Por Gabriel Torres em 19 de fevereiro de 2004
Introdução
Nosso 3º dia de IDF começou com uma apresentação de Sean Maloney, vice-presidente executivo e gerente geral do grupo de comunicações da Intel, sobre as novidades na área de pesquisa e desenvolvimento de redes. Foram feitas alguns anúncios bem interessantes. Para começar, o desenvolvimento de memórias flash de 90 nm, que serão lançadas no mercado no 3º trimestre deste ano. Diminuindo o tamanho dos transistores de 130 nm para 90 nm aumentará o desempenho da memória, o que sensivelmente melhorará o desempenho de celulares e PDAs que usarem memórias flash de 90 nm.
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Figura 1: Comparação da pastilha de silício da memória flash de 90 nm com a memória flash de 130 nm.
Foi apresentado ainda um novo chip de vídeo 3D para PDAs, nome-código Carbonado, que promete ter um desempenho de 3 milhões de polígonos por segundo e será lançado ainda neste semestre. Vimos ao vimo um jogo de primeira pessoa (estilo Doom) rodando com um bom desempenho em um protótipo de PDA usando este novo chip.
Sean apresentou ainda uma placa de rede Ethernet de 10 Gbps usando um chip Intel de 2ª geração, fazendo a placa de rede ficar menor que as placas de 10 Gbps de primeira geração. Foi mostrado ainda um switch Ethernet de 10 Gbps.
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Figura 2: Placa de rede Ethernet de 10 Gbps de 2ª geração.
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Figura 3: Switch Ethernet de 10 Gbps.
Em seguida, assistimos a uma apresentação de Pat Gelsinger ("Pesquisa e Desenvolvimento: Arquitetando a Era do Tera"), onde foram apresentadas várias novidades tecnológicas que estarão incorporadas nos processadores Intel nos próximos anos.
Traçado de Raios
Para demonstrar a necessidade de poder computacional, Pat convidou ao palco Phillip Slusallek, professor de computação gráfica da Universidade de Saarland, Alemanha, que nos explicou a diferença entre rasterização (rastering) e traçado de raios (ray tracing), que são duas técnicas de se renderizar imagens 3D. Atualmente o primeiro método é usado, o grande problema, porém, é que o resultado final não fica perfeitamente realista, por conta dos reflexos.
Figura 4: Diferenças entre rasterização e traçado de raios.
Na apresentação foram mostrados o modelo de dois carros (New Beetle) estacionados lado a lado. O vermelho, que usa rasterização, não reflete o que está ao seu redor. Já o azul, que usa traçado de raios, reflete o que há a sua volta, obtendo um aspecto muito mais realista. Compare nas Figura 5 e 6.
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Figura 5: Detalhe do carro renderizado usando rasterização.
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Figura 6: Detalhe do carro renderizado usando traçado de raios.
O grande problema de se usar traçado de raios é a complexidade dos cálculos envolvidos. Cada imagem demora minutos ou mesmo horas para ser renderizada. Com isto, torna-se impossível atualmente usar a técnica de traçado de raios para a renderização de imagens 3D em tempo real, como para jogos ou CAD.
Slusallek demonstrou um sistema onde ele conseguia renderizar imagens 3D em tempo real. Mas, para isto, usou uma "singela" configuração: 22 racks cada um contendo 2 processadores Xeon de 2,2 GHz. O sistema tinha uma capacidade total de processamento de 400 Giga FLOPS.
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Figura 7: Pat Gelsinger e Phillip Slusallek ao lado da configuração usada para renderizar a animação da Figura 6 em tempo real.
Ou seja, a renderização de imagens 3D ainda mais realistas, usando a técnica de traçado de raios, é um exemplo de aplicação que se beneficia de aumento do poder computacional que poderá ser introduzido nos próximos anos.
Outro dado muito interessante apresentado foi o seguinte. Na técnica de rasterização, quanto mais polígonos a imagem 3D tem, menor é o desempenho de renderização, isto é, menos quadros por segundo são gerados. Já na técnica de traçado de raio, há pouca queda no desempenho quando aumenta-se o número de polígonos. Para imagens pouco complexas, a técnica de rasterização tem um desempenho muito superior. Mas quando estamos falando de imagens complexas, na ordem de 1 bilhão de polígonos, a técnica de traçado de raio acaba se saindo melhor que a técnica de rasterização. Com uma grande vantagem: o desempenho aumenta proporcionalmente ao número de processadores da máquina. Vemos isto no gráfico da Figura 8, onde a linha amarela mostra o desempenho da rasterização e a verde, do traçado de raios (para um, dois ou quatro processadores).
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Figura 8: Desempenho da rasterização versus traçado de raio.
A deixa aqui é clara: como a Intel deverá começar a produzir em breve processadores Xeon e Itanium com múltiplos núcleos (clique aqui para saber mais sobre este assunto), esta nova safra de processadores deverá aumentar o desempenho de estações de trabalho de alto desempenho usadas na renderização de imagens 3D usando a técnica de traçado de raios.
Helper Threads
Pat Gelsinger mostrou uma tecnologia chamada Helper Threads, que consiste em um compilador que analisa o programa e o otimiza de forma que as instruções sejam ordenadas de forma que o processador não tenha que esperar a memória ficar pronta para entregar ou receber um dado. Como a memória RAM é muito mais lenta que o processador, o que acaba ocorrendo é que grande parte do tempo o processador tem de parar e esperar até a memória RAM entregar um dado ou ficar pronta para receber um dado. Isto ocorre sobretudo quando há um erro de cache (cache-miss), isto é, quando o dado requisitado não estava dentro da memória cache, que é uma memória que consegue se acessada na mesma velocidade do processador. Para esta tecnologia funcionar, o processador também tem de tê-la. Gelsinger apresentou o protótipo de Itanium com esta tecnologia em uma demonstração ao vivo desta tecnologia fazendo consultas a um banco de dados DB2, onde o sistema com o Helper Threads mostrou-se realmente mais eficiente. Na máquina sem esta tecnologia, o demo demorou 50,9 segundos para ser executado e ocorreram 411 milhões de erros de cache. Já na máquina com esta tecnologia, o demo demorou 45,9 segundos e ocorreram 314 milhões de erros de cache.
