Михаил Цветков, Intel: Мировая цифровизация требует все большего количества полупроводников05.07.2021 18:03

В 2021 г. компания Intel представила целую серию новых продуктов и глобальных инициатив. Это, впрочем, неудивительно — рынок высоких технологий в очередной раз переживает кардинальную трансформацию, которая, возможно, осознается еще не всеми. В таких условиях технологические лидеры должны реагировать своевременно, а где-то даже играть на опережение. О настоящем и будущем компании, перспективах полупроводниковой отрасли и процессорных технологий, искусственном интеллекте и нейроморфных вычислениях в интервью CNews рассказал Михаил Цветков, технический директор Intel в России.

CNews: Весной 2021 года компания Intel сделала несколько громких анонсов. Например, выпущено третье поколение серверных процессоров Intel® Xeon® Scalable, представлена стратегия IDM 2.0, объявлено о создании Intel Foundry Services. С чем связано обилие новшеств?

Михаил Цветков: Простого ответа на такой комплексный вопрос не существует. Но, если коротко, то совпал целый ряд факторов — очередной виток технологических достижений Intel, растущие потребности мирового рынка в полупроводниковой продукции, спрос на технологии машинного обучения и искусственного интеллекта. К тому же, как вам известно, в нынешнем году у Intel сменился руководитель — им стал Патрик Гелсингер, который сразу же активно взялся за развитие бизнеса компании. Так что здесь можно говорить о комплексном влиянии.

CNews: Если говорить об инициативе Intel Foundry Services, то нельзя не отметить, что довольно непривычно видеть Intel в роли контрактного производителя процессоров. Почему было принято решение развивать это направление?

Михаил Цветков: В последнее время мы, как собственно и весь мировой рынок, отмечаем очень существенный рост спроса на все виды полупроводниковой продукции. Речь не только о разработках Intel — наши фабрики полностью загружены, мы строим новые площадки. И все равно спрос превышает предложение. Во время пандемии огромное количество людей вдруг стали проводить больше времени дома, резко выросла потребность в персональных компьютерах, веб-камерах, потребительской электронике. Дополнительным фактором стал взрывной рост спроса на устройства для сетей 5G, решения для майнинга криптовалют, графические процессоры для игр. При этом мощности производств в любой индустрии ограничены.

В этих условиях логично наращивать производство, но, как вы понимаете, это не так просто. Создание специализированных фабрик требует огромных финансовых вложений и, главное, уникального технологического опыта. У Intel есть и то, и другое. В таких условиях вполне логично использовать сильные стороны компании для развития бизнеса. Тем более, как отметил Пэт Гелсингер в своем выступлении, посвященном обновленной инициативеIntegrated Device Manufacturer (IDM 2.0), по самым консервативным оценкам, объем рынка контрактного производства полупроводников к 2025 году составит $100 млрд. Так что за этот сегмент стоит бороться. При этом Intel Foundry Services — это полностью самостоятельный бизнес в составе корпорации, одно из направлений, которое позволит нам, да и всей ИТ-отрасли расти быстрее.

CNews: Допустим, спрос есть сейчас, но вложения в построение полупроводниковых фабрик окупаются годами. То есть вы видите перспективы этого сегмента на годы вперед?

Михаил Цветков: Один из основателей компании Intel, Эндрю Гроув, как-то отметил, что трудно создавать процессор для рынка, которого еще нет. На практике это означает, что чипы, которые поступят в продажу, скажем, через пять лет, мы разрабатываем уже сейчас. И так было всегда. При этом понятно, что огромные финансовые вложения и титанический интеллектуальный труд не должны пропасть даром. Поэтому мы всегда умели «видеть будущее», во всяком случае, в контексте перспективы ближайших лет. IFS полностью ложится в эту концепцию. В частности, глядя лишь на то, как развивается мировой рынок дата-центров и облачных сервисов, какие объемы полупроводниковых решений сервис-провайдеры потребляют сейчас и планируют приобретать в будущем, можно быть уверенным в том, что спрос на производство процессоров будет расти и дальше.

К тому же сегодня очень высокими темпами развиваются итерационные алгоритмы машинного обучения и, как следующая технологическая итерация, глубокое обучение (deep learning), а в этой сфере требуется в сотни раз более высокая производительность, чем для традиционных нагрузок. Соответственно, будут нужны и новые процессоры.

CNews: Одним из самых долгожданных анонсов весны 2021 года стало появление новых серверных процессоров Intel Xeon Scalable третьего поколения. Чем они принципиально лучше своих предшественников Cascade Lake?

Михаил Цветков: Сразу хочу уточнить, что третье поколение процессоров Xeon Scalable состоит из двух подсемейств с условными (кодовыми) названиями Cooper Lake и Ice Lake. Первое из них было представлено летом 2020 года, оно объединяет чипы для 4–8-сокетных систем. В апреле 2021 года Intel вывел на рынок процессоры Ice Lake для 1–2-сокетных серверов. Это очень интересные разработки с большим запасом вычислительной мощности, прочности и возможностей для развития. Чипы Ice Lake уже выполнены в соответствии с нормами 10-нм техпроцесса, что позволило не только поднять их производительность, но и реализовать целый ряд прогрессивных технологий. В одном процессоре помещается до 40 физических ядер, тактовая частота достигает 3,7 ГГц. Поддерживается интерфейс PCI-e 4.0 (до 64 линий на разъем), предусмотрена работа с модулями энергонезависимой памяти Intel® Optane™ (PMem), твердотельными накопителями Intel® Optane™ SSD, ПЛИС Intel® Agilex™ FPGA и т.д. Впервые реализована поддержка сразу восьми каналов памяти и установка до 6 ТБ ОЗУ в расчете на процессорный разъем.

