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Informatica
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NVIDIA Kal-El: cinque core al prezzo di quattro

Migliorare le prestazioni ma ridurre i consumi: un binomio difficile da tenere assieme. E così, quello che un tempo era solo un produttore di GPU, sfodera una soluzione originale (e interessante).


NVIDIA ha annunciato lo sviluppo del progetto Kal-El per la realizzazione di nuovi processori mobile. Con Kal-El l'azienda californiana intende proporre la sua prima famiglia di CPU quad-core per sistemi smartphone e tablet perseguendo la convinzione che le CPU multi-core possano fornire notevoli vantaggi anche in questo settore.

A differenza del lungo e variegato percorso che è stato necessario seguire con i tradizionali computer, quando i primi processori dual-core, e poi quelli quad-core, hanno incontrato ambienti software per nulla ottimizzati, oggi tutte le applicazioni ed i sistemi operativi mobile sono sviluppati prendendo in seria considerazione il fattore multitasking.

NVIDIA promette che le CPU quad-core di prossima generazione saranno in grado non solo di offrire una migliore esperienza dove già oggi Tegra 2 (e altre piattaforme simili) sono in grado di eccellere, ma apriranno le porte a nuove opportunità per i device mobili fra cui:

Partendo da queste considerazione appare evidente come una CPU single-core non solo funzionerebbe a frequenze più elevate e tensioni superiori rispetto ad una multi-core ma richiederebbe anche più tempo per completare determinati task. Il carico di lavoro, con processori multi-core, può essere distribuito su più core permettendo ad ognuno di essi di mantenere basse frequenze, tensioni ridotte e perciò consumi contenuti. Tipici esempi di software capaci di trarre enormi benefici da una CPU multi-core sono i browser multi-threaded come Google Chrome e Mozilla Firefox che attivano un processo separato per ogni tab.

NVIDIA Kal-El-1

Le prestazioni offerte da una CPU quad-core sono così superiori rispetto a quelle di un modello dual-core in quasi tutti i casi o perlomeno in tutti quei casi in cui è possibile avere un forte parallelismo dei thread in esecuzione o il sistema si trova a dover gestire più applicazioni contemporaneamente: con i moderni dispositivi mobile questo è uno scenario tutto sommato tipico. Il sistema esegue sempre un certo numero di operazioni in background come scaricare la posta, aggiornare le applicazioni o lo stato dei social network, gestire wallpaper live. Nel frattempo l'utente potrebbe decidere di guardare un video o giocare ad un videogame.

NVIDIA Kal-El-2

I tradizionali processori multi-core hanno però un problema insito nella loro stessa natura (in realtà nella natura di tutti i chip elettronici). Per poter realizzare un chip che sia in grado di offrire prestazioni molto elevate è necessario usare transistor capaci di tempi di switching altrettanto contenuti e perciò non ottimizzati per contenere i consumi quando lavorano a "bassi regimi".

Gli assorbimenti di un chip al silicio sono dati dalla somma di due fattori: potenza di dispersione (legata alle correnti di leakage) e potenza dinamica. La prima è principalmente dipendente dalla tecnologia di processo mentre sulla seconda influiscono tensione e frequenza operativa secondo una relazione quadratica (la potenza dinamica è proporzionale al quadrato della tensione moltiplicato per la frequenza). Questo significa che quando un chip sta operando alla massima frequenza, il suo consumo è dettato quasi esclusivamente dalla potenza dinamica; al contrario quando è in Idle la porzione maggiore dei consumi è quella dovuta alle correnti di dispersione.

In base a quanto detto in precedenza, se un chip è ottimizzato per funzionare ad elevate frequenze di funzionamento presenterà anche elevate correnti di dispersione. Se invece lo si ottimizza per ridurre tali correnti, difficilmente lo si riuscirà a spingere troppo in alto con le frequenze.

