211service.com
Intels nye strategi: Strømeffektivitet
Midt i stigende konkurrence fra Advanced Micro Devices (AMD) ændrer Intel sin chipfremstillingsfilosofi: den er mere opmærksom på strømkravene til sine mikroprocessorer.
I juli 2006 vil chipfremstillingsgiganten frigive en ny mikroprocessor, kaldet Core 2 Duo, designet til bærbare og stationære computere. Den nye chip er baseret på Intels nuværende chiparkitektur, som erstattede traditionel enkeltkernebehandling med to behandlingscentre på en enkelt chip. Virksomheden siger, at Core 2 Duo vil præstere bedre end dens nuværende dual-core-chip og vil være mere energieffektiv, hvilket kan få bærbare batterier til at holde længere og desktop-tårne til at køre køligere.
At være opmærksom på strømforbruget i mikroprocessorer er et relativt nyt koncept for virksomheden, siger Steve Pawlowski, en senior fellow hos Intel, og tilføjer, at flytningen kan hjælpe Intel med at genvinde markedsandele fra sin rival AMD. Historisk set har den vigtigste metrik i branchen været processorydelse – den hastighed, hvormed en processor kan udføre en opgave, såsom at beregne et regneark. Vi har altid fokuseret på ydeevne på bekostning af kraft [brug], siger Pawlowski.
Men der er sket grundlæggende ændringer på pc-markedet, som først fik AMD, og nu Intel, til at gentænke mikroprocessordesign. For det første er mobile enheder blevet den primære pc for mange forbrugere - som ikke ønsker en enhed, der hurtigt dræner et batteri eller bliver for varm. Ydermere, når størrelsen af transistorer krymper, er der større sandsynlighed for, at de spilder elektricitet gennem en fysisk proces kaldet lækage, siger Kevin McGrath, en AMD-stipendiat - og jo flere transistorer på en chip, jo mere elektricitet spildes.
AMD har arbejdet på mere effektive mikroprocessorer i flere år, og nu forsøger Intel at udjævne vilkårene. Både Intel og AMD har tacklet en del af problemet ved at konvertere deres chip-line-ups til dual-core processorer (se Multicore Mania, december 2005), hvilket viser sig at være en måde at øge effektiviteten på. Interessant nok kan det at gå til flere kerner være en meget strømeffektiv måde at beregne på, siger Milo Martin , professor i computer- og informationsvidenskabsafdelingen ved University of Pennsylvania.
Tre aspekter af multicore-chips gør dem mere effektive. For det første, når en chip har mere end én kerne, kan den hastighed, hvormed hver kerne beregner, sænkes uden at hæmme hastigheden af hele chippen. Ved at sænke urhastigheden, forklarer Martin, kan ingeniører reducere beregningshastigheden for en enkelt kerne med en faktor på fem, fra én gigahertz til 200 megahertz, og kernen bruger kun en-30-del af strømmen. Så siger han, selvom fem af disse kerner er samlet på en enkelt chip, forbruges kun en sjettedel af strømmen, men alligevel opretholdes den samlede beregningshastighed på en gigahertz.
For det andet reducerer mindre processorstørrelser strømforbruget. Antallet af transistorer, hver kerne har, og mængden af siliciumejendom, de optager, bestemmer mængden af strøm, kernen bruger - mindre processorer har færre transistorer og bruger dermed mindre strøm end større processorer. I en dual-core chip er det samlede antal transistorer større end det er i en single-core chip, men hver kerne har færre transistorer, hvilket gør den mere strømeffektiv.
For det tredje kan nogle af processorfunktionerne, såsom styring af hukommelse, deles mellem kerner, så hver kerne bruger mindre energi ved ikke at udføre en redundant opgave.
Så overgangen til en multicore-arkitektur er en oplagt måde at spare strøm på, og det har både Intel og AMD gjort. Men de ser på andre måder at skabe effektivitet på. Som Pawlowski forklarer, kan styring af processorer på kredsløbs- og individuel transistorniveau også spare strøm. For eksempel er specifikke kredsløb på en transistor udpeget til at styre manipulationen af et foto eller til at afspille en DVD. Når det kredsløb skal bruges, tændes transistorerne, der udgør kredsløbet, med en bestemt spænding. I en perfekt effektiv chip vil disse transistorer kun tænde og slukke, når de er nødvendige. Men selv når et kredsløb er inaktivt, bruger dets transistorer en lille spænding, der langsomt siver ud af transistoren, siger Pawlowski. Denne lækage producerer varme og spilder elektricitet.
Selvom der er meget overlap i den måde, som AMD og Intel nærmer sig dette problem med spild og lækage på kredsløbsniveau, er deres løsninger anderledes. Intel arbejder på at løse problemet ved at udpege søvntransistorer på en chip til at mikrostyre kredsløbene i hver kerne. Disse transistorer slukker fuldstændigt for spændingen til transistorer i kredsløb, der er i dvale.
AMD sætter også dele af processoren i dvale, forklarer McGrath; men det gør det ved at få en algoritme til at instruere processoren til at gå i forskellige niveauer af dvale, ved at lukke dens urhastighed ned, så standby-beregninger ikke udføres så hurtigt. Algoritmen kan bede en del om at gå ind i dens laveste strømtilstand, siger han, der er fem eller seks af disse strømtilstande, der bruges afhængigt af processorens belastning.
Intel har annonceret priser for deres nye energieffektive chips - de er billigere end AMDs nuværende tilbud, hvilket vil lægge pres på sin rival. For Intel vil testen af, om dens strømbesparende chips kan konkurrere godt mod AMDs tilbud, dog ikke komme, før dens nye processorer kommer på markedet.