В 2016 году американская компания-стартап Barefoot Networks представила свой первый продукт, ставший результатом двух лет разработки — однокристальный коммутатор (switch chip) под названием Tofino. В компании утверждали, что он является самым быстрым в мире, обеспечивая пропускную способность в 6,5 Тбит/с. Кроме того, коммутатор является полностью программируемым на языке P4, для которого в компании разработали компилятор и различные инструменты разработки. Все эти технологии теперь перейдут в распоряжение Intel, и, что не менее важно, в Intel перейдут и высококвалифицированные сотрудники Barefoot Networks.

Потребность в повышении производительности коммутационной инфраструктуры центров обработки данных вызвана резким ростом объемов данных — половина данных, имеющихся сейчас в мире, была сгенерирована за последние два года, и только 2% из них было подвергнуто анализу, отмечает руководитель подразделения оборудования для центров обработки данных компании Intel Навин Шеной. Приобретение Barefoot Networks, считает он, поможет реализации стратегии Intel на рынке облачных сетевых технологий и инфраструктуры.

Широко известный специалист по разработке микросхем Джон Селл получил титул Intel Fellow («Заслуженный исследователь») и будет заниматься вопросами безопасности процессоров, говорится в заявлении компании.

C 1988-го по 1992 год Селл был главным архитектором процессоров PowerPC в компании Apple. Следующим важным этапом его карьеры была работа в компании AMD, где он занимался архитектурой центральных и графических процессоров. После 2005 года он перешел в Microsoft и занял там пост главного архитектора процессоров для приставок Xbox. Он руководил, в числе прочего, проектами по разработке однокристальных систем для приставок серий Scorpio и Scarlett — последняя должна выйти в 2020 году. Все они основаны на процессорах AMD.

По всей видимости, одной из задач Селла будет создание архитектуры процессора, лишенной уязвимых мест, подобных выявленным в 2018 году Spectre и Meltdown. Процессоры AMD, как считается, менее уязвимы перед атаками, использующими уязвимости этого типа. В Intel заявляют, что безопасность стала одним из краеугольных камней архитектуры современных процессоров.

В разговорах «про искусственный интеллект» наибольшее внимание обычно уделяется нейросетям, методам обучения и т.д. С одной стороны, это вполне понятно, с другой, на разработку кода машинного обучения как такового идет лишь очень малая доля расходов на внедрение средств искусственного интеллекта. Гораздо больше тратится на работу с данными, включая их сбор и верификацию, управление всеми сопутствующими процессами и, конечно, на «железную» инфраструктуру.

Надо отметить, что эта статья расходов именно в России часто оказывается особенно существенной: у нас по-прежнему не очень принято абонировать для экспериментов и пилотных проектов облачные мощности, предпочитение отдается закупке «железа» с расчетом в случае провала проекта использовать его в дальнейшем, в том числе, и для повседневных нужд.

Свое видение аппаратной основы искусственного интеллекта на организованной издательством «Открытые системы» конференции «Технологии искусственного интеллекта 2019» представили мировые лидеры в сфере «процессоростроения» — AMD, IBM, Intel, Nvidia, а также российский НТЦ «Модуль». (О конференции см. также «AI2019: С чего начать внедрение искусственного интеллекта?», Computerworld Россия, 29 мая 2019.)

Как справедливо отметил Алексей Перевозчиков, менеджер по продуктам и решениям IBM Power Systems в России и СНГ, «хороший» софт, например, IBM PowerAI Vision, не только радикально сокращает долю ручной работы при обучении модели, но и позволяет исполнять уже обученную модель почти на любом оборудовании вплоть до 20-долларового чипа FPGA. Но обучение, по его мнению, конечно же, лучше проводить на солидной аппаратной платформе, например — на базе IBM Power9.

Компания AMD в сфере искусственного интеллекта не так заметна, как ее соперники, однако ее предложение более чем конкурентоспособно. Тимур Палташев, старший менеджер Radeon Technology Group, представил новинки компании — графические ускорители Radeon Instinct MI50 и MI60, «первые 7-нанометровые графические процессоры». В зависимости от операции, MI60 превосходит в скорости предыдущий MI25 где на 20%, а где вчетверо. При этом системы с MI60 хорошо масштабируются — восьмипроцессорный сервер быстрей однопроцессорного в 7,64 раза. А платформа ROCm позволяет работать с популярными фреймворками — Caffe2, MXnet, PyTorch, TensorFlow.

