Kā Intel tiek galā ar siltumnovadīšanu

Pirms gada mēs bijām liecinieki tam, ka [b]Intel[/b] izlaidusi masveidā procesorus galddatoriem, kuru jauda pārsniedz [b]100W[/b]. Neskatoties uz tik iespaidīgiem rādītājiem, nākotnē būs vien jāpierod pie šādiem skaitļiem un jāsāk domāt par iespējām, kā novadīt lieko siltumu. Kā ziņojusi kompānija [b]Intel[/b]: “100W – tas ir normāls rādītājs galddatoriem”. Energopatēriņš nav īsti saistīts tikai ar procesora takts frekvences lielumu, jāņem arī vērā kodola uzbūve. Kaut arī samazinot tranzistora izmēru, tā energopatēriņam vajadzētu samazināties, tomēr salīdzinot Prescott, kurš izgatavots pēc 90nm tehnoloģijas un Northwood, kas izgatavots pēc 130nm, paveras diezgan liela starpība – Prescott patērē par 20W vairāk.

Aplūkojot tabulu, ir redzams, ka Prescott energopatēriņš ir pielīdzināts daudz ātrdarbīgākajam [b]Pentium4 Extreme Edition[/b], bāzētam uz Gallatin kodola, kas paredzēts izmantošanai servros un izgatavots pēc 130nm tehnoloģijas. Tehniski energopatēriņš ir viegli izskaidrojams – palielinās tranzistoru skaits, kā arī palielinot procesora kešatmiņu, tiek izmantoti vairāk dažādu moduļu.

Pat īpaši nepārzinot [b]Intel NetBurst[/b] arhitektūras tendences, var diezgan viegli veikt secinājumus, ka ātrdarbības palielināšanas iespēja pašreizējiem Pentium 4 ir iegājusi strupceļā. Kaut vai apskatot visus aizturētos termiņus, kas bija saistīti ar Prescott un Dothan iznākšanu, kā arī Pentium 4 4Ghz iznāšanas pārcelšanu uz 2005. gadu.
Mūsdienās energopatēriņš, kas sastāda 130W un vairāk, vairs nevienu nepārsteidz, kaut arī [b]BTX[/b] tipa sistēmplates diezgan labi tiek galā ar ar paaugstinātu silšanu un palielinātiem spriegumiem, tomēr šo problēmu vajadzētu risināt pašiem procesoru ražotājiem, nevis sistēmplašu, dzesēšanas iekārtu vai vienkārši datorkomplektējošajām firmām. Samazinoties tranzistora izmēram principā arī samazinās tā energopatēriņš, tomēr tādējādi tiek palielināta tā pretestība, kas galarezultātā noved pie lielākas tā uzkaršanas.

Kā zināms, mūsdienīga shēmu tehnoloģija pašlaik skaitās [b]CMOS[/b] – loģika (Complementary Metal Oxide Semiconductor), pusvadītāju materiāli, kas veidoti uz metāl-oksīda bāzes ar n-kanālu (NMOS, negative) un p-kanālu (PMOS, positive). Tranzistoru blīvums mūsdienīgos čipsetos sastāda miljoniem vienību uz kvadrātmilimetru, kā piemēru var minēt Intel Prescott, kas izstrādāts pēc 90nm – 112 kvadrātmilimetru mazā laukumā ir ievietoti 125 miljonu tranzistoru! Katrs no šiem tranzistoriem patērē noteiktu daudzumu elektriskās strāvas, kā arī katram no viņiem ir zināma strāvas noplūde. [b]Intel Pentium4 Prescott[/b]:

Jau 2001. gadā tika veikti mērījumi, kā rezultātā tikai aprēķināts, ja procesoru attīstība turpināsies tādos pašos tempos un ja netiks radikāli mainīta to arhitektūra, kas ļautu samazināt to energopatēriņu, tad jau 2010. gadā procesora siltumatdeve uz 1 kvadrātmilimetru būšot lielākā nekā ātomreaktoram.

Tomēr pastāv izeja, kas saistīta ar strāvas noplūdi, Intel ir izstrādājusi jaunu [b]High-K[/b] tehnoloģiju, kas aizstās patreizējos dielektriķus.

Pats High-k princips jau zināms ir labu laiku, tomēr vēl tiek meklēti piemērotāki materiāli tā realizēšanai.
Kā vēl viens risinājums ir izmantot tehnoloģiju, kas ļautu optimizēt energopatēriņu dažādos procesora posmos, ir zināms, ka dažādos tā posmos, ir dažādas takts frekvences, kas arī noved pie dažu punktu lielākas uzkaršanas. Ir jau noskaidrotas tās procesora daļas, kas visvairāk uzsilst, kā piemērs tiek minēts [b]ALU[/b] (Arithetic and Logic Unit), šis elements uzkarst līdz pat 127 grādu pēc Celsija, kaut arī pārējo komponentu temperatūra ir daudz zemāka.

Šī elementa lielā siltumatdeve ir izskaidrojama ar to, ka tas visu laiku atrodas darbības režīmā, kā arī tā takts frekvence ir divas reizes lielāka par paša procesora takts frekvenci. Uz paša procesora atrodas 4 – 24 ALU elementu, tie tiek izvietoti pēc iesējas tuvāk viens otram, lai palielinātu datu pārraides ātrumu starp tiem, kas savukārt palielina siltumatdevi. Tādēļ tiek izstrādāts jauns ALU modelis.

Pēc kompānijas [b]Microprocessor Tehnology Lab[/b] un [b]Corporate Technology Lab[/b] teiktā, jauais ALU elements patērēšot līdz 4 reizēm mazāk elektroenerģijas.

Share on facebook
Share on twitter
Share on linkedin
Share on whatsapp

Atbildēt

Jūsu e-pasta adrese netiks publicēta. Obligātie lauki ir atzīmēti kā *

Datuve.lv – IT un Tehnoloģiju ziņas || Copyright © 2004-2020 || Kontaktinformācija: info@datuve.lv  || Contact Us