Terça-feira, 18 de setembro de 2007 - 15h40
SÃO PAULO - Do silício ao nióbio, o que vem por aí no mundo dos processadores.
O poder dos supercomputadores atuais estará nos smartphones de amanhã. Tem sido assim desde 1965, quando Gordon Moore enunciou sua famosa lei sobre a evolução dos chips. E quando se trata de poder computacional, quanto mais, melhor, é claro. Há uma série de aplicações que, embora sejam possíveis na teoria, esbarram na falta de máquinas mais potentes. Três exemplos são tradução simultânea de fala, reconhecimento de face e direção automática de veículos. Essas tecnologias poderão trazer um enorme impacto no dia-a-dia das pessoas. Veja, a seguir, um mapa do que vem por aí, do processador com oito núcleos ao computador quântico.
BARCELONA
Como é fácil perceber, arquiteturas multinucleares são a bola da vez. Se, no passado, a corrida entre os fabricantes era para ver quem tinha mais MHz, agora é para ter mais núcleos. Neste mês, a AMD deve lançar seu processador x86 com quatro núcleos num chip, de codinome Barcelona. Pertencente à linha Opteron, o Barcelona é dirigido aos servidores. Mais adiante, a AMD deve oferecer o Phenon, seu equivalente para micros. A empresa diz que esses chips terão desempenho superior ao dos quad-core da Intel, que empregam dois chips (com dois núcleos cada um) num mesmo encapsulamento. É uma afirmação a ser conferida quando o Barcelona estiver disponível. A Intel, por sua vez, deve iniciar, em 2008, a fabricação de processadores com oito núcleos para servidores. Além disso, ela pretende redesenhar a arquitetura dos seus chips, pondo o controlador de memória e o processador gráfico no processador. Hoje, esses dispositivos ficam em chips auxiliares. A promessa é que essa mudança traga ganho de velocidade, economia de energia e redução de custos. Na arquitetura da AMD, o controlador de memória já fica no processador.
80 NÚCLEOS
No campo das aplicações especiais, o número de núcleos pode ser muito maior que nos processadores genéricos. O caso mais conhecido de chip multinúcleos é o do Cell. Usado no console de games PS3, da Sony, ele tem um núcleo principal e oito auxiliares. A demonstração de um processador experimental com 80 núcleos, feita pela Intel em fevereiro, dá uma idéia do que vem pela frente. Paul Otellini, CEO da empresa, diz que o plano é ter um modelo comercial em cinco anos. Esse chip deverá processar 1 trilhão de operações por segundo (1 teraflops), um desempenho de supercomputador.
Naturalmente, a Intel não está sozinha. A empresa Clear Speedy possui um chip de 96 núcleos, o CSX600, projetado por ela e fabricado pela IBM. Capaz de executar até 33 gigaflops, ele é usado em placas aceleradoras para aplicações financeiras e científicas. Há, no entanto, vários obstáculos ao uso mais amplo desses chips. Os programas comuns não rodam no processador de 80 núcleos da Intel, que não segue a arquitetura x86. O coprocessador da Clear Speedy também requer aplicativos específicos. Mesmo que alguém construísse um processador x86 com dezenas de núcleos, os programas atuais aproveitariam apenas alguns deles ? os demais ficariam ociosos. Por isso, o processador de 1 teraflops deve ficar, inicialmente, restrito a aplicações específicas.
BITS LUMINOSOS
Conforme o processador se torna mais veloz, suas conexões com a placa-mãe também tem de ser aceleradas. Os fabricantes planejam usar luz para isso. A Intel já demonstrou conexões ópticas entre chips com velocidades acima de 1 Gbps. Nesses chips, lasers semicondutores transmitem os dados por meio de um feixe de luz. A IBM, que tem pesquisas semelhantes, planeja iniciar em 2011 a produção de processadores para servidores com conexões ópticas. Uma possibilidade mais distante é um processador totalmente óptico. Um avanço nessa direção foi divulgado por um grupo da universidade de Harvard, nos Estados Unidos. O grupo construiu um transistor óptico que pode ter seu estado alterado ? de ligado para desligado ou vice-versa ? por apenas um fóton. Outros circuitos ópticos exigem muitos fótons e, por isso, tem alto consumo de energia. Mas, entre construir um transistor e um processador com milhões deles, há uma grande diferença, é claro. Essa tecnologia ainda pode demorar décadas para virar realidade.
COMPUTADOR QUÂNTICO
De todas as vertentes de pesquisa em processadores, a mais intrigante é a que se baseia em fenômenos quânticos. O tema ganhou evidência em fevereiro, com a demonstração, feita pela empresa canadense D-Wave, do Orion, um coprocessador de 16 qubits (?bits? quânticos). O Orion trabalha conectado a um computador convencional, encarregando-se de tarefas específicas. É um protótipo de laboratório, mas a D-Wave pretende produzir máquinas comerciais em 2008. Essa intenção é vista com ceticismo por alguns especialistas, que acreditam que um computador quântico vai demorar anos até entrar em operação comercial. De qualquer modo, essa tecnologia não deve chegar aos computadores de uso geral num futuro visível. O Orion possui um núcleo de nióbio e alumínio em temperatura próxima do zero absoluto. Nessa situação, esses metais tornam-se supercondutores e exibem propriedades quânticas. O complexo sistema de refrigeração já torna inviável seu uso em muitas aplicações. Se máquinas assim se revelarem úteis, serão empregadas para resolver problemas como a fatoração de grandes números, que pode servir para quebrar proteções criptográficas.
SEIS MANEIRAS DE ACELERAR O PROCESSADOR
- Aumentar a freqüência de clock
- Colocar mais núcleos por chip
- Elevar o número de threads por núcleo
- Aumentar a memória cache
- Integrar o controlador de memória ao processador
- Usar conexões mais rápidas com a placa-mãe
Edição de agosto de INFO
