El futuro acelerado: las capacidades Multi-Core se generalizan, el cómputo llevado a sus extremos

El nuevo «Procesador Próximo al Umbral de Voltaje» de Intel Labs desafía el status quo de los sistemas de cómputo con una CPU experimental con arquitectura de clase Pentium^® de Intel^®, que entrega cinco veces la eficiencia energética y tiene la capacidad de ejecutarse con tan solo una célula solar del tamaño de un sello de correos.

Intel Labs dio a conocer un motor «Parallel JS» a la comunidad de código abierto, añadiendo capacidades de datos en paralelo a JavaScript^TM para acelerar hasta 8 veces, servicios basadas en el navegador, tales como visión artificial, criptografía y juegos 3-D.

También se presentó el Hybrid Memory Cube, con una eficiencia energética siete veces mejor que la memoria DDR3 de hoy, junto con las tasas más altas de datos jamás vistas en cualquier dispositivo DRAM.

El CTO de Intel, Justin Rattner, destacó el impacto acelerador del cómputo multi-core y many-core, que se expande más allá del HPC, con los  desarrolladores solucionando una amplia gama de problemas de cómputo todos los días, tanto en clientes como en servidores.

INTEL DEVELOPER FORUM, San Francisco, 19 de septiembre de 2011 – Citando como ejemplos el impacto del cómputo multi-core y many-core, que se está generalizando, y nuevos desarrollos en el cómputo a escala extrema, Justin Rattner, director tecnológico de Intel, comentó durante el Intel Developer Forum que el futuro del cómputo se está acelerando.

«Desde 2006 Intel y la comunidad de desarrolladores de IA han estado trabajadando en colaboración para desarrollar el potencial del cómputo multi-core y many-core, con un impacto más allá del cómputo de alto rendimiento para resolver una amplia gama de problemas de cómputo del mundo real en clientes y servidores», afirmó Rattner durante su discurso del día 3, en San Francisco. «Lo que hemos mostrado hoy tan solo araña la superficie de lo que será posible con los sistemas de cómputo de múltiples núcleos y de escala extrema en el futuro.»

Cómputo al extremo

Intel continúa llevando la tecnología más allá de los límites actuales, buscando el siguiente gran salto que lleve el cómputo a los próximos niveles de desempeño con un consumo energético mucho menor al que es posible hoy en día. A modo de ejemplo, Rattner mostró un Near-Threshold Voltage Processor (Procesador Próximo al Umbral de Voltaje) que usa circuitos nuevos y de ultrabajo voltaje, que reducen drásticamente el consumo de energía al operar cerca del umbral, o voltaje de encendido, de los transistores. Este prototipo de CPU usa gran poder de cómputo cuando es necesario; pero reduce el consumo de energía a menos de 10 milivatios cuando su carga de trabajo es lo suficientemente baja como para seguir funcionando, mientras que se alimenta unicamente por medio de una celda solar del tamaño de un sello de correos. Mientras el chip de investigación no se convierte en un producto en sí mismo, los resultados de esta investigación podrían conducir a la integración de circuitos de voltaje próximos al umbral escalables, por medio de una amplia gama de productos futuros, lo que reduciría el consumo de energía en cinco veces o más y extendería la capacidad de permanecer siempre encendidos a los distintos dispositivos de cómputo. Tecnologías como ésta llevarán más allá el objetivo de Intel Labs de reducir entre 100 y 1000 veces el consumo de energía dentro del cómputo para aplicaciones que van desde el procesamiento masivo de datos, en un extremo del espectro, a teraescala de bolsillo, en el otro.

El Hybrid Memory Cube, un prototipo de DRAM desarrollado por Micron* en colaboración con Intel, muestra un nuevo enfoque en el diseño de memoria y ofrece una mejora de siete veces en la eficiencia energética con relación a la DDR3 de hoy. El Hybrid Memory Cube utiliza una configuración de memoria de chips apilados, formando un «cubo» compacto y utiliza una nueva interfaz de memoria de alta eficiencia, que establece el nivel de energía consumida por bit transferido al mismo tiempo que admite velocidades de datos de un billón de bits por segundo. Esta investigación podría conducir a mejoras en los servidores optimizados para cómputo en la nube, así como ultrabooks, televisores, teléfonos inteligentes y tabletas.

Los diferentes usos del Multi-core

Multi-core, la práctica de construir más de un motor de procesamiento en un solo chip, se ha convertido en el método aceptado para aumentar el rendimiento, manteniendo un bajo consumo energético. Mientras que many-core es más una perspectiva de diseño, en lugar de la adición incremental de núcleos en un enfoque tradicional, está reinventando el diseño de chips basados en la suposición de que contar con muchos núcleos es la nueva norma.

Rattner destacó los avances que el cómputo many-core ha visto desde que Intel presentó por primera vez un procesador dual-core en el IDF hace 5 años. Los procesadores multi-core y many-core de Intel, hoy en día, están hospedando una miríada de aplicaciones importantes en una amplia gama de sectores industriales, incluyendo algunos usos nuevos y sorprendentes con  una tendencia de rápido avance en el cómputo basado en un número elevado de núcleos.

Rattner describió algunas de las últimas aplicaciones de esta tecnología junto con las herramientas de software y técnicas de programación que les están permitiendo a los desarrolladores aprovechar la potencia del cómputo multi-core y many-core varias áreas clave, incluyendo:

• Aplicaciones Web más rápidas: Ampliar JavaScript ^TM con características de programación de datos en paralelo, usando un motor de código abierto experimental recién lanzado Parallel JS de Intel Labs, para permitir una nueva clase de aplicaciones basadas en navegador en ámbitos como la fotografía y la edición de video, la simulación de experimentos físicos y juegos en 3-D para computadoras personales de escritorio y móviles, incluyendo Ultrabooks ^TM.
• Servicios en la nube con mayor capacidad de respuesta: Incrementos de los mejores en su clase para aplicaciones de Memcached, utilizando las capacidades multi-core de la 2da generación de procesadores Intel Core para permitir que los sitios de Internet más grandes del mundo mejoren su capacidad de respuesta Web y minimicen los tiempos de espera del usuario para datos críticos.
• Mejora de la seguridad de usuarios PC: servicios de cifrado en paralelo y de reconocimiento facial para mejorar la seguridad en Ultrabooks y laptops y computadoras de escritorio tradicionales mediante el uso de todos los núcleos de IA y gráficos de la  2da generación de procesadores Intel Core de forma heterogénea.
• Infraestructura inalámbrica a menor costo: La investigación en colaboración con China Mobile reemplazará el costoso hardware de estación base utilizado comúnmente en las torres de celulares hoy en día, con una alternativa de PC basada en software, totalmente programable y rentable.
• Ciencia realmente grande: desentrañar los misterios del universo mediante la utilización de clústers de procesadores Intel multi-core en el CERN * para mejorar enormemente el desempeño de su aplicación de física de alta energía y portar rápidamente su código a la familia de productos de próximo lanzamiento Many Integrated Core (MIC) de Intel.

Acerca de Intel

Intel (NASDAQ: INTC) es líder mundial en innovación en cómputo. La empresa diseña y construye las tecnologías esenciales que sirven como base de los dispositivos de cómputo del mundo. Más información acerca de Intel está disponible en newsroom.intel.com y blogs.intel.com.