Cu toate acestea, în zorii Internetului obiectelor (IoT), a devenit îndoielnic dacă acest ritm - care, de altfel, încetinește, la care ne vom întoarce - va fi suficient pentru ca producătorii de hardware să țină pasul cu expansiunea explozivă a universul digital și viteza datelor.

Producătorii de procesoare, care depășesc limitele capacităților fizice ale siliciului, simt, de asemenea, presiunea, judecând după ultimele lor anunțuri despre achiziții de companii și nanometri. Multe depind de poziția pentru care se luptă un jucător de piață la startul IoT.

Potrivit lui Gartner, 4,9 miliarde de lucruri - dispozitive și senzori - vor fi conectate la Internet anul acesta, pe lângă computere și smartphone-uri, dar acest număr va ajunge la 50 de miliarde până la sfârșitul deceniului. Este, de asemenea, o oportunitate imensă de afaceri pentru producătorii de procesoare, deoarece lucrurile au nevoie de componente care furnizează din ce în ce mai multă putere la o scară din ce în ce mai mică și cu un consum de energie mai mic.

Inserturi programabile
În urma incertitudinii temporare din jurul tranzacției, Intel a anunțat în iunie că va achiziționa Altera pentru 16,7 miliarde de dolari, ceea ce va oferi tehnologie de tip gate-gate programabil (FPGA) împreună cu procesoare de server Xeon sub formă de achiziții de produse foarte personalizate și integrate., poate dezvolta noi produse pentru internetul obiectelor.

Achiziția planificată a fost auzită pentru prima dată în martie, dar Altera a constatat apoi prețul scăzut al Intel de 54 USD pe acțiune și și-a anunțat talia doar după ce a trebuit să înregistreze o scădere de 6% a veniturilor în primul trimestru al acestui an. Tranzacția, care trebuie, de asemenea, aprobată de autorități și acționari după consiliile de administrație ale celor două companii, este de așteptat să se închidă în șase până la nouă luni și să devină cea mai scumpă achiziție din istoria Intel până în prezent.

Mai interesant este însă motivul pentru care Intel ajunge atât de adânc în buzunar. Potrivit plăcii noastre de bază, producătorul procesorului poate avea mai multe motive bune pentru acest lucru. Achiziționarea Altera indică faptul că tehnologia FPGA va juca un rol important în strategia Intel. Am văzut în ultimii ani că furnizorii de servicii și companiile care construiesc centre de date mari, inclusiv furnizorii de cloud, construiesc din ce în ce mai multe elemente grafice și alte procesoare auxiliare în serverele lor, ameliorând procesoarele preluând sarcini specifice și crescând astfel performanța. Cipurile Altera FPGA pot fi programate pentru a îndeplini funcții dedicate, cum ar fi căutarea, sortarea și potrivirea caracterelor. Intel a oferit până acum tehnologie FPGA terță parte pentru procesoarele sale de server, dar după achiziție, va dezvolta în mod evident acest portofoliu pentru a-l poziționa cu un cuplu mai mare pe piață. De asemenea, este posibil să aveți nevoie de acest lucru, deoarece procesoarele de server sunt principala dvs. sursă de venit - piața PC-urilor se slăbește, la fel ca și afacerea mobilă Intel, care dezvoltă cipuri pentru tablete și smartphone-uri.

În plus, Intel ar putea îmbunătăți utilizarea capacității sale de producție prin adăugarea de cipuri FPGA în paleta sa, care va fi de asemenea utilă pe măsură ce compania cheltuie miliarde pentru extinderea și dezvoltarea plantelor sale, dar rentabilitatea investiției va fi mult mai lentă pe aceste piețe condiții.

Cipurile FPGA fac deja parte din multe implementări IoT astăzi, cum ar fi orașele inteligente și fabricile automate care marchează a patra revoluție industrială și pot fi găsite în dispozitivele de comunicații fără de care Internetul obiectelor ar funcționa cu greu. Odată cu achiziționarea Altera, Intel va deveni un furnizor de tehnologii esențiale pentru multe soluții IoT, care nu numai că își poate consolida poziția pe această piață, dar oferă și oportunități de vânzare încrucișată.

