Intel Research Day 2005: Додати наукові дослідження напівпровідникового гіганта
Пролог
На відміну від широко розрекламованого Форуму Intel для розробників ( Intel Developer Forum , Або просто IDF), популярного в певних колах IT індустрії часом не менше, ніж всесвітні комп'ютерні виставки, так званий щорічний Intel Research Day відомий громадськості куди гірше (якщо не сказати - невідомий взагалі;)). Спробуйте набрати в пошукових системах ці словосполучення, і скупість інформації по даному заходу здасться вам надмірної. Чи не єдиною адекватною посиланням виявиться сторінка www.intel.com/research/events/intel_day/intel_day.htm на сайті самої корпорації з докладною інформацією та презентаціями з торішнього Дня досліджень в Intel. І це незважаючи на те, що даний захід пройшов під патронажем і за безпосередньої участі такого «комп'ютерного харизматика» як Патрік Гелсингер ( Pat Gelsinger ), Який очолював тоді в Intel відповідні напрямки.
З одного боку, звичайно, не можна порівнювати Intel Research Day і «вселенських масштабів» форуми IDF, вже протягом багатьох років проходять більше 10 разів на рік по всьому світу (і двічі в рік - в США) із залученням багатьох провідних гравців IT- індустрії і збирають багато тисяч учасників і відвідувачів. Адже Intel Research Day проводиться лише третій (або четвертий - тут думки співробітників Intel трохи розходяться :)) рік, причому до недавнього часу він мав дійсно одноденний формат, та й кількість відвідувачів тут на порядок менше, ніж на центральних IDF: більшість з них - це індустріальні аналітики і спеціалізована наукова / комп'ютерна преса. 
Проте (тобто - з іншого боку), інформаційна цінність і змістовність даного заходу дозволяє проводити паралелі з IDF, причому з певних позицій Research at Intel Day виявляється навіть більш цікавим і корисним, ніж IDF. Справді, і на IDF, як правило, частина доповідей, презентацій і експонатів виставки присвячені науковим дослідженням, проведеним компанією. Але там (на IDF) вони носять більш прикладний характер, висвітлюються досить побіжно і як би «прикріплюються» до основної технологічно-маркетингової ідеї всього заходу. Тоді як на Intel Research Day дослідження в області перспективних напрямків, які можуть знайти застосування в майбутньому інформаційних, комп'ютерних та комунікаційних технологій, панують, тобто є метою і приводом самого заходу. Причому висвітлюються вони тут набагато докладніше і різнобічний, із залученням безлічі діючих прототипів, а відвідувачі мають можливість безпосередньо і дуже тісно поспілкуватися з безпосередніми дослідниками і вченими, які працюють в лабораторіях Intel і традиційно дуже обмежені в плані спілкування з сторонніми (і тим більше - з пресою;)). 
Можна навіть сказати, що Intel Research Day, що проводиться зазвичай під кінець першого календарного півріччя, тобто коли перша, весняна «хвиля» форумів IDF вже прокотилася по всьому світу, а друга, осіння - тільки готується до проведення, служить таким собі «вододілом» між цими головними публічними заходами Intel. І я б навіть сказав, що Intel Research Day безпосередньо готує грунт для осінніх IDF, оскільки найбільш яскраві, концептуальні та готові до розробки та впровадження результати наукових досліджень Intel, відмічені раніше під час Research Day, знаходять потім своє відображення і під час IDF, але в більш місткому, стислому вигляді.
Втім, любителям власне технічних новинок, яких серед комп'ютерної преси та її читачів, мабуть, все ж більшість, може здатися, що Research at Intel Day не такий цікавий, як численні комп'ютерні виставки, оскільки не являє кінцевим користувачам тих готових до продажу продуктів, якими можна було б «вже поліпшити своє життя». Для тих же, хто звик дивитися на кілька кроків вперед сиюминутности і для кого наукові дослідження, нехай навіть носять прикладний характер, - не порожній звук, дане інформаційний захід Intel безумовно має стати у пригоді, оскільки воно чи не унікально в галузі взагалі і дозволяє відкрити завісу над часом «секретними» (а в технологіях і дослідженнях теж є свої ретельно охоронювані секрети) напрямками роботи лідера сучасної напівпровідникової індустрії - компанії, яка щорічно витрачає на свої дослі нання та розробки багато мільярдів доларів (маючи при цьому по всьому світу 18 дослідних лабораторій з декількома тисячами співробітників) 
Основні дослідницькі центри Intel.
