Intel Developer Forum Spring 2003 - ve znamení mobility

Dvakrát ročně se v Kalifornii uskutečňuje setkání vývojářů a analytiků IT
průmyslu, kteří pod taktovkou Intelu diskutují o nových trendech a produktech,

jež budou informační technologie ovlivňovat v letech následujících. Také

tentokrát, kdy konferenci hostilo slunné San José, byly jednotlivé příspěvky ve

znamení pokračujících tendencí směřujících k rozsáhlým bezdrátovým komunikačním

strukturám, novým procesorům a řešením, která se dotýkají prakticky všech

oblastí IT.





Konvergence IT a spotřební elektroniky



Po velmi zajímavém veletrhu CES, který se týkal prakticky jen spotřební

elektroniky, ukázalo také IDF, jakým směrem se bude dále vyvíjet funkce

počítačů v domácnostech. Dávno pryč jsou ty nudné šedé krabice, které

samostatně stojí kdesi v rohu místnosti. Dnes je PC považováno za

nejdůležitější a integrální součást domácí elektronické výbavy. Je centrem, kde

se zpracovávají pořízené fotografie, kde se stříhá natočené video, dovoluje

velmi úzce spolupracovat s ostatními zařízeními. Demonstrováno bylo například

bezdrátové spojení mezi počítačem a televizí vše pod taktovkou Windows XP Media

Center a s využitím speciálního koncového bodu sítě 802.11b. Počítač v tomto

případě pracoval jako videorekordér, umožňoval time-shifting, tedy pozastavení

aktuálně vysílaného programu a jeho zpožděné pokračování a všechna dat z

počítače do televize i zpět proudila bezdrátově, po WiFi. Není to ještě vize

pro letošní léto, ale příslušné produkty, které by tento systém podporovaly, se

už na trhu postupně objevují.



Velmi zajímavým konceptem byl Newport nový počítač na rozhraní Tablet PC a

notebooku s velmi rozsáhlými možnostmi komunikace, vybavený všemi typy

drátového i bezdrátového připojení. Více se o této myšlence dočtete v

následující sekci.



A konečně to, co snad bude lákat běžné uživatele nejvíce koncept Powersville

pro rok 2004 obsahuje mimo nejnovějších technologií a tedy i maximálního výkonu

také důraz na malé rozměry a velmi tiché provedení skříně. Snad se tedy můžeme

těšit na opravdu nehlučné a velmi výkonné počítače i v domácnostech.





Komunikace vždy a všude



Jedno z důležitých témat, které prorůstalo celou konferencí, byly komunikace za

všech okolností. Myšlenka klientů, jež jsou trvale připojené k internetu a

umožňují tak uživateli komunikovat a být ve styku s okolím v práci, ve městě i

v přírodě, není úplně nová. Ale teprve masivní rozšíření pokrytí GSM signálem s

datovými přenosy GPRS, raketově rostoucí nabídka veřejných bezdrátových

hot-spotů a konečně i nabídka WiFi komponent pro budování vnitřní wireless

infrastruktury dávají šanci na její uskutečnění.



Intel má pro tyto klienty, ať už jde o klasické notebooky, Tablet PC, PDA či

Smart Phones, vlastní řešení centrální jednotky a v řadě případů se i významně

podílí na tvorbě obecných standardů, podle kterých se dále formují vlastnosti

konkrétních produktů. Všechny ale spojuje možnost bezdrátové komunikace

především WiFi cestou. Právě norma IEEE 802.11 ve všech variantách písmen od

„a“ až po „i“ je dnes jednoznačně mainstreamovým řešením, které láká vývojáře

nejen kvůli poměrně laciné implementaci, ale také pro svou softwarovou

kompatibilitu se stávajícím Ethernetem. Jednotlivé podnormy pak reprezentují

iniciativy zjednodušující používání pro koncového uživatele (např. 802.11d

automaticky využívající legální kanály podle země použití, 802.11d zlepšující

přenos stramovaných médií, 802.11h automaticky přelaďující na lepší kanály)

anebo přidávají důležité funkce, které v původní implementaci chyběly (např.

802.11g s rychlostí 54 Mb/s, 802.11i zvyšující bezpečnost, 802.11F pro

komunikaci mezi dvěma access pointy).



