Gelecekte hangi işlemcilerle karşılaşacağız? İşte işlemci teknolojisinin bugünü ve geleceği





Intel,genel amaçlı bilgisayara yönelik ilk işlemcisi 4004'ü piyasaya süreli neredeyse 40 yıl oldu.

4004,sadece
108KHz saat hızında çalışıyordu.Sadece 8 yıl sonra çıkan Intel 8088
ise 5MHz'de çalışıyordu ve yaklaşık 50 kat hızlıydı.Bugün modern bir
işlemci ise 3 GHz saat hızında çalışıyor ve 4004'ten 30.000 kat daha
hızlı.

Transistör sayısındaki artış,muhtemelen CPU gücünün artışını daha iyi gösteren işaretlerden.

Intel
4004 sadece 2.300 transistörden oluşurken Intel 8008,29.000
transistörü bir araya getiriyordu.Modern uç nokta bir Xeon çipinde ise 2
milyardan fazla transistör bulunuyor ve bu ilk CPU'nun bir milyon katı
fazla transistör demek.

CPU dünyasında birçok etkileyici istatistikler mevcut,ancak daha önemlisi işlemcilerin sunduğu teknolojiler.

Bugün
akıllı kameralar yüz tanıyabiliyor,devletlerin bile birkaç sene önce
ulaşamadığı analitik özellikli hesap tabloları,kendi kendine giden
arabalar,fiyatı uygun tabletler ve akıllı cepler bir standart haline
geliyor.

Tüm
bunlar oldukça iyi ancak aklımıza birkaç soru geliyor.CPU sanayii bu
performans artışını sürdürebilecek mi? Eğer sürdürebilecekse önümüzdeki
birkaç senede hangi yeni teknolojilerle karşılaşacağız?


Moore kanunu

Intel
ortak kurucusu Gordon Moore,1965'de her iki senede bir bir çipteki
transistör sayısının ikiye katlanacağını tahmin etmişti.Bu tahmini
oldukça doğru çıkan Moore'un tahmini,zamanla 'Moore kanunu' ismini aldı.

Moore
1965'de CPU'daki üssel büyümenin 'ev bilgisayarları','otomobiller için
otomatik kontrolleri' ve ' kişisel,taşınabilir cihazlar'la
sonuçlanacağını tahmin etmişti.

Son zamanlarda giderek artan karışıklık ve güç,CPU performansını en yüksek seviylere çıkardı.

Peki bu devam edecek mi? Intel Labs Barcelona'dan Antonio Gonzalez'e göre bu sorunun cevabı en azından yakın dönemde 'evet'.

Ancak
bu çok da kolay olmayacak.Gonzalez,transistör boyutlarının çok küçük
olduğunu şöyle açıklıyor:'Şu an 32nm ile çalışıyoruz (bir metrenin 32
milyarda biri) ve çok yakında 22nm'e ineceğiz.Bu,grip virüsünden bile
küçük ve bir saç telinin çapından 10 bin kez küçük bir transistör
anlamına geliyor.'


Önümüzdeki engeller,yeni projeler


Transistör boyutları bir atomun boyutuna da (0.1nm) yaklaşıyor ve yakında bizlerin önüne yeni bir engel olarak çıkacak.

ARM
ürün pazarlama direktörü Nandan Nayampally'ye göre 40nm'den sonra
sorun transistörler değil kablo gecikmesi (sinyali çip üzerinde
göndermek için geçen süre):'Bu sınıra ulaşmaya başladık ve bu, hız için
büyük bir engel.'

CPU
performansındaki artışı devam ettirmek için yeni yaklaşımlar gerekecek
ve endüstri,umut verici bazı projeler üzerinde çalışmaya başladı bile.

Önreğin
IBM,CPU çekirdeklerinin yan yana yerleştirilmediği 3 boyutlu çip
istiflemeyi araştırmakla meşgul.Çekirdekler,tüm yüzeyi kaplayan
bağlantılar sayesinde iletişim kurabiliyor ve böylece transfer hızları
büyük oranda artırılırken sıcaklık sorunu azalıyor.

Intel ise transistör performansını artırarak güç ihtiyacını azaltan bir proje ile meşgul.

Moore'un
kanunu 2020'lerde bazı engellerle karşılaşacak ancak ufukta görülen
yeni teknolojiler onun bir süre daha devam etmesini sağlıyabilir.


Çoklu çekirdek


İngiliz
yarıiletken ticaret topluluğu tasarım yardımcı başkanı John
Moore,transistör sayısı arttıkça sıcaklığın ve kararlılık sorunlarının
ortaya çıktığına dikkat çekiyor ve şunları söylüyor: 'Büyük,tek
çekirdekli canavarlar artık geride kalıyor: gelecek, dağıtımlı
işlemede'.

Intel'den
Antoino Gonzalez de bunu kabul ediyor:'Tüm bu ek transistörleri büyük
tek bir çekirdek oluşturmak için kullanabilirdik.' 'Ancak bu birden çok
çekirdeği tek die üzerine yerleştirmek,performans ve güç verimliliği
açısından çok daha iyi bir çözüm sunuyor.'

