อนาคตมาถึงเร็วเกินคาด: สู่ยุคการใช้ซีพียูมัลติ-คอร์อย่างแพร่หลาย

ส่งผลให้เกิดการใช้ระบบประมวลผลในระดับเอ๊กซ์ตรีม

จัสติน แรทเนอร์ หัวหน้าเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของอินเทล กล่าวกับผู้ร่วมงาน อินเทล ดิเวลอปเปอร์ ฟอรัม (ไอดีเอฟ) ที่เมืองซานฟรานซิสโก สหรัฐอเมริกา ถึงผลที่เกิดขึ้นจากการนำระบบประมวลผลแบบมัลติ-คอร์และแบบ หลายคอร์มาใช้อย่างแพร่หลาย รวมถึงการนำมาใช้เพื่อขยายขีดความสามารถของการประมวลผลให้ได้จนถึงระดับเอ๊กซ์ตรีมว่า เป็นเพียงตัวอย่างของภาพที่สะท้อนให้เห็นว่าอนาคตของระบบประมวลผลกำลังเกิดขึ้นแล้วในขณะนี้

ในวันที่สามของงานไอดีเอฟ แรทเนอร์ กล่าวว่า ?อินเทลและชุมชนนักพัฒนาที่ใช้เทคโนโลยี อินเทล ได้ทำงานร่วมกันมาตั้งแต่ปี 2549 เพื่อเรียนรู้ถึงศักยภาพการทำงานของระบบประมวลผลแบบมัลติคอร์และแบบหลายคอร์ ซึ่งเดิมใช้กันเฉพาะในระบบประมวลผลประสิทธิภาพสูง มาสู่การใช้เพื่อแก้ปัญหาระบบประมวลผลในโลกแห่งความเป็นจริงได้อย่างครอบคลุมกว้างขวางยิ่งขึ้น ทั้งสำหรับเครื่องลูกข่ายและเซิร์ฟเวอร์ สิ่งที่เราสาธิตในวันนี้เป็นเพียงส่วนน้อยของสิ่งที่เราจะทำให้เกิดขึ้นจริงด้วยระบบประมวลผลแบบหลายคอร์และแบบที่สามารถขยายสมรรถนะให้ได้จนถึงระดับเอ๊กซ์ตรีมในอนาคต?

ระบบประมวลผลที่ขยายจนถึงระดับเอ็กซ์ตรีม

อินเทลยังคงมุ่งมั่นที่จะพัฒนาเทคโนโลยีให้ก้าวข้ามข้อจำกัดต่างๆ ที่มีอยู่ในปั้จจุบัน ด้วยการพัฒนาในระดับก้าวกระโดดเพื่อทำให้ประสิทธิภาพของระบบประมวลผลก้าวหน้ากว่านี้อีกหลายขุม แต่ใช้พลังงานน้อยลงมากจนถึงระดับที่ในปัจจุบันไม่สามารถทำได้ ยกตัวอย่างเช่น แรทเนอร์ได้สาธิตประสิทธิภาพของ Near-Threshold Voltage Processor โดยใช้แผงวงจรแบบใหม่ที่กินไฟต่ำเป็นพิเศษ ซึ่งช่วยลดการใช้พลังงานให้ต่ำลงกว่าเดิมอย่างมาก ด้วยการทำงานในระดับที่ใกล้ขีดจำกัดของโวลเตจที่เปิดทำงานอยู่ในทรานซิสเตอร์ แนวคิดใหม่นี้จะทำให้ซีพียูทำงานได้เร็วขึ้นเมื่อต้องการ แต่จะลดการใช้พลังงานลงต่ำกว่า 10 มิลลิวัตต์ในขณะที่เครื่องมีการใช้งานในปริมาณน้อย โดยพลังงานที่ลดลงต่ำนั้นยังเพียงพอต่อการทำงานต่อไปได้ และพลังงานที่ใช้ มาจากโซล่าเซลล์ที่มีขนาดเล็กเท่าแสตมป์เท่านั้น แม้ชิปดังกล่าวซึ่งยังเป็นงานวิจัยจะไม่ได้มีจำหน่ายในรูปของตัวผลิตภัณฑ์โดยตรงก็ตาม แต่ผลของการวิจัยชิ้นนี้สามารถนำไปสู่การผสมผสานวงจรแบบ scalable near-threshold voltage เพื่อใช้กับผลิตภัณฑ์ใหม่ๆ ได้อีกมากมายในอนาคต เพื่อลดการใช้พลังงานลงให้ได้มากกว่าเดิม 5 เท่าขึ้นไป และขยายคุณสมบัติด้านการทำงานที่เกิดขึ้นต่อเนื่องตลอดเวลา ไปสู่อุปกรณ์สำหรับการประมวลผลอีกหลากหลายชนิด เทคโนโลยีในลักษณะนี้จะเป็นเป้าหมายต่อไปของศูนย์วิจัยอินเทลเพื่อลดการใช้พลังงานในการประมวลผลลงจากเดิมให้ได้ 100 ถึง 1,000 เท่า สำหรับแอพลิเคชั่นชนิดต่างๆ ตั้งแต่การประมวลผลข้อมูลในระดับ massive จากจุดหนึ่ง ไปสู่การประมวลผลแบบ terascale-in-a-pocket ของอีกจุดหนึ่ง