Важным преимуществом, реализованным в Ice Lake, является технология криптозащиты данных, которая позволяет осуществлять аппаратное шифрование/дешифровку без влияния на производительность процессора. Еще стоит упомянуть, что новое поколение Xeon поддерживает набор инструкций bfloat16 (который появился еще в Cooper Lake), повышающий эффективность выполнения задач, связанных с машинным обучением и искусственным интеллектом. Я бы даже сказал, что, несмотря на свою универсальность, процессоры семейства Ice Lake оптимизированы именно для задач с применением машинного и глубокого обучения, а также искусственного интеллекта. Кроме того, процессор ориентирован на системы для сетей 5G, граничные вычисления, высокопроизводительные (HPC) и облачные платформы.

CNews: Центральные процессоры, к которым относится и Xeon, — это лишь часть бизнеса Intel. Какими вам представляются перспективы развития других типов решений, в частности специализированных вычислителей ASIC, GPU, FPGA?

Михаил Цветков: Два этих направления — чипы общего назначения и специализированные процессоры — прекрасно дополняют друг друга, и в случае Intel гармонично развиваются в рамках концепции XPU. Ее предложил Раджа Кодури, главный архитектор и старший вице-президент подразделения архитектур, дискретной графики и ПО Intel, в рамках новой технологической стратегии компании. В основе идеи лежит принцип гетерогенных вычислений, поддержанный парадигмой программирования oneAPI — моделью, основанной на открытых стандартах.

Концепция предусматривает создание единого интерфейса программирования для всех существующих вычислительных компонентов — CPU, ASIC, GPU, FPGA, — что в итоге позволит отказаться от необходимости применять несколько различных языков программирования для разных компонентов и перейти к универсальным программным инструментам. Помимо прочего, такой подход минимизирует время разработчиков на оптимизацию кода под ту или иную аппаратную конфигурацию, ускоряя вывод продуктов на рынок. Если немного коснуться технических деталей, то в основе oneAPI лежит язык прямого программирования DPC++ (Data Parallel C++, включающий в себя языки ISO C++ и SYCL).

CNews: И каковы сегодня успехи в сфере oneAPI, далеко ли удалось продвинуться?

Михаил Цветков: Несмотря на то, что направление перспективное и многие вопросы еще только предстоит решить, уже сейчас вокруг идеи формируется технологическое сообщество. Из наиболее новых инициатив я бы отметил наш совместный проект со «Сбером»: 24 мая мы анонсировали доступность сервиса oneAPI в облаке SberCloud. Любой желающий может получить доступ к инструментам разработки oneAPI в облаке сроком на год, опробовать свои задачи, протестировать те или иные решения на различных типах платформ.

CNews: Вы упомянули о растущем спросе на технологии глубокого обучения, ИИ. Перспективным направлением разработок в этой сфере считаются нейроморфные процессоры. Что здесь предлагает Intel?

Михаил Цветков: Действительно, нейроморфные процессоры — одна из наиболее перспективных областей развития технологий. В то же время, это наукоемкая сфера, требующая тесного взаимодействия многих специалистов. Поэтому в свое время мы инициировали создание консорциума Intel Neuromorphic Computing Research (INCR), который привлек немало специалистов со всего мира. Поначалу это были представители академических кругов, университетов, позже к проекту присоединилось также изрядное количество коммерческих компаний. Сообщество INCR ведет разработки, обменивается данными и регулярно публикует результаты исследования в сфере программирования нейроморфных процессоров. Но пока это больше работа на перспективу.

CNews: Продолжая тему будущего — техпроцесс 10-нм — уже взятая высота. Что дальше? 7-нм, 5-нм? До каких пор будет продолжаться «гонка нанометров» и что придет ей на смену?

Михаил Цветков: На самом деле, даже нынешний технологический резерв для уменьшения техпроцесса, похоже, все еще далек от исчерпания. Если оглянуться в прошлое, то еще лет 20 назад можно было услышать мнение о том, что закон Мура утратил актуальность. С тех пор техпроцесс уменьшился многократно и казавшиеся тогда фантастическими 10-нм — сегодня реальность. Intel уверенно осваивает производственные нормы 7-нм, первые серверные процессоры по этой технологии, как отметил в своем недавнем выступлении Пэт Гелсингер, должны появиться в 2023 году. Судя по всему, техпроцесс будет уменьшаться и дальше. В частности, переход к технологии использования жесткого ультрафиолета может позволить создавать элементы размером даже в единицы нанометров. Можно даже сказать, что резерв классического транзистора практически неисчерпаем. Я думаю, что классического подхода хватит еще на годы устойчивого развития.

К тому же, далеко не все определяется техпроцессом. Важны еще микроархитектура, схемотехника и другие технологии, позволяющие с максимальной эффективностью использовать транзисторы процессора. Intel развивает это направление параллельно с уменьшением производственных норм, и здесь мы тоже находим большое поле для совершенствования возможностей процессоров. Кроме того, парадигма в мире ИТ постепенно смещается от концепции «системы на кристалле» (system on a Chip, SoC) к подходу «система в корпусе» (system in a package, SiP), что в значительной мере меняет саму концепцию построения вычислительных систем и при этом обеспечивает определенный резерв развития. Но для достижения положительных результатов здесь требуется определенное изменение технологических подходов.

Если же заглядывать совсем далеко вперед, то ответ на вопрос о том, что будет дальше, вряд ли окажется простым. Хотя бы потому, что вариантов развития событий существенно больше одного. Например, большие надежды Intel, впрочем, как и многие представители мирового технологического сообщества, возлагает на квантовые вычисления. В этом направлении мы уже добились существенных успехов. При этом очевидно, что огромный потенциал квантовых вычислительных систем только начал раскрываться.

Полный текст статьи читайте на CNews