Nici nu poate fi întâmplător faptul că tranzacția va atinge și concurenții săi, care au folosit și tehnologia Altera până acum. IBM și ARM pot căuta acum un nou furnizor FPGA și, potrivit plăcii noastre de bază, pot alege dintre provocatorii Altera, cum ar fi Lattice, Microsemi și Xilinx.

Până la finalizarea achiziției, Intel va deschide laboratoare IoT la nivel mondial - cel mai recent în Israel și apoi în Irlanda - și, bineînțeles, își va actualiza procesoarele. În luna mai, a anunțat o nouă familie de procesoare de server, seria Xeon E7 v3 cu 12 modele, proiectată să ofere o putere de procesare mult mai mare aplicațiilor de analiză în timp real decât oricând. Noile procesoare conțin cu 20 la sută mai mult decât predecesorii lor, până la 18 nuclee de procesor, și obțin o performanță medie cu 40 la sută mai mare pe baza testelor producătorului.

Una dintre inovațiile lor este tehnologia Intel Transactional Synchronization Extensions (TSX), care optimizează procesarea tranzacțiilor în memorie, astfel încât companiile să poată obține, conform producătorului, o creștere de până la 6 ori a performanței pentru aplicațiile lor de afaceri de acest tip. Procesoarele Xeon E7 v3 pot fi configurate cu până la 32 de prize pentru a gestiona capacități de memorie foarte mari - sistemele cu 8 procesoare, de exemplu, acceptă până la 12 terabyți de memorie DDR3 sau DDR4. Tehnologia in-memory, unul dintre pilonii aplicațiilor de analiză în timp real, va fi utilizată de cel puțin 50% din companiile mari până la sfârșitul anului 2018, potrivit Gartner, aducând dimensiunea pieței la peste 9,5 miliarde de dolari până atunci. IoT va juca, de asemenea, un rol în creștere în această creștere, deoarece tot mai multe companii văd aplicațiile Internet of Things în operațiunile și operațiunile lor.

Dieta energetică prociknak
În timp ce analizele în timp real care au sens pentru Internetul obiectelor sunt din ce în ce mai solicitante, eficiența energetică a dispozitivelor IoT este cel puțin la fel de importantă. În același timp cu anunțul achiziției Altera, ARM a anunțat la Computex din Taipei că lucrează la un nou plan de cipuri care ar putea duce la procesori, senzori și cipuri de comunicații fără fir care consumă mult mai puțină energie. ARM își propune aproape să dubleze durata de viață a bateriei prin reproiectarea cipurilor Cortex-M de putere redusă încorporate în monitorizarea pacienților cu telemedicină și dispozitive IoT pentru casele inteligente, printre altele.

Procesoarele Cortex-M reproiectate acceptă, de asemenea, noul standard de comunicare Bluetooth 4.2 cunoscut sub numele de Cordio, a scris mama noastră în legătură cu anunțul și includ și un nou subsistem de memorie care accelerează schimbul de date între componente, inclusiv o gamă largă de senzori pe care le poate fi, de asemenea, integrat pe cip. La conferință, ARM a demonstrat acest lucru cu un cip Bluetooth bazat pe Cordio, care a măsurat temperatura ambiantă cu un senzor încorporat și a transmis datele către un smartphone.

Planurile lor includ extinderea în continuare a capacităților de comunicații fără fir ale cipurilor, de exemplu prin susținerea standardului 802.15.4, care stă la baza rivalei Bluetooth, de asemenea, a tehnologiei de date Zigbee cu putere redusă. ARM a creat, de asemenea, o nouă platformă de dezvoltare pentru sistemul său de operare IoT, mbed OS. Computexen a demonstrat posibilitățile cu un răcitor inteligent pentru sticle de vin care a verificat inventarul și temperatura cu un computer Rapsberry Pi care rulează sistem mbed și a transmis datele măsurate unei aplicații care rulează pe dispozitive mobile prin intermediul serviciului cloud Amazon.

