Interjú Joseph Schutzcal, az Intel processzor kutatási alelnökével

A világ vezető processzorgyártójaként az Intelen belül külön részleg foglalkozik a jövőbeni technológiák kifejlesztésével, melyekkel biztosítható a processzorok további töretlen fejlődése. Joseph D. Schutzcal beszélgettünk, az Intel processzor-technológiai laborjának igazgatójával.

Joseph D. Schutz az Intel processzor-technológiai laborjának igazgatója, a vállalat egyik alelnöke. Feladata olyan jelenlegi és jövőbeni problémák, kihívások kutatása és megoldása, melyekkel biztosítható a processzorok magas ütemű fejlődése. Immár több mint 25 éve áll a vállalat alkalmazásában, többek között résztvett az eredeti 386-os, egy 486-os, a Pentium és Pentium II családok egyes tagjainak fejlesztési munkálataiban, de köze volt a Prescotthoz és a Cedar Millhez is. Végzettsége villamosmérnök, hét szabadalmat jegyez.

HWSW: Mi a legnagyobb kihívás a chiptervezésben?

Joseph D. Schutz: Először is borzasztó sok tranzisztor van egy chipen, a csapatok elég nagyok, és sok különböző képességre van szükség. Van egy csapat, ahol kilencszáz emberünk dolgozik egy chipen. Az Intel számára egy chip egy darab szilícium, de egyúttal sok fejlesztés és befektetés is. Őszintén szólva a koordináció, hogy minden kész legyen, az egyik legnagyobb kihívás, vagyis ez a munkaszervezői szerep egy rémálom. Ha az integrált áramkörök iparágára tekintünk általánosságban, számos vállalat, köztünk a miénkkel, időnként nem tudja tartani az ütemtervet. Azt gondolom tehát, ez az egyik legnagyobb probléma.

Az ember talán azt gondolná, hogy a szilícium megmunkálása nagyobb kihívás, de az Intelnél ez valóban nem probléma. Egy olyan nem szilíciumos [félvezetőgyártással foglalkozó – a szerk.] tagnak, mint én, ez egészen bámulatos, hogy képesek vagyunk erre, bevezetni és felfuttatni a gyártást időben.

Ha kevésbé a menedzsment, hanem inkább a technikai oldalát nézzük, akkor a sávszélesség a DRAM és a [processzor] chip között, de a sávszélesség általában is egy nagy probléma. Most ez nagyjából rendben van, de ha tíz évre kitekintünk, gondban kezdünk lenni, hogy hogyan csináljuk. Ma az a vélemény, hogy egyszerűen csak minél több és több memóriát kell rakni a chipekre -- de nem teheted rá az összeset, a vezetékek és a fogyasztás miatt. És ott vannak a párhuzamos alkalmazásokhoz való szoftverek, ez is kihívás. Szóval azt gondolom, a sávszélesség és a szoftver jelentik a legnagyobb kihívást.

HWSW: Korábban az x86 processzorok, az órajelek növelése és az architekturális fejlesztéseik révén úgy növelték szakadatlanul a teljesítményt, hogy a szoftvereket nem volt szükséges újraírni vagy újrafordítani. A többmagos chipek megjelenésével ez megváltozott.

Joseph D. Schutz: Pontosan így van. Néha olyan választás elé kerülünk, hogy kizárólag az új dolgokat gyorsítsuk fel, vagy a régieket is? Mindig igyekszünk a régieket is. Ha van tehát egy szoftvered, akkor hogyan kell még többet kihozni belőle anélkül, hogy újra kellene írni, mert az is drága. Ez egy akadály a fejlesztés előtt: ha valakinek van egy szoftvere, és az új processzorához új szoftverre is szüksége lenne, akkor nem vásárolná meg a termékünket.

HWSW: De most új szoftverekre van szükség...

Joseph D. Schutz: Két dolog történik egyszerre. Az egyik, hogy egyre több és több párhuzamosság van, a másik pedig, hogy ettől függetlenül is egyre növekszik a szoftverek komplexitása, az egyszálú programok is bonyolódnak, a kódsorok növekednek. Azt gondolom, hogy a programozóknak a párhuzamosságtól való függetlenséghez egy magasabb absztrakciós szinten kell dolgozniuk. A teljesítmény drasztikus növeléséhez párhuzamos hardverre van szükség. Azt gondolom, mindkét esetben magasabb absztrakciós szinten kell programozni. Van egy kutatónk például, aki párhuzamos primitívekkel dolgozik. Ekkor például azt mondjuk a gépnek, hogy szorozzon össze két vektort. Ennyi az összes kód. Ez sok-sok kóddá fordítódik át, melyet sosem látunk. És ennek úgy kell történnie, hogy a programozónak ne kelljen azzal törődnie, egymagos, vagy 16 magos képen futtatja-e. Ez a fajta absztrakt gondolkodásmód szükséges lesz ahhoz, hogy a programozók kezelni tudják az átmenetet. Mert egy átmenetben vagyunk, ahol az embereknek egyre több és több magja lesz [a számítógépében]. A laptopok 45 százaléka kétmagos már most.

HWSW: Ha jól értem tehát, akkor a szoftverfejlesztést függetleníteni kellene valahogy a hardvertől?

Joseph D. Schutz: Igen. Az emberek tipikusan azt gondolják a hardverfüggetlenségről, hogy le kell mondaniuk a teljesítményről, de vannak olyan nyelvi absztrakciós eszközök, melyek számos hardvert támogatnak csekély teljesítményveszteséggel. Mikor most szoftver absztrakcióról, akkor az absztrakció egy új szintjéről beszélünk. Például, ha 100x100-as mátrixokkal dolgozunk, és definiáltuk azokat, akkor csak csak annyit kell mondani a gépnek, hogy szorozza össze A-t B-t és C-t, és a többiről a nyelvi fordítók gondoskodnak, melyek biztosítják a megfelelő teljesítmény anélkül, hogy foglalkozni kellene a hardver működésével.

HWSW: Már öt évvel korábban beszélt az Intel spekulatív többszálúsításról, de még mindig nem érkezett meg. Mi a helyzet?

Joseph D. Schutz: Ebben a típusú többszálúságban azt gondolom, sokat haladtunk előre. Több ember is dolgozik rajta most, mint akkor. Ez egy igen nehéz probléma, mert a szoftverben megpróbálsz olyan kódrészleteket találni, melyek nem függnek egymástól, és párhuzamosan futtatni több magon. Biztosítani kell, hogy az összes függőség lekezelésre kerüljön, és biztosnak kell lenned, hogy ez az újonnan létrehozott szál írhat-e a memóriába. A barcelonai kutatóközpontban van működő példány négy szállal, mely számos tekintetben megvalósítja ezt.

HWSW: Ez különbözik a Sun Microsytems Rock szerverprocesszorában megjelenő felderítő vagy árnyék szálaktól?

Joseph D. Schutz: Igen, de azt is mi publikáltuk elsőként.

HWSW: Ha jól értem tehát, akkor a spekulatív többszálúsítás a meglévő szoftvereket is gyorsítja?

Joseph D. Schutz: Igen, így van, ez a cél. Az emberek keményen dolgoznak rajta. Ez egy kutatási projekt, nem baj, ha rosszul sül el, vagy tévedsz. Ha egy hiba termékbe kerül, az borzasztó. Ha felfedezel valami fantasztikusat, az jó, de ha a felfedezés elég ostobaság, az is rendben van, mert megakadályozza, hogy a vállalat elkövesse még egyszer. Jelenleg a spekulatív többszálúság még mindig jónak tűnik.