Частью Форума Intel для разработчиков (IDF 2009) стал брифинг с участием представителей исследовательских лабораторий Intel (Intel Labs). В своем выступлении они рассказали о достижениях и поделились видением будущего технологий.
Эндрю Чиен (Andrew Chien), «Интеллектуальные сети» (Smart Grids)
Вице-президент Intel Labs, директор по исследованиям новейших технологий Эндрю Чиен рассказал о деятельности Intel Labs по созданию не требующих поддержки, простых в использовании, доступных и безопасных интеллектуальных микросетей. В будущем их планируется использовать для соединения домов, сооружений и транспортных средств. Ученые Intel изучают новые технологии измерения, обработки, передачи и хранения энергии, которые позволят создать эффективную и гибкую архитектуру микросетей с простой расширяемостью. В частности, ученые ведут исследования в следующих направлениях:
• Датчики питания (Power Sensors). Сегодня ученые Intel Labs показали прототип устройства с датчиками напряжения, которые автоматически определяют, какие части устройства работают и сколько электрической энергии они потребляют.
• Умное управление (Intelligent Control). Intel Labs создает каркас для принципа измерение-вывод-управление-результат, лежащего на основе данных, полученных от повсеместных датчиков питания. Ключевые характеристики каркаса включают: контроль нагрузки с замкнутым циклом, распределение внутри одного сооружения или в нескольких сооружениях, а также сбалансированное потребление энергии для сокращения потерь электричества.
• Защищенная связь (Secure Communication). На сегодняшний день данные по энергопотреблению никак не шифруются, что не защищает их от просмотра третьими лицами. Ученые Intel исследуют новые протоколы связи, которые позволят осуществлять передачу параметров индивидуального энергопотребления посредством новых проводных и беспроводных стандартов связи в защищенном и зашифрованном виде.
• Хранение энергии (Energy Storage). На текущий момент затраты на хранение электрической энергии в сетях неимоверно высоки. Благодаря нанотехнологиям возможно создание новых материалов и способов хранения энергии, которые могут быть намного дешевле и обеспечивать более высокую плотность по сравнению с современными аккумуляторами.
• Демонстрация интеллектуальных сетей (Smart Grid Demonstration). Продемонстрирован прототип системы с датчиками напряжения, которые выявляют, какие части системы работают и сколько они потребляют. В повседневной жизни такой мониторинг осуществляется дорогим и сложным оборудованием, которое может установить и настроить только квалифицированный электрик. Кроме того, осложняет мониторинг недостаточный уровень технической грамотности пользователя. Intel Labs разрабатывает методы, которые не требуют глубокого вникания в суть и больших затрат, позволяя пользователю с легкостью управлять информацией об энергопотреблении.
Вен-Ханн Вонг (Wen-Hann Wang), поиск инновационных методов повышения эффективности потребления энергии.
Директор Circuits and Systems Lab рассказал о том, что компания Intel готова предложить значительные улучшения в области энергетической эффективности вычислительных устройств. В исследовательских лабораториях Intel ведется целый ряд проектов, нацеленных на расширение бизнеса Intel за пределы полупроводников. Вен-Ханн Вонг рассказал о ключевых технологических особенностях, над которыми идет работа.
• Гибкие сети (Resilient Circuits). В стандартном режиме работы процессоры, как правило, работают с переменными рабочими параметрами, и если их не проверять, это может привести к сбоям. Для того чтобы защититься от таких проблем, на сцену выходят специальные алгоритмы, которые намеренно замедляют процессор и заставляют его потреблять больше энергии. Ученые Intel разработали новую технологию под названием «гибкие цепи», которая заставляет систему работать на более высоких скоростях при меньшем энергопотреблении.
«Гибкие цепи» обнаруживают потенциальные проблемы и, в случае выявления ошибок, перевыполняют команды на более низких скоростях для обеспечения верного результата, после чего система возвращается в нормальный режим работы.
По результатам предварительных испытаний выяснилось, что такая технология обеспечивает 21-процентное расширение пропускной способности или 37-процентное снижение затрачиваемой энергии.
• Суперконденсаторы (Super Capacitors). В Intel рассказали, каким образом можно использовать суперконденсаторы для обеспечения системы потребления дополнительной энергией во время пиковых нагрузок. Среднее потребление энергии в ноутбуке составляет 17,5 ватт. При возникновении высокой нагрузки это значение может возрастать более чем в два раза. Такие пиковые нагрузки заставляют подбирать соответствующие источники питания, ведь, в конечном счете, аккумулятор ноутбука должен обеспечить стабильные 65 ватт потребляемой компьютером мощности. Вонг объяснил, каким образом суперконденсаторы могут повысить эффективность батарей, обеспечивая при этом до 70 ватт стабильной мощности для реализации новых возможностей вроде Turbo Mode. Данный подход реализуется в процессорах Intel Core 2010 г.
• Экономия энергии (Energy Harvesting). Ученые Intel Labs участвуют в долгосрочном исследовательском проекте, изучающем возможности и потенциал использования альтернативных источников энергии. В рамках этого проекта исследуются солнечная и кинетическая энергии. Использование альтернативных источников позволит запускать вычислительные системы вдали от цивилизации.
• Сетевая энергосберегающая технология (Low-Power Network Agent). Сотрудники Intel Labs разработали энергосберегающую технологию, которая заставляет компьютер или другое потребительское устройство входить в спящий режим, оставаясь подключенным к сети. Данная технология наблюдает за сетевым трафиком и пробуждает систему в случае поступления важных пакетов. В результате, это позволяет существенно снизить потребление энергии.
• Управление питанием платформы (Platform Power Management). Для получения значительного снижения потребляемой энергии исследователи Intel занимаются не только разработкой новых алгоритмов оптимизации конкретного компонента или устройства сложной системы, а работают в направлении оптимизации всей платформы. Качественное управление электропитанием требует целого ряда изменений в ПО, периферийных устройствах, логических схемах и телеметрии. Intel предпринимает полностью новый подход к управлению электропотреблением платформы, в котором операционная система видит систему целиком, а аппаратное обеспечение, в свою очередь, обеспечивает точную настройку всех компонентов системы для обеспечения максимально возможной эффективности. Данная технология будет реализована в платформе Moorestown, обеспечивающей в 50 раз более низкое потребление энергии в режиме простоя по сравнению с платформой Menlow.