і «прораховує» можливі напрямки розвитку всієї індустрії інформаційних, комп'ютерних та комунікаційних технологій на кілька десятиліть вперед (наприклад, в 2004 році Intel тільки в США отримала більше 1600 патентів). У цій статті ми спробуємо очима очевидця поглянути на те, що було цікавого на Intel Research Day в цей раз. 
Research at Intel Day 2005
В цьому році Research at Intel Day пройшов на місяць пізніше, ніж рік тому - в червні, тобто якраз після того, як відгриміли останні анонси нових настільних процесорів і чіпсетів Intel, а Стів Джобс (Apple) і Пол Отелліні (Intel) потиснули один одному руки в передчутті спільного бізнесу - переведення всієї лінійки комп'ютерів Macintosh на процесори Intel. (Як влучно з цього приводу помітив попередній глава Intel Крейг Барретт (на фото), частка макінтошів на світовому ринку, в общем-то, незначна - лише пара з невеликим відсотків, 
і в плані великих прибутків не настільки цікава для Intel, і так володіє більше 80% ринку мікропроцесорів. Однак через те, що вироби Apple часто йдуть попереду галузі за концепцією і дизайну і популярні саме в цій якості, Intel було б вкрай цікаво взяти участь і в цьому бізнесі. До речі, в зв'язку з цим Intel на Research Day 2005 теж було чим похвалитися, представивши кілька нових концепт-комп'ютерів з розширеною нетрадиційними функціональністю і дизайном.)
Якщо в минулі роки Research at Intel Day тривав всього один день і на ньому були присутні, як правило, лише відвідувачі з Північної Америки, то на цей раз формат заходу був розширений до трьох днів (майже як головні, каліфорнійські IDF!), А аудиторія представляла весь світ - від Південно-Східної і Близькосхідної Азії, Латинської Америки і навіть Австралії, до Північної Америки, Європи і країн СНД (Росії та України). 
Делегація Росії і України на Research At Intel Day 2005. Втім, цим присутність «наших» там не обмежилася - багато вчених, інженери і співробітники Intel на цьому заході вільно говорили по-російськи. ;)
Хоча, наприклад, не було помічено представників скандально відомого The Inquirer, зазвичай присутніх при подібних подіях. Мабуть все ж наука - це не їх «профіль». :)
Перший день, на який «не пустили» (точніше - не запросили) американських аналітиків і журналістів, був з ранку до вечора насичений доповідями про останні напрямках досліджень в Intel. Серед них - і загальний огляд напрямків досліджень в корпорації, включаючи глобальний напрям Procative Computing ( «попереджувальних обчислень»), 
Ганс Малдер (Hans Mulder, Associate Director Intel Research) про Proactive Computing: не слід боятися робити комп'ютери «розумніші» і самостійніше - це тільки піде нам на користь.
і кілька предметних - про «етнографічних» дослідженнях моделей використання комп'ютерної техніки та створення нових комп'ютерів і інформаційних технологій, адаптованих під конкретні країни, нації і культури, 
Знаменитий «китайський домашній навчальний комп'ютер», розроблений в стінах Intel з використанням широкого спектра «етнографічних» досліджень. 
Електронна кошик для сміття, що сканує сміття, дозволяє виявити певні етнографічні закономірності.
про концепцію персонального сервера і кишенькових комп'ютерах наступного покоління, 
Intel Personal Media Server - прототип виробництва Motorola.
про сенсорних мережах і дослідженні цього глобального напрямку в Intel. 
Нові сенсори Intel.