Intel в области искусственного интеллекта делает ставку на процессоры общего назначения. Михаил Цветков, технический директор офиса Intel в России, назвал мифом утверждение, что для «обучения» искусственного интеллекта необходимы исключительно графические процессоры. Большинство компаний при внедрении искусственного интеллекта, по его словам, вполне обходится «обычными» чипами, благо с июля 2017 года, когда были представлены новые серверные процессоры архитектуры Skylake, производительность Xeon выросла аж в 285 раз. Ну а относительная дешевизна Xeon, как утверждают в Intel, позволяет проектам внедрения искусственного интеллекта оставаться в зоне безубыточности.

У Nvidia, разумеется, точка зрения прямо противоположная. Основа ее бизнеса в области искусственного интеллекта — графические процессоры и быстрорастущая экосистема вокруг них. Продукты компании используют крупнейшие производители, на базе референсной архитектуры Nvidia DGX POD свои решения выпускают лидеры ИТ-рынка, в том числе Dell EMC, NetApp, Pure Storage. Ну а тем, кому система предельной мощности не нужна или не по карману, Дмитрий Конягин, руководитель направления профессионального бизнеса Nvidia в России, предложил попробовать поработать с Jetson Nano, «карманным» ИИ-компьютером стоимостью менее 9 тыс. руб. За эти деньги можно получить систему с 128 ядрами Nvidia CUDA, четырехъядерным процессором ARM Cortex-A57, 4 Гбайт оперативной памяти и флеш-накопителем 16 Гбайт.

Отечественные процессоры семейства NeuroMatrix от «Модуля» гораздо менее известны, чем зарубежные чипы, хотя и существуют на рынке более 20 лет. Изначально сферой их применения была цифровая обработка сигналов и изображений, однако, как отметил Павел Виксне, начальник сектора проектирования процессорных ядер, особенности архитектуры дали им «вторую жизнь» в качестве процессоров для нейронных сетей. Ну а традиционное преимущество отечественных разработок — относительная дешевизна при неплохих величинах производительности и энергоэффективности.

Грегори Брайент, глава подразделения Intel Client Computing Group корпорации Intel, объявил на выставке Computex о начале поставок процессоров Ice Lake, выпускаемых по технологии 10 нм, — чипов Core i3, i5 и i7 десятого поколения. У них не больше ядер, чем у ныне предлагаемых Core восьмого поколения, а тактовая частота в режиме разгона — даже ниже. Тем не менее, в корпорации заявляют, что производительность Ice Lake во многих отношениях улучшена.

Ice Lake станут первыми широкодоступными чипами Intel Core на 10 нм и плодом первой масштабной переработки архитектуры процессоров корпорации со времен появившихся в 2015 году Skylake.

В Intel не уточняют характеристики конкретных моделей, но известно, что у новых процессоров будет до четырех ядер и поддержка до восьми потоков, как и у их предшественников Whiskey Lake. Тактовая частота Ice Lake в режиме разгона — 4,1 ГГц, тогда как у Core i7-8565U Whiskey Lake она составляла 4,6 ГГц. Кроме того, 10-нанометровые чипы имеют встроенную графическую подсистему профессионального класса Iris Plus новой архитектуры Gen11.

Что касается производительности, точной информации пока нет — известно только, что на недавнем собрании акционеров Intel речь шла об удвоении скорости кодирования видео и производительности графики по сравнению с Whiskey Lake.

А судя по опубликованной Intel диаграмме, в однопоточном режиме ядро Ice Lake работает всего на 3% быстрее, чем Whiskey Lake. Однако микроархитектура Sunnycove, на которой основаны Ice Lake, позволяет процессору выполнять пять инструкций в параллельном режиме, а не четыре, как Skylake. Кроме того, она предусматривает увеличение емкости кэша первого и второго уровня.

