A velocidade do clock tem sido um dos aspectos mais identificáveis do desempenho do processador durante a última década. Mas essa mentalidade precisa mudar à medida que as tecnologias de processo encolhem e métodos alternativos para aumentar o desempenho devem ser examinados, de acordo com a maioria dos membros de um painel de especialistas do setor no Conferência Internacional de Circuitos de Estado Sólido (ISSCC) terça-feira.
“No passado, o desempenho acompanhava diretamente a frequência. Isso está claramente acabando”, disse Philip Emma, gerente de tecnologia de sistemas e microarquitetura da IBM Corp. A IBM fabrica os processadores PowerPC 970 e 970FX usados nos sistemas Power Mac G5 e Xserve G5 da Apple.
Construir um microprocessador de alto desempenho envolve uma série de compensações e não há uma maneira aceita de aumentar o desempenho. Alguns designers aumentam a velocidade do clock do chip, algumas empresas optam por melhorar a largura de banda das interconexões e algumas exploram ideias como designs multithreading e multicore. A maioria das empresas de chips usa alguma combinação dos três para oferecer níveis cada vez maiores de desempenho.
Com a indústria de chips no meio de um salto de geração de tecnologia de processo, preocupações crescentes com dissipação de energia estão fazendo alguns projetistas de chips se perguntarem se os dias de taxas de clock cada vez mais altas são feito. As preocupações com a energia dominaram uma apresentação anterior da ISSCC sobre processadores de ponta, onde quase todos os apresentadores abordaram a questão do gerenciamento da dissipação de energia.
“Se você aumentar a frequência, terá que gastar energia. Se aumentarmos ainda mais a frequência, não seremos capazes de resfriar essas coisas”, disse Alisa Scherer, membro da Advanced Micro Devices Inc.
O único líder de torcida para o aumento de gigahertz foi Doug Carmean, principal arquiteto do projeto Pentium 4 da Intel Corp. Trazer frequências cada vez mais altas para seus chips Pentium 4 serviu bem à Intel por vários anos, e a empresa planeja trazer a versão mais nova do Pentium 4 para 4GHz até o final do ano.
Aumentar a velocidade do clock ainda é a melhor maneira de melhorar o desempenho de certos aplicativos no mundo dos desktops, como renderização tridimensional, disse Carmean. Ele reconheceu que extrair desempenho de cargas de trabalho de thread único é difícil, mas funciona, e a frequência é o aspecto de desempenho mais fácil de entender, disse ele.
A maioria dos consumidores de PC não entende exatamente o que faz sua máquina funcionar, mas pode ser treinada para reconhecer outros aspectos desempenho do chip, disse Scherer, aludindo aos vários aspectos do desempenho do automóvel que entram na decisão de compra.
“Para cada dólar que você gasta tentando gerenciar energia, você pode gastar no marketing de seu desempenho geral”, disse Scherer.
Para muitas aplicações no mundo dos servidores, frequência não é a resposta, disse Marc Tremblay, vice-presidente e membro da Sun Microsystems Inc. A Sun acaba de lançar seu primeiro processador dual-core e está trabalhando em projetos de vários núcleos, onde cada núcleo executa vários segmentos, disse ele.
Ao mudar para vários núcleos, os projetistas de chips também podem reduzir o tamanho da matriz do chip, mantendo ou melhorando o desempenho, disse Hisashige Ando, diretor de tecnologia da Fujitsu Ltd. grupo. Múltiplos núcleos, cada um rodando em velocidades de clock reduzidas, também podem economizar energia, disse ele.
As preocupações com o poder pairam sobre todas as equipes de design de processadores atuais, e a situação não vai melhorar em breve, disse Mark Horowitz, professor de engenharia elétrica e ciência da computação em Stanford Universidade. Os projetistas terão que aprender a viver dentro de um orçamento de energia e, ao mesmo tempo, aumentar o desempenho, disse ele.