Hybrid Memory Cube คอนเซ็ปท์ใหม่ของ DRAM ที่ไมครอน* และอินเทล ร่วมกันพัฒนาขึ้น สะท้อนให้เห็นถึงพัฒนาการใหม่ด้านการออกแบบหน่วยความจำที่มีประสิทธิภาพการใช้พลังงานดีกว่าหน่วยความจำ DDR3 ในปัจจุบันถึง 7 เท่า โดย Hybrid Memory Cube มีโครงสร้างหน่วยความจำเรียงซ้อนกันเป็นชั้นๆ จนเป็น ?ลูกบาศก์? ขนาดกระทัดรัด และใช้อินเทอร์เฟสหน่วยความจำแบบใหม่ที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งเป็นการสร้างมาตรฐานใหม่สำหรับอัตราการใช้พลังงานต่อบิต และมีอัตราการรับส่งข้อมูลในขนาดหนึ่งล้านล้านบิตต่อวินาที ผลงานวิจัยชิ้นนี้อาจนำไปสู่การปรับปรุงครั้งใหญ่ของเซิร์ฟเวอร์ เพื่อรองรับการประมวลผลระบบคลาวด์ได้อย่างเต็มที่ รวมไปถึงการประมวลผลสำหรับอุปกรณ์อื่นๆ เช่น อัลตร้าบุ๊ก โทรทัศน์ แท็บเบล็ต และสมาร์ทโฟน

การใช้งานที่หลากหลายของมัลติ-คอร์

มัลติ-คอร์ หรือการสร้างกลไกในการประมวลผลมากกว่าหนึ่งชุดในชิปเพียงตัวเดียว ได้กลายเป็นวิธีการที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นวิธีที่ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน ในขณะเดียวกัน ยังช่วยลดการใช้พลังงานให้อยู่ในระดับต่ำได้ด้วยเช่นกัน ในขณะที่การประมวลผลแบบหลายคอร์เป็นมุมมองการออกแบบในลักษณะใหม่ โดยแทนที่จะค่อยๆ เพิ่มจำนวนคอร์เข้าไปในตัวชิปดังเช่นปัจจุบัน กลับเป็นการใช้วิธีออกแบบชิปขึ้นใหม่ทั้งหมด โดยตั้งอยู่บนสมมติฐานของการใส่คอร์จำนวนมากลงไปในชิปพร้อมกันในคราวเดียว

แรทเนอร์ เน้นย้ำว่าระบบประมวลผลแบบมัลติ-คอร์ ก้าวหน้าขึ้นมากนับตั้งแต่ที่เข้าได้แนะนำดูอัล-คอร์ โปรเซสเซอร์ ในงานไอดีเอฟเมื่อห้าปีที่แล้ว ปัจจุบัน มีการนำโปรเซสเซอร์ของอินเทลแบบมัลติ-คอร์และแบบหลายคอร์เข้ามารองรับการทำงานของแอพลิเคชั่นสำคัญๆ ที่ใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เป็นจำนวนมาก รวมถึงเรื่องที่น่าแปลกใจเกี่ยวกับแนวทางการใช้งานใหม่ๆ ของระบบประมวลผลที่ใช้คอร์เป็นจำนวนมาก ซึ่งมีความก้าวหน้าอย่างรวดเร็ว