В Intel также добавили новые специализированные команды, в том числе увеличивающие скорость шифрования. Набор команд DL Boost, в свою очередь, ускоряет задачи глубинного обучения, а логическое ядро Gaussian Neural Accelerator — другие связанные с искусственным интеллектом, например, семантический поиск по фотографиям и автоматическое ведение протокола совещания в текстовом виде. Как утверждается, Ice Lake ускоряет задачи искусственного интеллекта по сравнению с Whiskey Lake в два-два с половиной раза.

Кроме того, в самом Ice Lake ИИ управляет режимом повышенной тактовой частоты — соответствующая технология называется Dynamic Tuning 2.0 with Machine Learning. Она варьирует частоту, пытаясь определить оптимальную степень разгона, которую можно сохранить максимально долго. В Intel рассчитывают, что новшество обеспечит высокое быстродействие в турборежиме несмотря на сниженный верхний предел частоты.

Среди отличительных особенностей архитектуры интегрированной графической подсистемы Gen11 можно отметить увеличенное количество шейдерных модулей и поддержку дисплеев, совместимых с VESA Adaptive Sync, системой динамической синхронизации частоты обновления изображения на экране с частотой кадров в игре. Модуль Gen11 имеет аппаратные блоки кодирования HEVC/VP9 и позволяет одновременно подключить до четырех дисплеев 4K. Общая производительность видеочипа Gen11 составит до 1,12 TFLOPS — в Intel обещают существенное улучшение характеристик выполнения игр по сравнению с UHD 620, графическим модулем предыдущего поколения. Процессоры Ice Lake будут поставляться как с графическим ядром Plus, так и с UHD (в Core восьмого поколения был только последний вариант).

Ice Lake — это не только центральный процессор и видеочип. В этой многокристальной ИС также присутствует блок Platform Controller Hub (изготовленный по техпроцессу 14 нм), отвечающий за функции распределения питания, ввода/вывода и поддержки Wi-Fi. Модуль беспроводной связи помимо стандартного Wi-Fi 6 (802.11ax) реализует технологию Wi-Fi 6 Gig+, расширяющую канал до 160 МГц, что позволяет достичь скорости до 1,68 Гбит/c, а также функцию Overlapping Basic Service Set, которая дает возможность группе устройств общаться друг с другом невзирая на наличие «соседей».

Еще одна особенность Ice Lake — поддержка Thunderbolt 3 с возможностью размещения до четырех портов по обеим сторонам ноутбука (раньше в связи с особенностями реализации порт Thunderbolt мог находиться только с одной стороны).

Все это звучит многообещающе, и время покажет, сумеет ли Intel выпускать 10-нанометровые чипы в достаточном объеме, учитывая сохранявшийся на протяжении года дефицит ее процессоров 14 нм.

На Computex также были анонсированы чипы Intel vPro девятого поколения (до восьми ядер, до 16 потоков, тактовая частота до 5 ГГц) и 14 новых процессоров Xeon E для мобильных и настольных рабочих станций. Кроме того, объявлено, что осенью появятся Ice Lake серии X, имеющие некоторые усовершенствования по сравнению с базовой, и представлена автоматизированная утилита для разгона процессора Intel Performance Maximizer.

Сайт Tweakers.net опубликовал попавшую в его распоряжение в результате утечки «дорожную карту» Intel, судя по которой 10-нанометровый процессор Ice Lake, разрекламированный корпорацией в январе на международной выставке потребительской электроники CES, будет выпущен в этом году ограниченной партией.

В самой Intel публикацию не комментируют, но по сведениям источников PC World, дорожная карта «выглядит верной», хотя и будет дорабатываться.

Согласно публикации, самые мощные на сегодня процессоры Intel, 18-ядерные Skylake-X, уступят место Cascade Lake-X с тем же числом ядер, и эти чипы будут поставляться до конца 2020 года. ПК для массового рынка будут по-прежнему поставляться с восьмиядерным Coffee Lake-R, а в первом квартале 2020 года сменят процессор на Comet Lake, у которого будет от 2 до 10 ядер. При этом все перечисленные новинки будут выпускаться по технологии 14 нм.

Что касается чипов для ноутбуков, в середине текущего года появятся два новых процессора серии U — 10-нанометровый Ice Lake-U (2-4 ядра), который будет выпущен партией небольшого размера, и 14-нанометровый Comet Lake-U (2-6 ядер). До конца второго квартала появится еще один чип на 10 нм, тоже «ограниченный», — Ice Lake-Y.

