От встроенных систем к системам интеллектуальным

Компьютерный континуум Intel и процессор Intel®Atom

Основные тенденции полупроводниковой индустрии в настоящее время:

• Закон Мура пока продолжает действовать.
• Растет стоимость разработки новых технологий и материалов, а также затрат на содержание фабрик.
• Производительность процессоров (систем) также растет; ожидается скачок при переходе на 450 мм пластины.

Что есть уже сейчас для реализации умных встроенных устройств? У корпорации Intel уже появился процессор Atom. Это самый маленький процессор Intel для мобильных систем, он построен на самых маленьких транзисторах в мире. У него очень низкое энергопотребление и размером он с зернышко риса! Но – это полноценная архитектура x86.

Где сейчас уже используются, или начнут использоваться в ближайшее время процессоры Intel®Atom? Это – хорошо знакомые всем персональные компьютеры, нетбуки/неттопы, мобильные Интенет-устройства, бытовая электроника с подключением к Интернет (например, IPTV), встраиваемые устройства (особенно для автомобилей – разнообразные системы поддержки движения). Многие автомобилисты уже не представляют себе, как ездить на машине без GPS-навигатора.

Что собой представляют SoC (системы-на-чипе), которые уже сейчас производит корпорация Intel? Выше речь шла о будущих перспективах одновременного выполнения тысяч задач. Сейчас, как минимум, речь идет о переносе на чип контроллеров ввода-вывода, систем обработки видео и ряда других, существенно сокращая объемы вспомогательных обменов в памяти, повышая эффективность, производительность и упрощая конструкции. Разработчику архитектуры уже меньше надо думать куда "воткнуть" на плате тот или иной узел. Процессоры, а точнее новые SoC, становятся как бы конечными устройствами, которые можно программировать, не задумываясь о периферии. Это идеальная ситуация, когда программисту не надо думать о целой цепочке посредников, через которые должны пройти его команды и сигналы.

Что сейчас предлагает Intel на рынке процессоров для встраиваемых устройств и SoC?

Осенью 2010 года корпорация Intel объявила о выпуске семейства "систем-на-чипе" Intel®Atom^TM E600 (кодовое наименование Tunnel Creek) для встраиваемых систем и о предстоящем появлении Intel®Atom^TM CE4200 (кодовое наименование Groveland) – семейство "систем-на-чипе" третьего поколения, базирующееся на архитектуре Intel. Эти процессоры предназначены для использования в "умном" телевидении, в системах, объединяющих стандартное телевещание с Интернетом, библиотекой контента и мощными функциями поиска. В состав решений входят интегрированные ядро Intel®Atom с частотой 1,2 ГГц и кэш-память второго уровня объемом 512 КБ. Оно предлагает широкие возможности для разработки интерактивных, открытых и персонализированных приложений для запуска на экране телевизора. На базе Intel®Atom^TM CE4200 уже разработано решение для потребительской электроники.

Эта "Система-на-чипе" осуществляет многопоточное декодирование и обработку HD-видео, поддерживает 3D, MPEG2, MPEG4-2 и VC-11. Решение оснащено интегрированным декодером HD-видео (H.264), позволяет осуществлять видеозвонки, потоковую передачу материалов на другие устройства, в том числе портативную электронику. Благодаря поддержке различных режимов питания новые решения помогают снизить энергопотребление и создавать устройства, удовлетворяющие промышленным стандартам по энергопотреблению. Планы по созданию цифровых приставок нового поколения на базе компонентов Intel озвучили ADB*, Sagemcom,* Samsung* и Technicolor*.

В ближайшее время будет выпушена новая платформа – Medfield (Penwell SoC and Avantele Passage MSIC) – разрабатываемая по технологии 32 нм с существенным уменьшением общих размеров и потребляемой мощности, с размером высокоинтергированной SoC: 144 кв мм, увеличением до 4X graphics performance.

В 2012 году корпорация Intel запустила в Израиле новую фабрику по производству микросхем по технологии 22 нм. Одним из "неожиданных" следствий закона Мура для развития бизнеса корпорации стал тот факт, что в ближайшее время при очередной смене технологической платформы возможности новых фабрик достигнут такого уровня, что в кратчайшие сроки будет возможно модернизировать все существующие места традиционного использования компьютеров, активно выйти на рынок планшетников, смартфонов и даже встроенных систем. Сохранение при этом универсальной x86 архитектуры и системы команд в значительной степени послужит явным конкурентным преимуществом.

Все это приводит к изменению роли и места на рынке корпорации Intel. К традиционным процессорам для серверов и персональных компьютеров и ноутбуков добавляются нетбуки, смартфоны, различные персональные устройства, мобильные Интернет-устройства, "умное" телевидение, бытовая электроника с подключением к Интернету (например, IPTV), встраиваемые системы и т.п. При этом в перспективе нивелируются аппаратные отличия. Уже сейчас формируется то, что можно назвать своеобразным компьютерным континуумом Intel (рис. 1.10), включающий наряду с новыми аппаратными платформами и операционные системы, специализированные программы поддержки разработчиков, средства хранения, доступа и реализации разработанных компьютерным сообществом приложений.

Рис. 1.10. Компьютерный континуум Intel