день виставки
Другий день був фактично присвячений виставці: у кількох кімнатах першого поверху головного офісу Intel в Санта-Кларі розмістилося кілька десятків стендів з експозиціями та діючими прототипами майбутніх технологій. На кожному з стендів можна було детально поговорити з дослідниками і вивідати раніше недоступну для широких кіл інформацію. На превеликий жаль, на огляд всього цього «багатства наукової думки» регламентом було відведено занадто мало часу - попередня цьому ранкова (в) водна лекція з загальних питань 
і подальший (за виставкою) круглий стіл з деякими керівниками наукових напрямків в Intel - Кевіном Каном (Kevin Kahn) 
Kevin Kahn , Intel Senior Fellow і директор Communications Technology Lab, Corporate Technology Group.
і по нещастю майже повністю втратили голос (сильно осиплим) Девідом Тенненхаусом (David Tennenhouse) - виявилися, на жаль, помітно менше пізнавальними, ніж сама експозиція, оскільки керівників так і тягнуло на загальні міркування замість корисної конкретики (втім, це загальна риса для багатьох керівників ;)).
Та й дуже цікава півгодинна екскурсія по лабораторії оптичних досліджень Intel, проведена її керівником Маріо Паніччіа (Mario Paniccia), директором Intel Photonics Technology Lab, 
Маріо Паніччіа, директор Intel Photonics Technology Lab.
пройшла на великих парах, не даючи екскурсантам часу на розглядання, роздуми і осмислення. Втім, бажання організаторів Intel Research Day втиснути в стислі часові рамки настільки величезний пласт напрямків досліджень, що проводяться в такій гігантській корпорації, зрозумілі. А з огляду на широту і глибину цих досліджень, стає очевидним недолік часу, виділеного для ознайомлення з ними відвідувачам Дня досліджень в Intel. Залишається сподіватися, що організатори врахують ці уроки і в наступний раз експозиції буде виділено значно більше часу.
Тим більше що 9 виставкових кімнат покривали найширший спектр досліджень - від майбутніх платформ і процесорів і питань світового ринку комп'ютерів (концепт-моделі використання) до мобільних і бездротових технологій, досліджень в області цифрового будинку, цифрового офісу і Digital Enterprise. Серед стендів експозиції ми відзначимо наступні.
Нова технологія Xen Virtual Machine Monitor (спільна розробка і Intel і Кембріджського університету в Англії) дозволяє створювати кілька віртуальних партіцій на одному апаратному ресурсі з метою одночасного запуску різних ізольованих один від одного операційних систем і додатків. 
Віртуальна машина Xen (Зен) вміє працювати на процесорах Intel з підтримкою Vanderpool Technology (VT) і в даному випадку демонструвалася на Linux-системі. 
Особливу увагу тут приділено підвищенню безпеки. 
У світлі глобального переходу на багатопотокові (мультиядерні) процесори (Див. Також нижче) розробляються спеціальні інструменти для багатопотокового аналізу 
і оптимізації додатків. 
Оптимізуються і компілятори (наприклад, є проект з «говорить» індійським назвою Shangri-La). 
Проблема високого енергоспоживання багатоядерних систем, безумовно, турбує розробників. У зв'язку з цим на експозиції демонструвалася, наприклад, технологія підвищення економічності і продуктивності серверних систем. 
Застосування спеціального аналізу завантаження системи роботою і оптимізації частоти роботи процесорів багатопроцесорної системи дозволяє збільшити продуктивність системи на 38% при незмінній потужності споживання (і тепловиділення) в багатопотоковому оточенні. 
«Жива» демонстрація проходила на 4-процесорному сервері на базі останніх Intel Xeon. 
Але принцип може бути легко використаний і до багатоядерним процесорам.
Поруч демонструвалися нові досягнення в схемотехніці 
і високошвидкісна передача даних по оптичних каналах із застосуванням новітнього кремнієвого лазера , Розробленого в Intel. 
