IDF 2005 – Assim caminha a tecnologia…

90 nanômetros não é o limite

O processo de fabricação de um processador é muitas vezes descrito pela medida da camada de silício sob a qual são montados os transistores. Um processador tem várias camadas, oito ou mais dependendo do modelo, e a espessura dessa camada é medida em nanômetros. Um nanômetro representa a milionésima parte de um milímetro. É algo tão pequeno que escapa a compreensão da maioria dos usuários. Mais uma vez, o mestre B.Piropo fez uma excelente coluna sobre o tema- O Rápido e o Pequeno

Mas um sistema não é composto apenas de um processador, é preciso uma série de outros circuitos integrados, como o chipset, as memórias, os sistemas de comunicações internos (barramentos) e externos (portas de comunicação), e dezenas de outros circuitos auxiliares que vão compor entre outras coisas o processamento de áudio, vídeo, rede local, e muito mais.

Para obtermos um maior desempenho no sistema é preciso aumentar a capacidade de processamento de todos esses circuitos, e isso significa necessariamente aumentar a quantidade de transistores e a velocidade de comunicação entre os componentes.

Já faz algum tempo que tenho notado que a “capacidade computacional” de um sistema desktop moderno não tem aumentado na mesma proporção que se aumenta a freqüência de operação de um processador. Um sistema equipado com um processador de 2.4 GHz fornece praticamente a mesma satisfação de necessidade a um usuário do que um outro de 3.2 GHz ou até 3.6 GHz. Por quê? A resposta não é muito simples, pois depende de uma série de fatores, mas vou tentar discriminar da melhor forma possível:

1)

Para a maioria das aplicações existentes hoje, os processadores atuais já são super dimensionados quando pensamos em processamento linear (não paralelo). Grande parte das interações que um usuário realiza em um PC ainda são limitadas por dispositivos comparativamente muito lentos (CDs, DVDs, mídias externas de qualquer tipo, velocidade dos HDs, velocidade da rede local ou da conexão com a internet, etc).

2)

O aumento de desempenho do processador não é acompanhado pelo aumento proporcional dos demais componentes. Isso já foi mostrado no passado quando discutimos a necessidades de barramentos mais rápidos (FSB, memória), sistemas de vídeo dedicados com acesso direto (AGP e PCI Express) ou na necessidade de acesso a disco mais inteligentes ou simplesmente mais rápidos (Serial ATA com NCQ-Native Command Queue). Ou seja, simplesmente aumentar a freqüência de operação dos processadores sem planejar uma plataforma de comunicação eficiente não trará melhorias significativas na satisfação das necessidades do usuário.

3)

Os sistemas operacionais e principais aplicativos do mercado ainda são produzidos privilegiando o modo “mono” thread, onde as tarefas são executadas uma a cada vez, sem os benefícios do processamento em paralelo de tarefas não inter-relacionadas. O HyperThreading do Pentium 4 e Xeon, embora simule um sistema paralelo, de fato não se beneficia de um código escrito para esse fim tal como um sistema em paralelo real. Como a grande massa dos computadores existentes no mercado ainda é “mono-processado”, não há uma adoção em massa dos desenvolvedores para a programação multi-tarefa.

Olhando dessa forma, fica claro que é mais importante desenvolver plataformas mais eficientes do que simplesmente aumentar as freqüências dos processadores. Esse foi o grande recado que a Intel deu ao mercado ao cancelar o desenvolvimento do Pentium 4 de 4 GHz para dar foco às novas tecnologias nas plataformas de base.

E como dissemos no caso do Sony-Betamax, uma tecnologia só é boa se for adotada em massa, e foi isso que tivemos uma leve impressão no ano passado, no IDF 2004, e que comprovamos no IDF 2005. A indústria como um todo está adotando essas novas tecnologias, fazendo com que os custos caiam sensivelmente.

Voltando a falar dos “90 nanômetros”, muito se especulou na época do cancelamento do Pentium 4 de 4 GHz que “o limite já tinha sido atingido” e que não seria possível o desenvolvimento de modelos mais rápidos por causa do calor, do consumo, ou até mesmo da tecnologia de construção. Essas afirmações fazem parte daquelas “lendas” que se propagam pela Internet sem nenhum fundamento técnico.

O desenvolvimento de novos processos produtivos, os tais “90 nanômetros” ou processos ainda menores, dependem de um investimento colossal por parte dos integrantes desse mercado, a Intel, bem como a IBM, Samsung, Infineon e outras grandes empresas do segmento, investem bilhões de dólares em pesquisa conjunta (sim, a pesquisa é conjunta, por causa dos altos custos envolvidos) a fim de desenvolver um processo comercialmente viável. Só a Intel investe anualmente 4 bilhões de dólares (é isso mesmo, 4 bilhões de dólares…) em pesquisas de toda espécie, muito mais do que o Brasil, como país, investe em pesquisa.

A Intel, nesse IDF, deu os primeiros sinais de que a atual tecnologia usada na fabricação de processadores está realmente com seus dias contados, e que atingirá seu limite entre os anos 2015 e 2020. Exatamente isso que você leu, daqui a 15 anos aproximadamentee não “no ano que vem” como alguns já apregoaram.

Já está em desenvolvimento protótipos de 65 nanômetros (de fato, esse já está até operacional e será lançado esse ano), bem como as tecnologias de 45 nanômetros para 2007, de 32 nanômetros para 2009 e de 22 nanômetros para 2011. Em todos esses casos não estamos falando de especulação, estamos falando de protótipos funcionais já em desenvolvimento. Ainda estamos longe do limite embora as dificuldades sejam crescentes a cada etapa, mas já é o momento de pensar em algo mais eficiente do que esperar por um processador de 15 GHz mono-tarefa para rodar Word e Excel em 2015…