Trvale připojené klientské stroje si také vynucují řešení problému s IP

adresami, které jsou základní adresou počítače v síti Ethernet. Jde totiž o to,

že pohybuje-li se zařízení, dochází k jeho přelaďování na jednotlivé WiFi

hot-spoty, případně i k připojení prostřednictvím GPRS, avšak jednotliví

poskytovatelé síťové konektivity mohou mít, a na různých místech na světě i

mají rozdílné prostory, ze kterých poskytují připojeným klientům IP adresy. Na

druhou stranu mnoho softwaru si není schopno poradit se situací, kdy se během

komunikace IP adresa počítače změní. Proto si tento problém vyžádá ještě další

vývoj, který se bude nést buď směrem k přepracování struktury internetu, kdy

jedno zařízení bude mít svou navždy pevnou IP adresu, nebo naopak půjde o

adresy variabilní, avšak software už bude připraven být stále připojen či

komunikovat i v případě, že dojde ke změně IP adresy počítače.



Právě frekvence 2,4 GHz, na které pracují WiFi, se ale nepříjemně kryje s

frekvencí technologie Bluetooth, takže při jejich současném užívání v jednom

zařízení dochází k rušení a kvalita přenosu tak velmi trpí. Také k řešení

tohoto problému byla ustanovena speciální norma 802.15.2, a jak jsme se mohli v

praxi přesvědčit, funguje velmi dobře. Stojí totiž na principu, že jednotky

Bluetooth a WiFi v zařízení spolu komunikují a předávají si informaci o tom, na

jakém kanálu pracují, resp. které kanály jsou ještě volné pro použití. A právě

koexistence všech komunikačních forem je jedním ze stavebních kamenů wireless

části platformy Centrino.





Centrino a procesory



Velká pozornost byla pochopitelně věnovaná Centrinu. Ačkoliv bude tento soubor

spolupracujících komponent uveden až na CeBITu v polovině března, je už nyní

zcela jasné, že Intel musel do celého projektu investovat enormní objem práce.

Výsledek ovšem stojí za to. Podařilo se vytvořit nízkopříkonový procesor

Pentium-M, čipovou sadu Intel 855 a bezdrátové karty Intel Pro Wireless 2011,

jejichž spolupráce dává notebooku možnost pracovat při vysokém výkonu dlouho z

akumulátorů a současně maximálně těžit z bezdrátového připojení WiFi. Centrino

ale nebude platformou pouze pro klasické notebooky, nýbrž Ultra Low Voltage

varianty Pentia-M ocení i uživatelé subnotebooků a Tablet PC zařízení.



Z neveřejných informací je navíc patrné, že Intel hodlá Centrino masivně tlačit

do všech oblastí notebooků a zcela jím nahradit už poměrně zastaralá mobilní

Pentia III a Celerony s jádrem Tualatin. Na druhé straně, mobilní Pentia 4 pak

uživatelé zřejmě opustí záhy sami, neboť jejich výkon bude stejný či dokonce

horší než Pentia-M v Centrinu, zatímco výdrž při práci z akumulátorů bude

neporovnatelně lepší. Anand Chandrasekher, viceprezident Intelu a generální

manažer Mobile Platforms Group, hovořil o více než 5 hodinách výdrže, ale

faktem zůstává, že nedokázal specifikovat, zda šlo o nějaký renomovaný test

akumulátorů, nebo o zvlášť dobře nasimulované provozní podmínky. V každém

případě to ale bude rozhodně mnohem déle, než kolik dnes vydrží zhruba stejně

výkonné notebooky s Pentiem 4-M a zřejmě také více, než jaká je výdrž mobilních

Celeronů s jádrem Tualatin. Chandrasekherova keynote se také dotkla následníka

Pentia-M, jehož kódové jméno je Dothan, který by měl přinášet zmenšení

výrobního procesu na 90 nm a plné využití 300mm wafferů. Výsledkem bude tedy

další snížení energetické náročnosti, možnost lepšího frekvenčního škálování, a

také nižší spotřeba křemíku a tím i výrobní náklady.



Z dalších procesorů jsme se dočkali také několika detailnějších informací o

čipu s kódovým označením Prescott, který by měl ve 4. kvartálu nahradit Pentium

4 s jádrem Northwood. Ještě před jeho uvedením však bude na trhu Pentium 4 se

systémovou sběrnicí na 800 MHz, které budou podporovat také čipové sady i865

(Springdale) a i875P (Canteerwood), uvedené v prvním pololetí.



Prescott bude první čip postavený na 90nm technologii výroby a jeho limitní

frekvencí by mělo být zhruba 5 GHz, přičemž startovat by měl na 3,2–3,4 GHz.