В конце нынешнего — начале 2020 года выйдут новые 14-нанометровые чипы Comet Lake-H (8-10 ядер). Кроме того, в начале 2020-го появится Tiger Lake-U (4 ядра), и похоже, что это будет первый процессор 10 нм, выпускаемый массовым порядком. Кроме того, на следующий год запланирован выход 14-нанометрового процессора Rocket Lake со встроенной графической подсистемой, которая будет изготавливаться по технологии 10 нм.

Ситуация выглядит запутанной, но похоже, что с переходом на производственную технологию нового поколения у Intel есть сложности, и видимо из-за них в корпорации в последнее время нарушили схему выпуска «тик-так» (сначала появляется процессор с уменьшенным топологическим размером элемента и испытанной микроархитектурой, а затем выпускается процессор с новой микроархитектурой по прежней технологии изготовления).

Выставка Computex – одно из крупнейших в мире технологических шоу, и в этом году здесь будет представлена масса интересных новинок. Кратко перечислим, чего можно ожидать от главных ее участников, включая AMD и ASUS.

Несмотря на то, что события наподобие CES и MWC сегодня гораздо чаще упоминаются в новостях, Computex по-прежнему остается важным мероприятием для всех, кто интересуется ПК, ноутбуками и их компонентами.

Выставка будет проходить в столице Тайваня Тайбэе с 28 мая по 1 июня.

AMD

Выставка Computex откроется презентацией генерального директора AMD Лайзы Су, которая состоится 27 мая.

Ранее ничего подобного не случалось, так что это представляется очень важным. AMD будет делиться «новыми подробностями» предстоящих продуктов, в том числе и процессоров семейства AMD 3000.

Ожидается появление детальной информации о процессорах Ryzen 3000, которые начнут выпускаться по 7-нанометровой технологии в третьем квартале. Ждем также сообщений о материнских платах X570.

Многих, очевидно, интересует тема AMD Navi 10, но графические средства вряд ли войдут в повестку дня Computex. Им будет посвящена презентация Next Horizon Gaming, которая пройдет в рамках выставки E3 неделей позже.

ASUS

Для компании ASUS, штаб-квартира которой находится буквально в двух шагах от места проведения Computex, это мероприятие является очень важным событием.

После январской выставки потребительской электроники CES в Лас-Вегасе, где помимо всего прочего были представлены ZenBook S13 и ROG Mothership, никаких серьезных анонсов мы не слышали. Но это может оказаться как раз хорошим знаком, и есть надежда, что у компании для Computex припасено немало интересного.

Почти наверняка мы увидим новые ноутбуки и различные компоненты, а если повезет, то и новый смартфон.

Телефон ASUS ROG был анонсирован на Computex год назад, и мы уже скрестили пальцы, рассчитывая в 2019 году посмотреть на ROG Phone 22. В конце концов, для большинства производителей смартфонов годичный жизненный цикл считается идеальным.

Intel

Хотя основных новостей сегодня все ждут от AMD, компания Intel тоже не обделена вниманием. На Computex она будет представлена старшим вице-президентом по клиентским вычислительным системам Грегори Брайантом, выступление которого состоится 28 мая.

Скорее всего мы услышим о проекте Athena, предусматривающем создание нового класса ноутбуков из компонентов значительно меньшего размера, в частности, из материнских плат Lackfield. На CES, например, был представлен гибридный процессор площадью всего 12 квадратных миллиметров с технологией Foveros 3D.

Возможно, появится дополнительная информация о 10-нанометровых чипах Ice Lake, но здесь речь пойдет скорее о процессорах для мобильных, а не настольных компьютеров.

Что же касается настольных ПК, стоит ждать новостей о процессорах Cascade Lake X. Они будут выпускаться по той же 14-нанометровой технологии и иметь тот же разъем LGA 2066, что и их предшественник Skylake X.

Главное из прочего

Тремя названными большими компаниями шоу не ограничивается. Здесь будут представлены также Microsoft и Nvidia, хотя у первой только что прошла своя собственная технологическая конференция Build, а Nvidia скорее всего оставит основные новости для E3.

