Η μπαταρία στο επόμενο σου laptop θα κρατά περισσότερο, με AI

Οι επεξεργαστές που βρίσκουμε στους υπολογιστές μας, όσο περνάνε τα χρόνια, αποκτούν όλο και περισσότερες δυνατότητες. Αυτό είναι μια τάση η οποία συμβαδίζει με την εξέλιξη των τεχνολογιών κατασκευής ημιαγωγών – τα transistors μικραίνουν συνεχώς σε μέγεθος, η κατανάλωσή τους μειώνεται, επομένως οι σχεδιαστές κυκλωμάτων έχουν περισσότερες δυνατότητες. Αναλόγως του στόχου της σχεδίασης, οι σχεδιαστές μπορούν είτε να κατασκευάσουν μικρότερα τσιπ με τις ίδιες δυνατότητες (σε σχέση με τις προηγούμενες γενιές), είτε τσιπ με ίδιο μέγεθος αλλά πολύ περισσότερες δυνατότητες. Αυτός είναι και ο λόγος που πλέον έχουμε smartphones με τεράστιες δυνατότητες, μιας και η σμίκρυνση των κυκλωμάτων οδήγησε σε hardware με παρόμοιες ικανότητες ενός κανονικού υπολογιστή παλαιότητας λίγων ετών. Οι σχεδιαστές των επεξεργαστών desktop και laptop, όμως, έχουν στόχο περίπου το ίδιο μέγεθος τσιπ και την ίδια κατανάλωση, επομένως είναι σε θέση να προσθέτουν συνεχώς νέα κυκλώματα.

Το πιο ενδεικτικό παράδειγμα είναι αυτό των πυρήνων. Πριν 15 χρόνια, δεν υπήρχαν επεξεργαστές (σε νορμάλ υπολογιστές) με περισσότερους του ενός πυρήνες. Πλέον, ακόμη και ένα οικονομικό laptop έχει 6-8 πυρήνες, όπως και τα περισσότερα smartphones! Και όχι μόνο επεξεργαστικούς πυρήνες. Οι επεξεργαστές σήμερα ενσωματώνουν αρκετούς πυρήνες, το σύστημα διαχείρισης μνήμης RAM, οι περισσότεροι και μια μικρή GPU, μεγάλες ποσότητες μνήμης cache, αλλά και controllers για γραμμές PCI-Express, και τα κυκλώματα επικοινωνίας μεταξύ όλων αυτών των υποσυστημάτων. Όλα αυτά δεν υπήρχαν (μέσα σε έναν επεξεργαστή) πριν από λίγα χρόνια!

Πριν λίγες μέρες, η Intel ανακοίνωσε στο συνέδριο Hot Chips στο Stanford University πως οι επόμενοι επεξεργαστές της, οι Meteor Lake που σηματοδοτούν τη 14η γενιά της οικογένειας που ξεκίνησε με τους Nehalem το 2008, θα διαθέτουν και υποσύστημα τεχνητής νοημοσύνης, ειδικά για τη διαχείριση της ενέργειας!

Οι επεξεργαστές, όπως προαναφέραμε, προσθέτουν συνεχώς υποσυστήματα και λειτουργίες. Ένα από τα σημαντικά μεν, δευτερεύοντα δε, υποσυστήματα είναι αυτό της διαχείρισης ενέργειας. Βλέπεις, μέχρι τα μέσα της προ-προηγούμενης δεκαετίας, οι επεξεργαστές δούλευαν συνεχώς στο τέρμα, είτε έτρεχε κάποιο πρόγραμμα είτε όχι. Η συχνότητα λειτουργίας ήταν μία και μοναδική, και σε αυτήν δούλευε όλο το σύστημα, ενώ μόνο κάποια laptops είχαν αρχίσει, σιγά σιγά, να προσθέτουν λειτουργίες διαχείρισης της συχνότητας και της ενέργειας. Στην αρχή με δύο «βήματα», ένα χαμηλής κατανάλωσης και ένα «κανονικό». Αργότερα προστέθηκαν πιο προηγμένες λειτουργίες, μέχρι να φτάσουμε στο σήμερα, που έχουμε επεξεργαστές που αλλάζουν συνεχώς τις συχνότητες λειτουργίας και τις τάσεις των πυρήνων, της μνήμης, και άλλων υποσυστημάτων. Η διαχείριση της ενέργειας είναι ένα ξεχωριστό πεδίο έρευνας, καθώς οι σχεδιαστές καλούνται να εφεύρουν κυκλώματα και συστήματα που «πατάνε γκάζι» στον επεξεργαστή όταν χρειάζεται, και «κόβουν στροφές» όταν δεν υπάρχει εργασιακός φόρτος. Τα συστήματα αυτά ονομάζονται «Dynamic Voltage and Frequency Scaling» (DVFS).

Εδώ έρχεται και η τεχνητή νοημοσύνη! Η ικανότητα των συστημάτων τεχνητής νοημοσύνης να «μαθαίνουν» από τη χρήση και από μοτίβα, ώστε να προβλέπουν επόμενα γεγονότα είναι αυτή που ώθησε τους σχεδιαστές της Intel στο να δημιουργήσουν το σύστημα που ονομάζουν «Intel Energy Efficiency Architecture».

Η αύξηση των επιδόσεων ενός επεξεργαστή απαιτεί την παροχή περισσότερης ενέργειας, κάτι που επιτρέπει στον επεξεργαστή να λειτουργήσει σε αυξημένη συχνότητα και επομένως να ολοκληρώσει πιο γρήγορα τις εργασίες. Όμως, πρέπει να υπάρχει κάποιο σύστημα το οποίο να είναι σε θέση να «γνωρίζει» πότε ο επεξεργαστής ξεκινά μια «βαριά» εργασία, αλλά και πότε αυτή ολοκληρώνεται, ώστε να μειώσει την ενέργεια και την συχνότητα, επιστρέφοντας τον επεξεργαστή σε χαμηλότερη στάθμη. Μέχρι τώρα, οι επεξεργαστές συνεργάζονταν και με το ίδιο το λειτουργικό σύστημα, το οποίο είναι υπεύθυνο για την ανάθεση εργασιών στους διάφορους πυρήνες, για να αλλάξει ενεργειακή στάθμη και συχνότητα. Τώρα όμως η Intel βάζει τεχνητή νοημοσύνη στο υποσύστημα διαχείρισης, το οποίο έχει τη δυνατότητα να «μάθει» και να προβλέψει τον τρόπο χρήσης του υπολογιστή, ώστε να ρυθμίζει την ενεργειακή κατανομή με πιο έξυπνο τρόπο.

Η Intel αναφέρει πως το νέο σύστημα διαχείρισης των Meteor Lake αύξησε την ταχύτητα ανταπόκρισης του συστήματος έως και κατά 35%, μετρώντας τον χρόνο που απαιτείται από τη CPU να μεταβεί σε ανώτερη στάθμη ταχύτητας. Αλλά και στην αντίστροφη μετάβαση, σε στάθμη χαμηλής κατανάλωσης, το σύστημα βελτίωσε την κατανάλωση έως και 15%, σε σχέση με το προηγούμενο σύστημα διαχείρισης. Έτσι, η ενέργεια της μπαταρίας μπορεί να επαυξηθεί έως και 15% ή και περισσότερο, δεδομένης της μειωμένης διάρκειας που ο επεξεργαστής παραμένει σε στάθμη υψηλής κατανάλωσης.

Οι νέοι επεξεργαστές της Intel αναμένονται μέσα στον Οκτώβριο και μόλις φτάσουν, θα σε ενημερώσουμε πάραυτα με νέο άρθρο!