Caldura degajata de procesoare din nou o problema ?

[Foxter]

Se pare ca desi producatorii au incetinit mult nivelul de crestere a caldurii degajate de procesor totusi in final vor trebui sa gaseasca o inovatie sa reduca foarte mult caldura degajata. Deja exista procesoare Quad care degaja cat un Prescott. Intradevar e vorba de 4 procesoare in unul dar ce o sa faca la 16 ? Nu cred ca pot sa mareasca nr de coreuri la nesfarsit.

Probabil viitorul EIST si C&Q vor insemna inchiderea totala a unor core-uri pt reducerea temperaturii.

Ce parere aveti ?

[peizan]

Eu sunt de pararere ca docamdata caldura este tinuta sub control. Tehnologia pe 45nm punea si ea umarul la acest deziderat. Normal ca functii precum E1 sunt binevenite, dar nu cred ca ele vor decide temperatura nucleelor.

[LNT]

Probabil ca pentru desktop-uri limitarea caldurii tine doar de ratiuni de consum de energie, in rest nu vad de ce ar investi un producator bani sa scoata un procesor rece cand exista firme care produc coolere foarte eficiente.

[Foxter]

Caldura tine eficienta folosirii energiei electrice la procesor. La Prescott se ajungea la depasirea cantitatii utile de energie pt procesor de catre aceea trasformata in caldura (leaked). Imi scapa exact detaliliile dar era un articol pe internet  care explica de ce Intelul a trecut de la tinta de  10GHz la tinta Multi Core. Scaderea procesului de fabricatie nu s-a putut face fara schimbarea materialelor de constructie deoarece distanta micsorandu-se, izolarea devenea deficitara. Articolul in cauza sau Sonic cred ca pot sa explica mai exact.

lapcat, desi sistemele de racire disponibile fac fata,  producatorii de procesoare trebuie sa lanseze coolere pt versiunile boxed.

[Chipicao]

În primul rând cineva confundă temperatura cu puterea consumată. Din ce am văzut, un quad degajă tot atâta căldură ca şi un C2D (deşi pare ciudat nu este*), şi sunt mai reci decât vechile Prescott-uri. Consumul este întradevăr mai mare, dar nu despre asta vorbim.

În 2009 procesoarele intel vor fi deja pe 32nm, in 2011 se preconizează că vor ajunge la 22nm. În momentul în care vor avea 16 nuclee, în mod categoric se va ajunge cel puţin la 16nm.

Nici intel şi nici AMD nu se gândesc la profitul celorlalţi producători, pentru că după cum bine ştiţi cei doi nu îşi fac singuri coolerele. Cred că ideal pentru ei ar fi nişte procesoare care să nu necesite răcire

Eu nu cred că procesoarele cu mai multe nuclee şi arhitectură îmbunătăţită vor apărea doar pentru nevoia de putere de calcul, ci mai mult pentru a putea folosi frecvenţe scăzute, de unde rezultă temperaturi mai mici.

*Nu bag mâna-n foc, dar am o vagă impresie că 100 de core-uri ocupând aceeaşi suprafaţa ca doar 2 core-uri, degajă tot atâta căldură şi pot fi răcite cu acelaşi cooler. Un fizician se poate?

[~Empathy~]

Nope, conteaza multi factori Chipicao. In principiu puterea degajata este direct proportionala cu numarul de componente, daca ai de 2 ori mai multe, se dubleaza. La quad core scade din cu totul alte motive...

Oameni buni -- nu va mai ganditi la desktopuri. Un UltraSparc T2 (SOC, 64 threads on a chip) consuma mai putina energie decat un Intel quad core, dar e de vreo 15 ori mai performant...

Intel si AMD o sa invete si ei sa reduca puterea.

