‘Er is een nieuw programmeerparadigma nodig’

Intel geeft vanuit Europa leiding aan Rock Creek, een experimentele 48-kern microprocessor, die ook wel de single chip cloud computer wordt genoemd. 'Vanaf tien, twaalf kernen begint de prestatie van processoren af te nemen in plaats van te stijgen. Er is een nieuw programmeerparadigma nodig, voor het doen van parallelle berekeningen over verschillende kernen.' Een interview met Intels onderzoeksdirecteur voor Europa Martin Curley.

Hoe verschilt het Intel-onderzoek in Europa van het onderzoek in de rest van de wereld?
Het wordt meer gestuurd vanuit de behoeften van eindgebruikers en is sterk vanwege gezamenlijke innovatieprogramma's met bedrijven zoals Philips, SAP en Nokia. Maar daarnaast doen we hier ook onderzoek naar kerntechnologie. Vanuit Braunschweig geven we bijvoorbeeld leiding aan Rock Creek, een experimentele 48-kern microprocessor, die we ook wel de single chip cloud computer noemen.

Daarnaast doen we in Europa onderzoek naar de bouw van een ExaScale computer. Met zo'n supercomputer kun je dingen doen die we nu nog niet voor mogelijk houden, bijvoorbeeld op het gebied van klimaatmodelsimulatie. Maar voor we zover zijn, aan het einde van dit decennium, zijn er veel uitdagingen. Op het gebied van hardware: hoe kun je microprocessoren bouwen met duizenden kernen? Twee andere kwesties zijn lastiger op te lossen: het paralelle programmeerparadigma en de energieuitdaging. Als je een ExaScalecomputer bouwt, gebaseerd op hedendaagse technologie, heb je een vermogen van zo'n 300 MegaWatts nodig.

Waar ligt de grens in het miniaturiseren van chips?
Moore's Law was een paar jaar geleden in gevaar, vanwege de temperatuurontwikkeling in de chip: als de processorsnelheid naar 6 à 7 GHz gaat, stijgt de energieconsumptie exponentieel. Met de overstap van single naar multicore hebben we de levensduur van Moore's Law met zo'n tien jaar verlengd. Maar we hebben we nog steeds een groot probleem op te lossen op het gebied van parallel programmeren.

Vanaf tien, twaalf kernen begint de prestatie van processoren af te nemen in plaats van te stijgen. Er is een nieuw programmeerparadigma nodig, voor het doen van parallelle berekeningen over verschillende kernen. We werken daaraan wereldwijd samen met zo'n honderd onderzoeksinstellingen. Het probleem is te groot voor één instelling.

We kunnen het einde van Moore's Law uitstellen, maar dat kan niet tot het oneindige. 10 nanometer is wel de grens. Aan de andere kant: je kunt wel supersnelle microprocessoren hebben maar als je in- en output beperkt is ben je nog nergens. Eén van de problemen die we hadden was dat harde schrijven te traag werden in vergelijking met processoren. Met de introductie van de solid state disk verbeteren zowel de prestaties als de energieefficiëntie van apparaten. Dat illustreert dat het geen zin heeft om op één onderdeel te focussen, maar dat je de algehele systeemparameters moet verhogen. Via optische [verbindingstechnologie] Light Peak en Silicon Photonics kunnen we het input/output oplossen.

Hoe vordert de ontwikkeling van dat nieuwe paradigma voor parallel programmeren?
Softwarebedrijven stoppen nog steeds de meeste energie in het bestaande paradigma, maar we beginnen startups te signaleren die originele dingen doen. In Parijs heb je bijvoorbeeld Ateji. Zij hebben een plugin ontwikkeld om Javacode te paralleliseren. Dat is een heel slim idee. Het betekent dat een Javaprogrammeur, zonder de theorie achter parallel programmeren te kennen, zijn code kan paralllelliseren. We hebben net een evaluatie afgerond over het product van Ateji, en het doet alles wat het belooft.

Is Moore's Law dan nog wel zo belangrijk?
Vanaf de Pentium 3 overtrof de hardwarecapaciteit de capaciteit van ontwikkelaars om van die capaciteit gebruik van te maken. Toch is Moore's Law nog steeds onze belangrijkste innovatiestrategie. 'Recent hebben we een nieuwe architectuur aangekondigd, die gebruik gaat maken van Intel's 22 nanometerproces: dankzij Knights Corner kunnen we naar meer dan 50 processorkernen schalen op een enkele chip.

Maar we hebben ook twee nieuwe gerelateerde strategieën. We willen nieuwe producten en diensten ontwikkelen binnen zakelijke segmenten die grenzen aan microprocessoren, zoals consumentenelectronica: handhelds, mobiele internet devices, enzovoort. Onze derde innovatieve benadering is om te bouwen aan oplossingen voor de grote problemen van onze tijd: klimaatverandering, energie, verkeersopstoppingen, en de verouderende samenleving. Een voorbeeld daarvan is de Intel Health Guide, een systeem om mensen met een chronische ziekte in hun eigen huis toch met dokter te laten communiceren.