Výhodou bude rozhodně 1MB L2 cache přímo na čipu, lepší Hyper-Threading (HT2),

a řada drobných vylepšení souvisejících s vyrovnávací pamětí. Mimo architektury

čipu Intel radikálně vylepšil i výrobní proces, který nyní dovoluje lépe

škálovat frekvenci, a přidá i 13 nových instrukcí, jež se budou týkat správy

Hyper-Threadingu, komplexní aritmetiky či kódování videa. Intel zatím nebude

přecházet na technologii výroby SOI, neboť ze standardního výrobního procesu je

schopen vytěžit dostatečné možnosti škálování.



Také mobilní procesory XScale pro embedded systémy, PDA či Smart Phones jsou u

Intelu velmi významnou komoditou. Dokazuje to nedávné uvedení čipu PXA800F

(Manitoba), který v sobě integruje výkonné jádro XScale, flash paměť Intel

Strata, SRAM paměť a nezbytné části pro GSM/GPRS komunikaci. Další produkty

rodiny XScale (PXA26×) budou určeny ještě více pro PDA a jejich vysoký výkon

dovolí provozovat jednak náročné korporátní aplikace, a pak také přehrávat

video ve vysoké kvalitě.





PCI Express sběrnice budoucnosti



Všechny hlavní sběrnice v počítači už postupně dosluhují. AGP 8× je zřejmě

poslední inkarnace oblíbeného portu pro grafické karty, 32bitová PCI na 33 MHz

je na hranici svých sil v případě použití disku Serial ATA a například karty

pro zachytávání videa, mezi north bridge (paměťovým kontrolérem) a south bridge

(kontrolérem periferií) čipové sady jsou nataženy proprietární a obtížně

škálovatelné spoje. Do této situace přichází PCI Express (dříve 3GIO) se svým

sériovým spojením, možností sdružovat kanály do skupin a velmi dobrou

škálovatelností.



Svou koncepcí připomíná PCI Express velmi oceňovaný Hyper Transport, který

budou používat například 64bitové procesory AMD, ale PCI Express jde ve svém

použití ještě dál. Nejenže bude možné spojovat jednotlivé komponenty přímo na

základní desce a i procesory do multiprocesorových celků, ale zároveň půjde

tuto sběrnici vyvést do karet, které budou zasunovány způsobem velmi podobným

současným AGP kartám. Půjde tedy o plnou náhradu jak AGP, tak PCI, přičemž je

ale velmi pravděpodobné, že na deskách starší PCI stále zůstane přítomná, jen

se časem vytratí podobně, jako jsme se v druhé polovině 90. let zbavili

sběrnice ISA.



Zajímavá je ale situace v serverech, kde standardní PCI nahrazuje její 66MHz

varianta, případně PCI64 či PCI-X s frekvencí 166 MHz. A právě celý tento

segment by měla sjednotit PCI Express, která nabízí 2,5 Gb/s na jednom kanálu s

možností sloučení x2, x4, x8, x16 či x32. Například pro grafické karty se

zpočátku bude používat PCI Express v konfiguraci x16, což bude postačovat na

výkon 4 GB/s. Mimo slučování bude u nových revizí PCI Express docházet také ke

škálování základní přenosové rychlosti. Časem by měla pokročit na 5 a finálně

až na 10 Gb/s, což je podle vývojového oddělení Intelu zatím nejvyšší průtok,

jehož lze na měděném vodiči dosáhnout. Pak bude mít ale x32 varianta

neuvěřitelných 40 GB/s, což je dnes například 6× více, než kolik má paměť

DDR400 při duálním přístupu, či rychlost srovnatelná s přístupem do L1 cache

procesoru Pentium 4.



Důkazem naprosté univerzálnosti PCI Express je také to, že se s ní počítá i do

notebooků, kde by měla nahradit PC karty. Implementace nových karet, zatím s

kódovým označením NEWCARD, bude mimo PCI Express zahrnovat také USB 2.0 a

fyzické rozměry kartiček se budou blížit spíš paměťovým CF kartám. Do slotu

typu II stávající velikosti bude možné zasunout vedle sebe dva moduly NEWCARD,

v případě nutnosti většího odběru proudu či prostorové náročnosti dokonce i

jednu kartu dvojité šířky. Samozřejmostí musí být v tomto případě

UniversalPlug&Play a pochopitelně i HotPlug technologie, které jsou klíčem k

jednoduchému zasunování a vyjímání karet za provozu.