[SoNic]

Nivelul caldurii MAXIME care poate fi degajata de procesor este limitata fizic de incapsularea acestuia. Chiar daca in exterior se face o racire perfecta (ceea ce nu este cazul), ramane rezistenta termica dintre nucleu si capsula si dintre capsula si radiatorul ala ideal. Sigur, scaderea temperaturii externe ajuta pana la un punct, dar trebuie sa ne gandim la solutii de racire care nu depasesc 10% din pretul procesorului (cel putin eu asa gandesc).
Ecuatiile de transfer de caldura sunt analoage cu cele ale electriciatii unde temperatura are rolul tensiunii, rezistanta termica are rolul rezistente electrice si caldura este echivalenta cu sarcina electrica (deci puterea termica echivaleaza cu intensitatea curentului).
O ecuatie arata cam asa: P=deltaT₁*R_th1+deltaT₂*R_th2... unde P este puterea maxima care poate fi evacuata din capsula respectiva. deltaT este diferenta de temperatura intre cele 2 medii (jonctiune-substat, substat-capsula, capsula-radiator, radiator-mediu racire). Cum temperatura maxima a jonctiunii este cam limitata de procesul actual de fabricatie si cea a medilul este in general cea ambianta, se vede ca singurul loc unde se poate interveni este la micsorarea rezistentei termice. Chiar daca un cooler perfect va face zero rezistanta termica intre cooler si mediu, se observa ca puterea tot va fi limitata.
Caldura degajata este produsul a 2 componente importante:

Prima este datorata pierderilor de conductie simultana a CMOS-urilor componente la comutarea dintr-o stare binara in cealalta. Oricat de scurt a fi acest timp, nu este zero si in acel timp tranzistorii consuma curent fara utilitate finala. Cu cresterea frecventei, numarul de comutari pe secunda creste si deci aceste pierderi vor creste liniar cu cresterea frecventei. Tranazistoarele mai rapide micsoreaza aceasta pierderi, dar aceasta "rapiditate" depinde de material (Si) si de tehnologia de fabricatie/dopare. Nu prea exista miracole aici

A doua este datorata pierderilor in dielectric. Izolatia tranzistorilor nu este ideala, capacitatile parazite si alte fenomene duc la pierderi care depind si ele de patratul frecventei. Daca la frecvente mici aceste pierderi sunt neglijabile, de la o anumita frecventa in sus incep sa creasca extrem de rapid.
De aceea s-a trecut la diferite moduri de izolare a acestor tranzistoare.
La micsorarea liniilor procesului de fabricatie (punerea a mai multi tranzistori pe aceeasi suprafata), cresc capacitatile parazite (care depind invers proportional cu distanta intre electrozi) si deci aceste pierderi. Pierderile cresc exponential cu micsorarea, de aceea este atat de grea miniaturizarea. Trebuie compensate cumva acele pierderi datorate distantelor din ce in ce mai mici. Din acest motiv 100 de core inghesuite pe aceeasi pastila ca un 2 core si pastrand aceeasi tehnologie de izolare va duce la cresterea puterii de probabil 300 de ori... de aceea scalarea multicore este atat de grea.

Partea nasoala este ca procesele care permit folosirea unor izolatoare exotice sunt extrem de scumpe cu un randament de producere al CPU bune foarte redus. Daca s-ar hotara maine Intel si AMD sa aplice acelesi tehnologii, productia ar scadea atat de mult (multe rebuturi) comparativ cu cererea incat cred ca un Quad core ar costa cateva zeci de mii de $.
Oricum procedeele de izolare ale Intel sunt mai avansate decat cele ale AMD de aceea au putut trece de bariera care a fost de netrect pe vremea lui P4.

Ca o anecdota, acum si-ar permite sa faca mult mai reci acele P4 care erau atat de "flamande" dar nu se justifica pentru ca tehnologia Core2 este mai eficienta la aceeasi frecventa. Nu m-ar mira ca la o anumita frecventa in sus sa se reintroduca cateva din conceptele NetBurst.

