Quem leu a entrevista do CEO da Intel Craig Barret a Mestre Carlos Alberto Teixeira percebeu a importância que a empresa dá ao desenvolvimento e fabricação de processadores de núcleos múltiplos (multicore processors). Mas o que é isso e por que recebe tanta atenção da Intel?

Segundo a definição da própria Intel, o princípio básico da arquitetura de núcleos múltiplos consiste em acomodar dois ou mais “núcleos de execução” ou “computational engines” em um só processador. O resultado é um circuito que se encaixa em um único soquete mas que o sistema operacional encara como um conjunto de dois ou mais processadores independentes, cada um dotado de seus próprios recursos computacionais.

Esta técnica, o “paralelismo em nível de tarefa” (“thread-level parallelism”), enseja mais processamento por ciclo de máquina, uma vez que há mais de uma linha de processamento operando ao mesmo tempo. É claro que para auferir as vantagens proporcionadas por essa tecnologia é preciso que tanto os aplicativos quanto o sistema operacional estejam cientes dela e sejam capazes de subdividir os processos em tarefas (“threads”) que serão executadas simultaneamente. Tais sistemas são conhecidos como multitarefa (“multi-threaded”). Windows XP é um deles.

As tarefas executadas simultaneamente por um processador dotado de paralelismo em nível de tarefa são totalmente independentes. Uma delas pode ser, por exemplo, uma rotina de um aplicativo enquanto outra é um serviço do sistema operacional. Ou ambas podem ser tarefas (“threads”) paralelas de um mesmo aplicativo. Ou de dois diferentes aplicativos que estejam sendo executados ao mesmo tempo. Nada disso importa, uma vez que cada núcleo se comporta (e é encarado pelo sistema operacional) como um processador independente. E como eles preservam seus recursos computacionais, se cada núcleo for compatível com um Pentium 4 com tecnologia HyperTreading (que permite executar simultaneamente duas tarefas nas duas linhas de processamento internas do processador), o número de tarefas simultâneas pode dobrar. Os aplicativos multimídia serão os maiores beneficiários desta facilidade. Durante o IDF Spring 2005 foi exibida uma demonstração de um microprocessador de núcleo duplo (dois Pentium 4 HT) executando quatro tarefas simultâneas de um aplicativo gráfico. Posso testemunhar que, comparado com os microprocessadores atualmente disponíveis, o aumento do desempenho foi impressionante.

Mas por que a Intel se interessa tanto pelo assunto?

A razão é simples. O mercado exerce sobre os fabricantes de microprocessadores uma permanente pressão pelo aumento do desempenho. Até agora isto vinha se obtendo elevando a freqüência de operação dos microprocessadores, que passou dos menos de cinco MHz do velho 8088 que equipava o primeiro PC para os quase 4 GHz dos novos Pentium, um aumento de oitocentas vezes em 24 anos, alcançado principalmente graças ao alvitre de reduzir a espessura da camada de silício onde são gerados os transistores que compõem um processador (quanto mais fina esta camada, menor a resistência, o que permite aumentar a freqüência). Os 8088 eram fabricados em uma camada de silício de 10 micra (milésimos de milímetro). Os novos Pentium usam uma camada de 90 nm (nanômetros, ou milionésimos de milímetro) e ainda este ano serão fabricados em camada de 65 nm, uma redução de mais de 150 vezes. Os planos da Intel contemplam a fabricação de processadores em camadas de silício de espessura de 45 nm em 2007, de 32 nm em 2009 e de 22 nm em 2011.

O problema é que 22 nm é a espessura mínima aceitável pela atual tecnologia de fabricação. Com menos do que isso as estruturas internas dos transistores se tornarão tão pequenas que o “vazamento” (“leakage”) de corrente entre elas inviabilizará o funcionamento dos transistores. E, para uma indústria que planeja com anos de antecedência, 2011 é logo ali. Como aumentar o desempenho a partir de então sem aumentar a freqüência de operação?

Simples. Há duas formas de se executar um trabalho mais rapidamente: trabalhar mais depressa ou subdividi-lo em tarefas independentes que podem ser executadas devagar, porém simultaneamente. Precisa explicar mais?

Resultado: nos próximos meses a Intel lançará seu primeiro Pentium de núcleo duplo e 90 nm, codinome Smithfield (ano que vem ele será fabricado em 65 nm). Antes do final do ano estará no mercado o primeiro Itanium de núcleo duplo, o Montecito, com seus 1,7 bilhões de transistores e 24 MB de cache L2. E os primeiros Pentium M para equipamentos móveis de núcleo duplo (codinome Yonah) aparecerão em 2006, já em 65 nm. Segundo Steve Pawlowski, Diretor de Arquitetura de Plataformas da Intel, ano que vem 85% de seus processadores terão duplo núcleo.

E a partir de então os planos da Intel serão ainda mais ambiciosos. Dentro de alguns anos espere por processadores Intel não de dois, mas de muitos núcleos. Será o triunfo do paralelismo...

B. Piropo