Цілий блок стендів демонстрував серйозні програмні технології поліпшення зображення і візуалізації об'єктів по неповної інформації. 
З боку це виглядає майже так, як показують у напівфантастичних голлівудських блокбастерах - береться вкрай «замиленою» і «запікселенная» картинка і з неї «Кадрування» потрібний фрагмент з «позамежним» поліпшенням чіткості. :) Причому робиться це в реальному часі (навіть для відео). Для цього застосовуються спеціальні підходи з використанням Байесови перетворення. 
Дані технології можуть застосовуватися не тільки в «шпигунських цілях», але і в нашому побуті - для істотного поліпшення неякісного (наприклад, горезвісного «аматорського») відео, далеких телетрансляцій тощо. Знаходять застосування вони і для наукових і виробничих цілей - наприклад, моделювання тривимірного зображення по неповної двовимірної контрастною зображенні в електронній мікроскопії мікро- і нанооб'єктів на поверхні кремнієвих пластин. 
У ряді випадків для «відтворення» неповної картини залучається і симуляція методом Монте-Карло, 
що може допомогти при реконструкції топології поверхні пластин мікросхем. 
Дослідження перспектив розвитку та застосування майбутніх платформ ведеться не тільки на «прикладному» рівні, а й з прицілом на далеку перспективу. Наприклад, до початку-середини наступного десятиліття (2012-2014 роки) Intel планує перейти на виробництво пластин діаметром 450 мм замість нинішніх 300-міліметрових, які вона освоїла всього пару років тому. 
І такі «здоровенні» пластини вже демонструються - в порівнянні навіть з 200- і 300-мм «вафлями» (так на жаргоні називають крем'яні пластини) майбутні виглядають просто величезними. Зрозуміло, таке виробництво буде повністю автоматизовано (вручну перетягувати такі пластини негоже), а економічна вигода від збільшення діаметра істотно зросте. 
А взагалі, прогрес «діаметру» пластин з моменту зародження мікроелектроніки наочно демонстрував наступний стенд: 
(Пам'ятаю, я сам починав роботу на одному з найбільших радянських мікроелектронних підприємств з кремнієвих пластин діаметром 3 дюйми, а дводюймовим були тоді в ходу для арсеніду галію, так що «відстав» від того ж Крейга Барретта я всього на пару етапів.;))
Зауважимо, що до моменту впровадження 450-мм пластин Intel сподівається освоїти як мінімум 22-нанометровий техпроцес, але базовими для нових «вафель» стануть ще більш «тонкі» техпроцеси з нормами 15 нм і 10 нм. З сучасних позицій такі, з дозволу сказати, «норми» здаються нереальними (як років 10 тому нереальними здавалися нинішні 90 нм). Але навіть цим політ наукової та інженерної думки не обмежується - в лабораторіях вже щосили йде робота над так званими спінтронних приладами на кремнії, і досягнення в цій галузі Intel також демонструвала на Research at Intel Day (не без допомоги колишніх російських вчених, тепер працюють в Intel ;)): 
Втім, розповідь про виставку можна було б ще довго продовжувати. І я спеціально НЕ деталізують кожну з представлених тем, оскільки щоб розкрити їх докладніше, фактично, потрібно написати по окремій статті. Якщо комусь захочеться подивитися на якийсь із даних постерів детальніше і в кращій якості, напишіть мені. В принципі, доступні і більш розгорнуті матеріали по кожному з стендів (тим), які, я сподіваюся, найближчим часом з'являться на сайті Intel - адже створили же детальну сторінку з усіма матеріалами по слідах торішнього Research at Intel Day 2004 року (див. Лінк в початку статті).