แรทเนอร์ ยังได้อธิบายถึงแอพลิเคชั่นล่าสุดของเทคโนโลยี พร้อมด้วยเครื่องมือในการพัฒนาซอฟต์แวร์และเทคนิคในการเขียนโปรแกรมที่สามารถช่วยให้นักพัฒนาใช้ประโยชน์จากพลังของระบบประมวลผลแบบมัลติ-คอร์และแบบหลายคอร์ได้อย่างเต็มที่สำหรับงานหลากหลายประเภท ซึ่งได้แก่

? เว็บแอพพลิเคชั่นที่เร็วกว่าเดิม: การขยายขีดความสามารถของ จาวาสคริปท์? ให้มีคุณสมบัติในการเขียนโปรแกรมจัดการกับข้อมูลแบบคู่ขนาน โดยใช้เอนจิ้นซอฟต์แวร์แบบเปิด Parallel JS จากศูนย์วิจัยอินเทล ซึ่งอยู่ในระหว่างการทดลอง เพื่อช่วยให้มีแอพลิเคชั่นรุ่นใหม่ๆ ที่ทำงานผ่านบราวเซอร์ในระบบงานต่างๆ ได้มากขึ้น อาทิ การตัดต่อภาพและวิดีโอ ระบบจำลองทางฟิสิกส์ และการเล่นเกมสามมิติผ่านเดสก์ท้อปและอุปกรณ์พกพา รวมถึง อัลตร้าบุ๊ก?

? บริการจากระบบคลาวด์ที่ตอบสนองได้ดีขึ้น: การเพิ่มความเร็วในการตอบสนองความต้องการต่อวินาทีได้อย่างยอดเยี่ยมสำหรับแอพลิเคชั่น Memcached นั้น จำเป็นต้องใช้คุณสมบัติของมัลติ-คอร์จาก อินเทล? คอร์? โปรเซสเซอร์ เจนเนอเรชั่น 2 เพื่อรองรับการทำงานของเว็บที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในโลกบนอินเทอร์เน็ต ให้สามารถปรับปรุงเว็บแอพลิเคชั่นของตนเพื่อตอบสนองผู้ใช้งานได้ดียิ่งขึ้น และทำให้ผู้ใช้งานเสียเวลาน้อยลงในการรอข้อมูลชิ้นสำคัญ

? ระบบรักษาความปลอดภัยของพีซีที่ดีขึ้น: ระบบเข้ารหัสแบบคู่ขนานและการจดจำหน้าตาของผู้ใช้พีซี ช่วยยกระดับการรักษาความปลอดภัยให้กับอัลตร้าบุ๊ก รวมถึงคอมพิวเตอร์โน๊ตบุ๊คและเดสก์ท้อปในปัจจุบันให้ดียิ่งขึ้น ซึ่งเป็นผลจากการใช้เทคโนโลยีอินเทลและกราฟิกคอร์จำนวนมากที่มีอยู่ในอินเทล คอร์ โปรเซสเซอร์ เจนเนอเรชั่น 2

? ลดต้นทุนด้านโครงสร้างพื้นฐานของระบบไร้สาย: การทำวิจัยร่วมกันระหว่างอินเทลและ ไชน่า โมบายล์ เพื่อเปลี่ยนการใช้ฮาร์ดแวร์ based-station ที่ใช้บนหอติดตั้งสถานีฐานในปัจจุบันซึ่งมีต้นทุนสูง มาใช้พีซีซึ่งติดตั้งด้วยซอฟต์แวร์ที่ตั้งโปรแกรมได้ เพราะมีความคุ้มค่าและมีต้นทุนน้อยกว่ามาก

? งานวิจัยทางวิทยาศาสตร์ครั้งยิ่งใหญ่: การไขความลับของจักรวาลโดยใช้ประโยชน์จาก คลัสเตอร์ของโปรเซสเซอร์อินเทลแบบมัลติ-คอร์ ที่สถาบัน CERN* เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพของ แอพลิเคชั่นฟิสิกส์ที่ใช้พลังงานสูง และเร่งแปลงรหัสเพื่อใช้กับผลิตภัณฑ์ในกลุ่มที่ใช้ Many Integrated Core (MIC) ซึ่งอินเทลเตรียมเปิดตัวในเร็วๆ