Chiar și tranzistoare mai subțiri
Producătorii de procesoare își produc în prezent cipurile cu tehnologie de fabricație de 14 nanometri, astfel încât piața, care solicită din ce în ce mai multă putere de procesare, așteaptă cu nerăbdare următoarea generație de procesoare de 10nm. În timp ce Intel nu a anunțat încă exact când se poate întâmpla acest lucru, nu în ultimul rând conform legii lui Moore, timpul pentru schimbarea tehnologiei a fost stabilit de mulți până în 2016. Cu toate acestea, la jumătatea lunii iulie, Brian Krzanich, CEO Intel, a spus că procesoarele de 10nm ar putea ajunge mai târziu, în a doua jumătate a anului 2017, a raportat placa noastră de bază.

Aceasta reprezintă o încetinire în comparație cu ritmul actual, pe care producătorul încearcă să îl compenseze prin actualizarea proiectelor de procesor existente. Noile procesoare, cu numele de cod Kaby Lake, se vor baza pe actuala microarhitectură Skylake, dar vor oferi mai multă performanță decât procesoarele existente, a spus Krzanich. Primele plăci Kaby Lake vor fi îndepărtate de pe liniile de producție utilizate în prezent de 14 mp în a doua jumătate a anului viitor.

Cu toate acestea, practica era diferită de legea lui Moore mai devreme, a fost nevoie de Intel doi ani și jumătate pentru a trece de la tehnologia anterioară de 22nm la 14nm, a adăugat CEO-ul. Anunțul actual confirmă doar formal că ritmul de dezvoltare și fabricație a procesorului încetinește.

Cel puțin în rândurile Intel. Într-adevăr, IBM a anunțat cu câteva zile mai devreme că a construit primul procesor de 7nm din lume. Acest lucru a necesitat schimbări fundamentale atât în materialele utilizate, cât și în tehnologia de fabricație. IBM, de exemplu, a îmbunătățit fluxul de electroni cu un aliaj de siliciu-germaniu. Cercetătorii săi au descris inițial tehnologia în 2004, adăugând că ar putea aduce progrese în proiectarea și fabricarea procesoarelor în decurs de zece ani. Cu toate acestea, tehnologia litografiei extreme (EUVL) care funcționează în gama de lungimi de undă ultraviolete a trebuit să fie folosită și pentru fabricarea tranzistoarelor cipului de 7 nm. În comparație cu lungimea de undă de 193 nm a metodei de litografie optică utilizată astăzi în producția de cipuri, a zecea parte a EUVL, cu o lungime de undă de 13,5 nm, gravează probe mult mai mici și mai clare în siliciu, cu atât mai mulți tranzistori se pot potrivi pe cip.

Desigur, pot trece ani înainte să se producă un procesor de 7nm funcțional și să înceapă producția la scară industrială. IBM nici măcar nu a indicat când se va întâmpla acest lucru, dar a adăugat că cercetătorii săi lucrează la dezvoltarea tranzistoarelor din ce în ce mai mici, astfel încât tehnologia procesorului să poată satisface nevoile de performanță ale utilizatorilor pe termen lung, chiar și sub limita de dimensiune de 7 nm.

O întrebare importantă, desigur, este când IBM va putea intra pe piață cu procesoare de 7nm, dar companii precum Global Foundries și Samsung ajută în acest domeniu de anul trecut. IBM, care și-a reorientat strategia, a anunțat anul trecut că va cheltui 3 miliarde de dolari în următorii cinci ani pentru a dezvolta în continuare tehnologii de procesare, dar va externaliza producția comercială către parteneri.

Deși Intel nu a vorbit încă cu publicul despre planurile sale pentru tehnologia de 7nm, încă nu rezultă din progresul actual al IBM că va prelua conducerea pe piață cu plăcile sale, a declarat analistul Forrester Richard Fichera pentru placa de bază. Dar dacă vă continuați cercetările și lucrați cu parteneri în acest domeniu, procesoarele Power pot fi foarte competitive cu procesoarele Intel x86.