День третій - про більш традиційному
Третій день склали три ключові доповіді відповідальних співробітників Intel за трьома основними технологічними і продуктовими напрямками діяльності корпорації - платформам для цифрового дому та настільним системам (процесорам і ін.), Напрямку розвитку цифрового офісу, платформ для нього і взагалі напрямку Digital Enterprise (серйозних серверних систем і процесорів / чіпсетів для них), і, нарешті, по мобільним системам, де, зокрема, були вперше оприлюднені деякі нові деталі про прийдешнє двуядерном мобільному процесорі з кодовою імен ем Yonah. Проходили ці презентації в самому серці штаб-квартири Intel в Санта-Кларі - в дбайливо обсадженому берізками будівлі імені одного із засновників Intel Роберта Нойса ( Robert N. Noyce ), 
і в перервах можна було ознайомитися з концепт-комп'ютерами на невеликій виставці - різними варіантами цифрового будинку, цифрового офісу, застосуванням комунікаційних можливостей в нашому повсякденному житті та ін. 
Знаменитий інтернет-холодильник LG. 
А такі симпатичні домашні комп'ютерні центри розваг вже стукають до нас з прилавків «модних» магазинів.
Керівники Enterprise напрямків корпорації Kirk Skaugen и Robert Crooke знову підкреслілі, что Перші 17 років Intel булу компанією з пам'яті, потім перемкнуло на процесори, а поза Перше місце бізнесу Intel поставлені платформи. Тобто Intel тепер - це компанія платформ. Важліво такоже, что політика розвитку компании зміщується від колішньої орієнтації «на продукти» (product-based) до орієнтації на «моделі использование» обчіслювальної и комунікаційної техніки (usage-based). І крім своїх традиційних напрямків Intel все більше уваги намагається приділяти ринкам платформ для Storage (пристроїв зберігання даних і блокам для них) і Communications (пристрої бездротового зв'язку і відповідна інфраструктура). 
Поточні та майбутні платформи Intel для Digital Office.
Індустрія спершу фокусувалася на продуктивності. Тепер же у фокусі «usage oriented сomputing» (обчислення, орієнтовані на користувача) і співвідношення ціна + можливості на ват (Price / Capability per Watt), а не price / performance / watt. Двадцять років інновацій в напівпровідникової промисловості і технології пройшло - тепер наступають 20 років пошуку, куди величезні напрацювання можна було б застосувати, зробити техніку більш керованою (manageability). Причому вже до 5 мільярдів доларів витрачається на безпеку IT-систем - це половина всіх витрат в даному сегменті. Відзначивши, що ринок процесорів Intanium зараз - найбільш швидко зростаючий серед серверних (Sun недавно перейшла на використання цих процесорів Intel, а інші 8 найбільших виробників серверів, включаючи Fujitsu-Siemens, перейшли ще раніше), «генерали» Enterprise-напрямків Intel підкреслили, що з 1996 року був поставлено більше 30 мільйонів серверів на процесорах Intel. А в родмепе enterprise-систем і платформ корпорації з'явилися тепер і системи на Pentium 4 і Pentium D - з чіпсетом E7221 і майбутніми для двоядерних процесорів! «Дорожня карта» (як тепер модно висловлюватися) на двоядерні процесори Intel стверджує, що в 2006 році 70% проданих настільних і мобільних процесорів і 85% серверних процесорів будуть двоядерними, а в 2007 році такими стануть 100% серверних і 90% споживчих процесорів цієї корпорації! 
Щодо майбутнього мобільних платформ і процесорів Денні Жабур (Denny Jabour, Director of Customer Marketing Intel Mobile Platform Group, на фото нижче) підкреслив, що швидкість росту ринків мобільних систем в різних регіонах світу різна і найбільш висока вона в Азії (крім Японії) і Америці . 
Прийдешньої вихід нової платформи Napa очікується в термін, і темпи її розробки явно випереджають такі для її попередниці Sonoma. 
У складі платформи Napa буде кілька новинок, серед яких, зрозуміло, перший двоядерний мобільний процесор Yonah, що виготовляється за технологією 65 нм, чіпсет Calostoga з набором нових функцій (включаючи Intel Digital Media Boost) і поліпшеною вбудованою графікою, включаючи технологію Intel Dynamic Power Coordination для кращої економії заряду батареї, підтримка нових стандартів бездротового зв'язку серії 802.11, технології Intel Active Management, Intel Virtualization і Intel Advanced Thermal Manager і інше. 