Polarização Adaptativa de Corpo
Outra tecnologia apresentada foi a polarização adaptativa de corpo (adaptative body biasing), que será usada na construção de futuros transistores usados em microprocessadores. Atualmente um dos maiores problemas encontrados na fabricação de processadores é a corrente de fuga de seus transistores. O que acontece é o seguinte. Quando o transistor está em sua posição de "desligado", uma pequena corrente continua passando (chamada corrente de fuga), que faz com que uma parte significativa da potência dissipada pelo processador seja causada por esta corrente. Isto significa que se não houvesse corrente de fuga, os processadores dissipariam menos potência, isto é, menos calor seria gerado. A idéia apresentada consiste em fazer com que, quando o transistor estiver desligado, que ele seja inversamente polarizado (isto é, "ligado invertido") a fim de diminuir a incidência da corrente de fuga.
Gelsinger falou ainda nos progressos do rádio adaptativo, mas como já explicamos esta tecnologia em nossa cobertura do IDF passado, não a explicaremos novamente aqui.
Wireless USB
Uma das grandes novidades deste IDF foi o lançamento de um consórcio para a criação do barramento USB sem fio, chamado wireless USB ou simplesmente WUSB. A idéia do USB sem fio é fazer a ligação de periféricos USB ao PC sem fio. Ao computador será conectada uma antena (via porta USB, naturalmente), também chamada HWA (Host Wire Adaptor). Já a antena onde os periféricos são instalados é chamada DWA (Device Wire Adaptor), com capacidade para conexão de até 127 periféricos. Em uma mesma antena podem ser instalados vários periféricos USB, tais como impressoras, câmeras, etc. Ou seja, os periféricos USB existentes hoje funcionarão sem problemas no USB wireless: em vez de ligar a impressora USB ao micro você a instalará na antena.
A taxa de transferência é a mesma do USB 2.0: 480 Mbps, para uma distância de até 3 metros entre as antenas, o que é uma taxa de transferência impressionante. À medida em que as antenas se separam mais do que isto, a taxa de transferência cai.
A idéia é concorrer com o Bluetooth, que está tentando (ao nosso ver, sem muito sucesso) fazer a conexão entre o PC e periféricos usando tecnologia wireless. A grande vantagem do USB wireless, e daí a importância deste lançamento, é a sua taxa de transferência: o Bluetooth transfere dados somente a 1 Mbps.
Os primeiros produtos WUSB deverão começar a chegar ao mercado no final de 2005, de acordo com a previsão da Intel.
A comunicação do Wireless USB funciona na faixa de freqüência UWB (Ultra Wide Band, de 3,1 GHz a 10,6 GHz). Já a tecnologia Bluetooth funciona na faixa de 2,4 GHz, a mesma usada pela comunicação sem fio IEEE 802.11 (Wi-Fi).
Express Card: Substituto para o PC Card (PCMCIA)
O consórcio PCMCIA está disposto a introduzir um novo formato de cartões de expansão para notebooks, chamado Express Card. Estes cartões podem ter dois tamanhos: Express Card/34 (34 mm) e Express Card/54 (54 mm).
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Figura 9: Placas Express Card. A da esquerda é uma de 54 mm, para smart card.
Há várias diferenças do Express Card para o PC Card (mais conhecido como PCMCIA). O Express Card transfere dados de maneira serial e conecta-se diretamente ao barramento USB 2.0 ou ao barramento PCI Express. Já no PC Card a comunicação é paralela e necessita de um circuito controlador no notebook. Como o Express Card é ligado diretamente ao USB 2.0 ou ao PCI Express, este circuito não é necessário.
Como a comunicação é serial, menos pinos são necessários: 26, contra 68 no PC Card. Isto simplifica a construção de placas e notebooks, já que menos fios são necessários na placa de circuito impresso do notebook. Como há menos pinos e o cartão é menor, o custo de fabricação de um cartão Express Card é também menor, enquanto o seu desempenho é maior.
HD SAS da Seagate
Na feira de tecnologia que ocorre paralelamente ao IDF, a Seagate apresentou um modelo de disco rígido SAS (Serial Attached SCSI), tecnologia que vimos no IDF Spring 2003 (clique aqui para conhecer esta tecnologia em detalhes). O HD apresentado, Savvio, roda a 10.000 rpm, tem cache de 8 MB, é de 2,5 polegadas e será encontrado em duas capacidades: 36 GB ou 73 GB.
Durante o terceiro trimestre serão lançados os modelos SCSI (Ultra320) e Fibre Channel e, no quarto trimestre, será lançado o modelo SAS de 3 Gbps (aproximadamente 375 MB/s).
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Figura 10: Disco rígido Savvio da Seagate, usando tecnologia SAS.
De resto, embora nesta edição do IDF a feira tivesse mais expositores, achamos ela fraca para a nossa área, visto que a maioria dos expositores era de desenvolvedores procurando parceiros para negócios tais como desenvolvimento e fabricação de produtos. Os demais expositores que poderiam nos interessar, como nVidia, ATI, Samsung, Hynix, Elpida, Kingston e ALi, não apresentaram nada de novo. Por exemplo, a nVidia, que anunciou novos chips gráficos PCI Express, não os mostrou nesta feira.
Originalmente em http://www.clubedohardware.com.br/artigos/126
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