Будем внимательно следить в Тайбэе за новейшими мобильными компьютерами MSI, Gigabyte и других производителей. Интерес вызывает презентация Corsair, посвященная новому поколению технологий светодиодов и памяти, которая также будет работать на частоте 5000 МГц.

Первые сообщения об уязвимостях в процессорах Intel, связанных с упреждающим исполнением команд, появились больше года назад. Эти уязвимости назывались Meltdown и Spectre. Хотя компания выпустила исправления микрокода процессоров, которые должны были ликвидировать возможность атак по этому направлению, исследователям из Амстердамского свободного университета удалось показать, что существует как минимум еще три способа атаки, основанных на анализе работы процессора во время упреждающего исполнения команд. Четвертый способ нашла другая международная группа исследователей из университетов США, Австрии, Бельгии и Австралии.

Данные в новых способах атаки не читаются напрямую, а воссоздаются по информации о том, как они загружаются в буферы процессора при упреждающем исполнении команд. Исследователям удалось, например, на виртуальной машине воссоздать содержимое файла с хэшами паролей, находившегося на другой виртуальной машине, работавшей на том же процессорном ядре. Это часто встречается в многоарендных облачных системах.

Эти уязвимости отсутствуют лишь в части моделей процессоров восьмого и девятого поколения Intel Core и второго поколения Intel Xeon Scalable, а также в большинстве процессоров Intel Atom. Компания выпустила обновления микрокода для уязвимых моделей.

Технология Boot Guard была впервые реализована в процессорах Intel Core четвертого поколения (Haswell). Она предназначается для защиты от несанкционированной модификации программных модулей UEFI, запускающихся при загрузке компьютера. Загружаемые модули должны иметь цифровые подписи Intel или производителя компьютера. Эти подписи проверяются при каждой загрузке. Однако, как заметил Петер Бош из Лейденского университета, после проверки модулей UEFI и создания в памяти проверенной копии, система его ноутбука затем снова считывала модули из памяти интерфейса SPI, где они хранятся. Бошу и известному специалисту Траммеллу Хадсону удалось разработать способ использования этой ошибки. Для этого к схеме памяти подключается программатор, выдающий в ответ на повторный запрос системы измененный модуль.

Хотя для подключения программатора корпус компьютер необходимо каждый раз открывать, можно заменить саму микросхему SPI. Обнаружить подобную замену и взлом системы без вскрытия корпуса и тщательного обследования материнской платы очень сложно.

В Intel разработали исправление этой ошибки. К сожалению, распространение и установка обновлений UEFI — сложный процесс, который требует активного участия производителей компьютеров и пользователей.

В условиях, когда Intel никак не удается запустить в производство процессоры Core, изготовленные по 10-нанометровой технологии, последняя новость кажется просто сногсшибательной: в 2021 году компания намерена перейти на 7-нанометровый технологический процесс.

На встрече с инвесторами Боб Сван, недавно назначенный генеральным директором Intel, заявил, что компания намерена вернуть себе звание технологического лидера и планирует наладить выпуск 7-нанометровых чипов. Правда, в конце своего выступления Сван заметил, что лучшие продукты должны быть лучшими во всем, не ограничиваясь только передовым технологическим процессом.

Весьма необычное заявление, прозвучавшее из уст главы компании, удерживавшей за собой лидерство в сфере полупроводниковых производственных технологий на протяжении десятилетий. Похоже, Сван готовит почву для формирования более практичного подхода. Если ранее лозунг 'Intel Inside' относился только к центральным процессорам, то теперь компания рассматривает для себя значительно более широкий рынок, делая ставку на стратегию 'XPU', объединяющую центральные и графические процессоры, программируемые логические матрицы FPGA и даже коммуникационные чипы с поддержкой 5G.

Компания AMD со своей стороны уже анонсировала 7-нанометровые продукты, в частности, графический процессор Navi следующего поколения, поставки которого должны начаться в текущем году. (Стоит отметить, что AMD и Intel используют различные производственные процессы, и за одинаковыми цифрами у них могут скрываться разные технологии.)

В Intel намерены восстановить утраченное лидерство в области производственных технологий, которое они уступили другим, в том числе TSMC.