Денні оприлюднив також деякі нові відомості про майбутнє процесорі Yonah, який повинен з'явитися на початку 2006 року в рамках нової мобільної платформи Napa. Два ядра цього процесора будуть мати загальну для обох ядер (на відміну від поточних двоядерних процесорів Intel і AMD) кеш-пам'ять другого рівня об'ємом 2 Мбайт (з поліпшеним механізмом енергозбереження) і загальний же контролер системної шини QPB з частотою 667 МГц. Він буде випускатися по 65-нм технології в форм-факторах PGA 478 і BGA 479, містити 151,6 млн. Транзисторів, підтримувати технологію XD-bit і, судячи з попередньої інформації, підтримувати деякі механізми прямої взаємодії ядер між собою. 
У ньому застосована нова більш прогресивна мікроархітектура кеш-пам'яті - Intel Smart Cache, що дозволяє обом ядрам зберігати і використовувати загальну інформацію і навіть обмінюватися нею (включаючи когерентність кеш-пам'яті), а також індивідуально керувати енергозбереженням кожного з обчислювальних ядер, не втрачаючи при цьому доступ до загальної інформації, що зберігається в кеш-пам'яті. Нове ядро Intel буде підтримувати всі модні технології - SSE3, VT і AMT (Virtualization і Active Management) ... Не буде тут лише Hyper-Threading і EM64T, які принесені в жертву турботі про зниження енергоспоживання. Тепловий пакет нового процесора очікується на рівні близько 25 ват і затверджується, що пакет нової платформи Napa в цілому не буде вище виховання платформи Sonoma. Більш того, Intel не виключають і того, що процесори на «мобільному» ядрі Yonah будуть використовуватися не тільки в певних сегментах ринку настільних комп'ютерів (для цього вже розроблені і демонструються відповідні міні-концепти домашнього та офісного ПК), але навіть в компактних економічних серверах . Що стосується середнього часу автономної роботи ноутбуків, то її неухильно намагаються підвищити до 8 годин - правда, вже до 2010 року. :) 
Intel також буде продовжувати спонукати виробників розробляти і використовувати нові дизайни для мобільних комп'ютерів і пропонувати нові моделі їх використання. 
Епілог
Не можу не згадати, що закінчилося все захід «Research at Intel Day» високо в горах (приблизно кілометр над рівнем моря), розташованих акурат між тихоокеанським узбережжям і Кремнієвої долиною, де на сонячних гірських схилах, зрошуваних вологою з часом огортають їх хмар, виростають численні виноградники, на яких культивуються елітні сорти винограду з Франції і знаменитої виноробної долини Napa (вона розташована в Каліфорнії миль на сто північніше). Там же цей виноград обробляється і з нього виробляється вино декількох сортів (високогірні винарні мають власний повний цикл виробництва від білого до червоного вин!), Яке зберігається в дерев'яних бочках в прохолодних гірських печерах, має вельми своєрідний смак і подається замученим серпантинами приїжджим, які схочуть відсвяткувати на гірських луках своє весілля або просто добре відпочити. Десь поруч на схилах мають вілли багато ділки IT-бізнесу, штаб-квартирами компаній яких всіяна Silicon Valley, шикарний вид на яку відкривається з цих гір. Загалом, в певній мірі стають зрозумілими стимули тих, хто тут живе, працює і займається науковими дослідженнями. ;) 
В горах між тихоокеанським узбережжям і Кремнієвої долиною ... 
... виростають численні виноградники ... 
... і виробляється вино декількох сортів. 
Високогірні винарні мають власний повний цикл виробництва від білого до червоного вин, ... 
... які зберігаються в дерев'яних бочках ... 
... в прохолодних гірських печерах ... 
... і подаються побажали відсвяткувати на гірських луках своє весілля. 
На цих схилах свої вілли - у багатьох ділків бізнесу Кремнієвої Долини. 
І до певної міри стають зрозумілими стимули ...;)
