Futuri processori: velocità sacrificata per l'efficienza energetica

La fine dell’era basata esclusivamente sull’uso del silicio implicherà anche un sostanziale ripensamento della filosofia alla base della progettazione e della realizzazione dei microprocessori.

Già oggi, Intel – come d’altra parte i principali concorrenti – stanno puntando su una decisa riduzione dei consumi energetici. La generazione di processori Skylake è più parsimoniosa, in termini di assorbimento energetico, rispetto alle CPU Broadwell che, a loro volta, erano più efficienti rispetto ai processori Haswell.

William Holt, uno degli ingegneri di Intel più in vista, ha confermato che Intel metterà al primo posto l’efficienza energetica facendo scivolare un gradino più in basso l’aspetto relativo alle performance.

L’esigenza di disporre di processori efficienti dal punto di vista energetico è sentita sia a livello consumer che, ad esempio, nei grandi datacenter. Da un lato, insomma, bisogna far sì che il processore usato nei dispositivi mobili permetta di estendere al massimo la durata della batteria, dall’altra i centri di elaborazione dati richiedono CPU capaci di ridurre nettamente i consumi (stante la sempre crescente necessità di una maggiore capacità di elaborazione).
Per non parlare dei dispositivi legati al mondo dell’Internet delle Cose che devono essere il più possibile parsimoniosi in termini di consumi.

Holt ricorda che i processi che sono stati utilizzati, per decenni, nella creazione e nell’ottimizzazione dei chip hanno ormai subìto una battuta d’arresto: i transitor hanno raggiunto dimensioni fisiche infinitesimali oltre le quali è praticamente impossibile spingersi.

Quando il processo costruttivo diventa inferiore ai 14 nanometri (nm), i problemi iniziano a farsi davvero sentire. Una soluzione è quella di ricorrere a processi litografici, come stanno facendo molti produttori, utilizzando però nuovi materiali. In questo modo sicuramente si possono ridurre i consumi sacrificando tuttavia un po’ di potenza.

Approcci di questo tipo (ne abbiamo parlato anche nell’articolo TSMC, processo costruttivo a 7 nm nel 2018, a 5 nm del 2020) permetteranno di superare la barriera dei 7 nm ma, secondo Holt, miglioramenti decisi in termini di performance non si vedranno prima di cinque anni.