Вместе с тем Сван заявил об отсутствии намерения далее инвестировать в микросхемы памяти. Компания отказалась от планов наращивания производственных мощностей по выпуску флеш-памяти NAND и занята поиском партнеров, готовых организовать производство. Ранее Intel совместно с компанией Micron Technology занималась разработкой и выпуском микросхем памяти 3D XPoint под брендом Optane. (В настоящее время совместное предприятие Intel и Micron уже прекратило свое существование.)

Сван еще раз повторил, что Intel приняла решение отказаться от присутствия на рынке модемов 5G для смартфонов. Теперь компании предстоит решить, что делать со своей технологией 5G и стоит ли продолжать разрабатывать модемы 5G для других устройств, в том числе для ПК.

Как бы то ни было, новость о переходе Intel на 7-нанометровый производственный процесс стала самой неожиданной. Согласно имеющимся утечкам, в 2019 году компания делает ставку прежде всего на 14-нанометровую технологию. Сван признал, что в первой половине текущего года возможности фабрик Intel по наращиванию производства будут весьма ограниченными. Но во второй половине 2019 года компания сможет удовлетворить клиентский спрос в полном объеме.

Как уже сообщалось ранее, компания намерена предложить процессоры, изготовленные по 10-нанометровой технологии, к сезону рождественских распродаж. Новые продукты будут построены на основе архитектуры Ice Lake, представленной в текущем квартале. Серверные чипы, изготовленные по 10-нанометровой технологии, дебютируют в первой половине 2020 года. К 2021 году компания рассчитывает наладить производство чипов по 7-нанометровой технологии. Конкретные продукты, их число и место производства пока не называются.

Intel впервые использует субмикронную фотолитографию в глубоком ультрафиолете (Extreme Ultraviolet, EUV) – новую технологию с более короткой длиной световой волны. EUV будет применяться и в последующих 7-нанометровых поколениях, которые в компании называют 7nm+ и 7nm++. По словам президента Intel Technology, Systems Architecture & Client Group Венкаты Рендучинталы, будет обеспечено масштабирование цикла совершенствования полупроводниковых изделий, в прошлом обеспечивавшего исполнения закона Мура и предусматривавшего увеличение производительности на начальном этапе, ее дальнейший рост в последующем и различную оптимизацию в конце производственного цикла.

Рендучинтала сообщил, что Intel перейдет на новые методы компоновки, позволяющие размещать в едином корпусе множество ядер, каждое из которых будет изготавливаться по своей собственной оптимизированной технологии. Такая гетерогенная интеграция предусматривает установку соединений между еще более компактными «чиплетами» с получением в итоге более сложных и оптимизированных структур.

Удастся ли в конце концов Intel справиться со своими производственными проблемами и вернуться к прошлогоднему циклу «тик-так»? Планы компании весьма амбициозны. Посмотрим, сумеет ли она их реализовать.

Генеральный директор Intel Боб Сван заявил, что клиенты компании больше не будут испытывать проблемы из-за нехватки процессоров. Intel вновь расширяет мощности по производству процессоров по 14-нанометровому технологическому процессу и планирует к новогоднему сезону выпустить больше чипов по 10-нанометровому процессу, чем предполагалось раньше. Образцы первого 10-нанометрового процессора Intel под названием Ice Lake клиенты должны получить в середине текущего года.

Второй квартал Intel закончила с неоднозначными результатами. Хотя в подразделении процессоров для ПК выручка и чистая прибыль увеличились, в подразделении серверных процессоров они сократились, и в итоге при почти не изменившейся по сравнению с прошлым годом общей выручки в 16,1 млрд долл. прибыль упала на 11% до 4 млрд долл. Дефицит процессоров повлиял на состояние всего рынка ПК — по оценкам Gartner, в первом квартале 2019 года продажи упали на 4,6%.

В Intel планируют в первую очередь расширять производство «больших», многоядерных процессоров, подчеркнул Сван. Однако привести ассортимент выпускаемых процессоров в полное соответствие со спросом пока будет трудно. По-видимому, в Intel постараются удерживать цены на процессоры 9-го поколения верхнего уровня в пределах объявленных, тогда как цены на Pentium Gold и Celeron могут подняться.