Após migrarem do padrão de dois núcleos para quatro núcleos nos processadores comerciais em 2006, pesquisadores da Intel construíram um chip de 80 núcleos que executa teraflops (trilhões de operações flutuantes por segundo) usando menos eletricidade que um desktop comum.

Revelado pela primeira vez em setembro, em um evento da Intel, o chip junta 80 núcleos em 275 milímetros quadrados (do tamanho de uma unha) utiliza apenas 62 watts de energia – menos que um chip atual para desktop.

A companhia não pretende trazer a pesquisa com teraflops ao mercado, mas a utiliza para testar novas tecnologias, como interconexões em alta banda, técnicas de gerenciamento de energia e métodos de design para criar chips multicore, disse Jerry Bautista, diretor do programa de pesquisa tera-scale (em escala tera), da Intel.

Os engenheiros da Intel também estão testando novas forma de computação em escara tera, que permitirão no futuro que os usuários processem terabytes nos seus computadores para executar reconhecimento de fala em tempo real, busca multimídia (de detalhes em uma foto ou vídeo), jogos com imagens realistas e inteligência artificial.

Até agora, este nível de processamento esteve disponível apenas para cientistas e acadêmicos usando máquinas com o ASCI Red, supercomputador de teraflops construído pela Intel e seus parceiros em 1996 para pesquisas governamentais no Laboratório Nacional Sandia, perto de Albuquerque, Novo México.

O sistema executa um nível de computação similar ao novo chip, mas consome 500 kilowatts de energia e 500 kilowatts de resfriamento para rodar seus 10 mil processadores Pentium Pro.

Rodando a 3.16 GHz, o novo chip chega a 1.01 teraflops de computação – uma eficiência de 16 gigaflops por watt. Ele pode ser mais veloz, mas perde eficiência. O processador economiza energia ao colocar os núcleos inativos em modo de hibernação, ligando-os instantaneamente quando precisa.

Apesar da eficiência alcançada com o modelo, os pesquisadores descobriram que adicionar núcleos demais pode prejudicar o desempenho do chip. A performance aumenta diretamente de dois para quatro para oito para 16 núcleos. Mas com 32 e 64, começa a cair, pois um núcleo começa a atrapalhar o outro. “É como uma cozinha cheia de cozinheiros”, compara Bautista.

Para resolver o problema, os pesquisadores usaram um gerenciador de processos baseado em hardware e memórias cache on-chip mais velozes, otimizando o fluxo de dados.

Para melhorar o design, a Intel planeja adicionar uma camada de memória 3D no chip, diminuindo o tempo e a energia necessários para alimentar os núcleos com dados. O próximo passo é criar um chip que vai usar núcleos para funções específicas ao invés dos pontos flutuantes do atual design.