Gonzalez,Intel'in
80 çekirdekli 'teraflops araştırma çipi' adındaki işlemciyi ürettiğini
ve bunun olağanüstü bir rakam olmadığını söylüyor:'Yüzlerce çekirdeğe
sahip işlemcileri kolaylıkla üretebiliriz.Bunu pratik hale getirmeden
önce aşılması gereken bazı sorunlar var ancak doğru yönde olduğumuza
inanıyorum.'


Qualcomm ve John Moore'ın görüşleri


Ancak
çok çekirdekli işlemcilere herkes bu kadar sıcak bakmıyor.Qualcomm
CDMA'da ürün yönetimi başkan yardımcısı konu hakkında şunları
söylüyor:'Sistemlerimiz en az dört çekirdekli ve 2.5GHz'de çalışıyor.

Ve
bunu daha yukarı ***ürebileceğimizden eminim ancak yazılım açısından
baktığımızda bazı uygulamalar gerçekten multithreading kullansa da bir
çoğu yine single-threaded.Bu nedenle en azından mobil cihazlarda
çekirdek eklemeyi durdurup güç verimliliğine yöneleceğimiz zaman çok
yakın.'

John
Moore da multithread uygulamalara geçişin anahtar önem taşıdığını
düşünüyor.'Şu anki mesele donanım değil,bundan yararlanacak yazılım
oluşturmak.Şu anki programcı jenarasyonu her şeyi sıralı olarak
düşünerek yetişmiş ve bir sorunu paralel iş parçacıklarına bölmek bu
kodun nasıl test edilip ayıklanacağını öğrenmek çok kolay bir iş değil.'


Intel de ARM benzeri bir çalışma içinde


Ancak
Gonzalez,Intel'in bu sorunların farkında olduğunu söylüyor:'Gelecek
için yeni programlama modellerini inceliyoruz.' 'bunu yanında
uygulamaları paralelleştirecek yeni araçlar sayesinde bunu yapmak çok
daha kolay olacak.'

ARM'den
Nayampally ise normal bir CPU'ya eklenen çekirdeklerin 'çoklu
çekirdek' anlamına gelmeyeceğinin altını çiziyor:'ARM buna 2003'de
başladı.Ancak bu ek çekirdekleri DSP'ler,bir GPU,modem,GPS birimi veya
ihtiyacınıza uygun başka bir şey olabilir.'

Mobil
cihazlarda rastlanan bu yaklaşım,Gonzalez'e göre Intel tarafından da
kullanılmaya başlanmış:'Sandy Bridge işlemcilerine GPU ve çokluortam
desteği gibi özel bileşenler eklemek için çalışıyoruz.Bu tür bir
entegrasyon,gecikmeleri azaltıyor ve güç verimliliği ve performans
açısından çok daha iyi bir çözüm sunuyor.'


Gelecekteki gelişmeler

Peki
gelecekteki CPU gelişmeleri ne sunacak? Önümüzdeki birkaç sene içinde
her şey normal olarak devam edecek gibi görünüyor.Transistörler
küçülmeye devam edecek,çekirdek sayısı artacak ve masaüstü PC'lerimiz
her zamanki gibi hız kazanacak.

Uygulamalar
multithread destekli hale gelerek GPU hızlandırma gibi performans
kazandıran teknolojilerden faydalanabilecekler.Enerji verimliliğine
verilen önem ise mobil cihazlarda CPU gücünde ve pil ömründe
ilerlemelerle sonuçlanacak.

Hızlı,
düşük güç tüketimine sahip CPU'ların çıkacak olması, Intel'den Antonio
Gonzalez'e göre bu işlemcileri her yerde kullanacağımız anlamına
geliyor:'Yakın zamanda bugünküne göre çok daha geniş bir bilgisayar
cihazı yelpazesiyle karşılaşacağız.

Arabamızda,evimizde,güvenlik
sistemlerinde ve basit robotlarda bile daha güçlü sistemler
bulunacak.Bir takım cihazlar çevreyi algılayarak gerçek dünyaya yönelik
tepkiler verecekler.'


Diğer çalışmalar ve Qualcomm'un tahmini


Tüm
bunlar bilim kurgu değil ve bugün de gerçekleşiyor.Örneğin Southampton
Üniversitesi tarafından geliştirilen ivmeölçer çipleri,tren rayın
üzerinden geçtiğinde rayın davranışını inceliyor ve yapısında bir sorun olup olmadığını algılayabiliyor.

Bu sayede mühendisler bir kaza meydana gelmeden önce uyarılıyor.

Royal
Veterinary College ise bir atın bacağına eklenen ve atın koşu tarzını
algılayabilen bir çip geliştiriyor.Bu sayede küçük değişiklikler
algılanarak normalde fark edilmesi güç sakatlıkların önüne
geçilebiliyor.

Qualcomm'a
göre evimiz yakın zamanda bize birçok yönden yardım edecek akıllı
cihazlarla dolacak.Ve bunlar durgun kutular olmayacak,aynı cep
telefonumuz gibi internete bağlanacak ve birçok yolla
kişiselleştirilebilecek.

Kaynak: WwW.ForumSultan.Com
Konu: İşlemcilerin İnanılmaz Geleceği