IDF 2005 – Assim caminha a tecnologia…

Reduzindo o consumo de energia

O mundo quer mobilidade, haja visto o grande sucesso dos celulares, palms, iPods e outros gadgets tecnológicos. Todas as pesquisas apontam para um crescimento no volume de vendas de notebooks e uma estabilização ou até um decréscimo nas vendas de modelos desktop. Há quem aposte que o notebook tomará o lugar do desktop na maioria dos lares, e eu sou partidário dessa idéia, embora não acredite que isso aconteça assim tão rapidamente no Brasil.

O desafio, no entanto, não é mais a performance pura, “burra” e mono-tarefa que norteou o desenvolvimento de processadores até recentemente. Está claro para a indústria que os sistemas-e não só os processadores-precisam ser mais inteligentes para trazer benefícios para seus usuários. A complexidade dos softwares e das aplicações que estamos necessitando é muito mais adequada ao modelo de processamento paralelo do que ao modelo mono processado, e isso significa uma lógica de programação diferenciada, para dividir as tarefas corretamente e colocar na espera aquelas tarefas que requerem informações que ainda não foram concluídas, e um sistema de hardware muito mais inteligente que o atual.

Vocês verão em breve como as novas tecnologias DDR2 com Frame Buffer, os modelos RAID integrados ao Serial ATA com NCQ para o acesso ao HD, os sistemas de áudio “High Definition” e a recém lançada tecnologia de aceleração de redes fazem muito sentido nesse novo mundo. O modelo baseado em processamento paralelo permite entre outras coisas o desenvolvimento sistemas virtuais muito inteligentes, compartilhando o hardware disponível para mais de um sistema operacional e seus aplicativos ao mesmo tempo. Mas não vou falar disso agora, e sim do consumo de energia, que é vital para o sucesso dos notebooks e de certa forma para o futuro dos desktops, já que não faz sentido ter duas linhas de produtos tão diferentes se ambas usarão o mesmo software.

A imagem acima mostra o esquema conceitual de um transistor, e um processador usa milhões (até bilhões deles, no caso do Itanium) em um único núcleo. Qualquer melhoria na eficiência em um transistor resulta em uma grande economia de energia no processador, bem como uma menor dissipação térmica, portanto o principal alvo para buscar ganhos é mesmo essa minúscula, quase invisível, peça.

ou “vazamento”, que é a perda de corrente elétrica, ou vazamento de elétrons, que não fazem parte do acionamento da chave. É um desperdício de energia que gera calor, e não faz parte do processamento. Quanto menor o transistor, maior é o efeito de leakagee é nisso que parte das pesquisas estão se concentrando.

A solução é aumentar o isolamento dos gates, e novos materiais em pontos importantes do transistor vão (já estão, na verdade) otimizando o fluxo de elétrons reduzindo o consumo de energia, a dissipação térmica e ainda permitindo o aumento da freqüência combinada com a redução da voltagem necessária para a operação.

Há outras técnicas, como o uso do SOI (), mas as pesquisas da Intel apontaram problemas com essa tecnologia à medida que a largura do transistor diminui, tornando essa adoção menos indicada do que a do silício esticado (). Com essa técnica a Intel está conseguindo maiores ganhos de performance (corrente transferida por dentro do transistor) com menos vazamentos do que o resto da indústria.

Mas isso não é tudo, para aumentar ainda mais a eficiência de um transistor é preciso estudar um pouco mais os “estados” em que um transistor de fato opera e avaliar a possibilidade de fazê-lo “dormir” (). Essa técnica é conhecida pelos usuários mais avançados desde os primeiros chipsets VIA, que permitiam a desconexão do barramento aproveitando as instruções HALT, agora a coisa é bem mais profunda e acontecerá no nível dos transistores, ou seja, aqueles que não estiverem de fato sendo usados naquele instante podem “dormir” e não consumir energia alguma. Por ser algo microscópio, fazê-lo acordar levará apenas uma fração de milésimo de segundo…

A técnica do transistor dormente vale para qualquer circuito, inclusive os de memória cache ou da memória principal do sistema.

Há também, especificamente para notebooks, o desenvolvimento de baterias mais eficientes, promovidos pelos demais membros desse segmento de indústria, e que estavam presentes no IDF com seus protótipos, bem como as telas de LCD mais eficientes e econômicas. O objetivo é conseguir no curto prazo um sistema totalmente funcional com capacidade de operar em modo de bateria por mais de 8 horas, contra as 5 horas atuais, e assim atender as necessidades de um profissional que trabalha 8 horas por dia “desconectado”.

Para que um produto final chegue às suas mãos, é preciso muito investimento em pesquisa, e o apoio de diversas empresas do setor sem as quais as novas tecnologias não se transformariam em produtos viáveis.