[alecs1]

Oameni buni -- nu va mai ganditi la desktopuri. Un UltraSparc T2 (SOC, 64 threads on a chip) consuma mai putina energie decat un Intel quad core, dar e de vreo 15 ori mai performant...

Intel si AMD o sa invete si ei sa reduca puterea.

Abia acum observ afirmaţia asta foarte radicală.
Înţeleg că destinat unor munci de server unde contează multithreading-ul, dar prin ,,de x ori mai performant" înţelegi că face de x ori mai multă muncă în acelaşi timp, sau ce altceva?
În caz că nu-mi scapă vreo ceva, de 15 ori mai multă muncă pentru aceeaşi putere consumată cam mi se pare o revoluţie, şi ceilalţi producători de chip-uri ar cam trebui să aibă deja coşmaruri.
Te rog să dai mai multe detalii, şi să explici ce înţelegi prin 15.

[~Empathy~]

Da, la acelasi tip de load un UltraSparc T2 face fata la un load de 10-20 de ori mai mare (in functie de aplicatie). Aici vorbim despre routari complicate, server web, baze de date etc. Nu are nimeni cosmaruri pentru ca e SPARC, nu x86.

Intel abia a scos quad core, asta ruleaza 64 de threaduri pe un singur chip.

[Chipicao]

Adică UltraSparc ăsta e făcut (optimizat?) doar pentur anumite aplicaţii, şi din cauza asta face mai multă treabă?
În schimb presupun că nu se poate pune problema unui SO precum Win sau jocuri...

[~Empathy~]

E sparc, nu e x86 -- nu ruleaza Windows pe el . Nu ruleaza decat Solaris si Linux.

[SoNic]

Asa si procesorul din PS3 are un core de uz general si inca 8 specializate... Oricum, sunt performante numai la anumite tipuri de aplicatii, nu la orice.
Cam asa este si cu procesorele alea de la Sparc. Or fi bune la aplicatii de tip server, dar daca ar fi sa ruleze o ranadare video sau un joc ar da in barnci in fata unui C2D.

[adilehanceanu]

Păi dacă cineva şi-ar bate capu' să optimizeze o aplicaţie pentru el (presupunînd că setul de instrucţiuni RISC pe care-l are e suficient) mai mult ca sigur că ar rupe şi într-o randare video sau joc

[SoNic]

Nu cred ca o "optimizare" software va face ce fac optimizarile hardware (familia SSE). Oricum este o chestie ipotetica, pretul este prohibitiv pentru a rula astfel de aplicatii pe el.

[~Empathy~]

Voi nu sunteti normali... E vorba despre Solaris si SPARC -- nu va porta nimeni programe Windows de 2 bani pe el. Si nu mai fiti asa "entuziasmati" despre vai ce procesor -- totdeauna SPARC a rulat si x86 a supt, totdeauna x86 a fost cel mai prost, totdeauna au existat alte arhitecturi mai bune... Alpha mai ales. Desigur, Windows a rulat si pe Alpha si pe Sparc si pe MIPS etc...

Astea nu-s sisteme de avut acasa, numai de distrusi sociali ca mine (am si Alpha am si SPARC, vreau sa imi iau Itanium).

PS: Sonic, SUN vinde si servere blade cu procesoare Cell (ruleaza Linux) pentru supercomputere si HPC.

[adilehanceanu]

Man, n-ai înţeles... nu zice nimeni să faci Windows pentru el ci program de randare pentru Solaris pe SPARK . Cît despre x86 sux, asta e părerea ta : e o arhitectură foarte bună pentru că e generalistă; a, că dacă ai o arhitectură dedicată pentru un anumit task iar x86 e incomparabil mai lent asta e altă mîncare de peşte.

[~Empathy~]

Program de randare pe SPARC stai linistit ca exista... Maya, si toate softurile astea merg pe Solaris.

Cat despre x86... hai sa nu mai glumim. E trist ca exista. E cu 20 de ani in urma Itanium sau alpha sau chiar ARM.

PS: Si Windows a mers odata pe Sparc...