NVIDIA propone una soluzione a questa problematica. Il nuovo processore Kal-El implementa una tecnologia indicata come vSMP o Variable Symmetric Multiprocessing che include la presenza di un quinto core oltre ai quattro principali. Il Companion core è realizzato utilizzando un processo produttivo di tipo "low power" ed è in grado di funzionare a frequenze relativamente basse con consumi ridotti. Lo scopo è quello di usarlo per gestire la modalità di standby attivo, per il playback di musica o anche di video lasciandolo del tutto trasparente al sistema operativo.


NVIDIA Kal-El-3

La combinazione di un particolare processo produttivo e di ottimizzazioni a livello architetturale in un singolo SoC (System-on-a-Chip) permette di ottenere il risultato sperato: bassi consumi in ogni condizione di carico.


         

A differenza del Companion core, i quattro core principali devono operare a frequenze molto elevate per poter offrire prestazioni altrettanto interessanti ma soprattutto essere efficienti: essi sono realizzati con un processo produttivo che valorizza le virtù di switching dei transistor e permette di scalare in frequenza richiedendo una tensione di alimentazione relativamente contenuta. In questo modo si riduce la potenza dinamica.


NVIDIA Kal-El-5

Comunque sia, tutti i core hanno lo stesso di tipo di architettura ARM Cortex A9 e possono essere attivati o disattivati grazie ad una puntuale circuiteria di power gating. La tecnologia vSMP di Kal-El prevede un complesso sistema hardware e software che gestisce in maniera intelligente la distribuzione del carico di lavoro fra i core principali ed il Companion core basando le proprie scelte sulle richieste del sistema operativo e delle applicazioni. Secondo le osservazioni del produttore il Companion core deve operare ad un massimo di 500MHz, valore oltre il quale il sistema prevede il passaggio ai core principali.

NVIDIA Kal-El-6

Per ottenere la massima efficienza da questa CPU, NVIDIA è stata costretta a rendere trasparente il meccanismo del Companion core al sistema operativo. Android 3.x, ad esempio, integra il supporto per CPU multi-core considerandoli core omogenei, capaci di offrire tutti lo stesso livello di prestazioni. Assegna perciò compiti in base a tale assunto. Kal-El invece può essere definita come una CPU con core eterogenei ma mascherati al sistema operativo che continua a pensare di avere a che fare con una CPU quad-core tradizionale.

La logica utilizzata da NVIDIA permette di tenere costantemente sotto controllo il carico di lavoro e decide non solo se usare il Companion core o i quattro core principali ma anche come ripartire i compiti fra questi ultimi.
NVIDIA Kal-El-7

Il meccanismo di switching fra Companion core e core principali merita di essere approfondito. NVIDIA ha dovuto risolvere alcuni problemi legati al "passaggio di consegne" per evitare penalizzazioni sulle prestazioni e mantenere la coerenza dei dati. Una prima scelta è stata effettuata circa l'organizzazione delle cache. La cache L2 è condivisa da Companion core e core principali: visto che le due entità non funzionano mai assieme (se è attivo il Companion core i core principali sono spenti e viceversa) non vi è mai alcun problema di sincronizzazione delle cache e tutto il ciclo resta trasparente a livello superiore. La cache L2 è programmata per restituire i dati nello stesso tempo, sia per il Companion core che per i core principali (essenzialmente i core principali attenderanno più cicli di clock mentre il Companion core ne attenderà un numero inferiore). Questo porta a chiedersi se, senza il Companion core, la cache L2 sarebbe potuta essere più veloce ed efficiente per i core principali.

NVIDIA Kal-El-8

Oltre alle cache NVIDIA ha lavorato sul "timing". Per evitare inefficienze nello scheduling da parte del sistema operativo, come detto in precedenza, è necessario che i diversi core offrano lo stesso livello di performance. Quando la tecnologia vSMP prevede di effettuare il passaggio dal Companion core ai core principali, la logica integrata nella CPU fa si che la transizione sia la più morbida possibile. Anche se non indicato espressamente da NVIDIA, possiamo supporre che lo switch avvenga solo dopo aver portato i core principali alla stessa frequenza di funzionamento attuale del Companion core (circa 500MHz). Il momento dello switch è altresì molto delicato: quando il carico di lavoro rimane attorno al valore di soglia potrebbero verificarsi continui passaggi dall'una struttura all'altra con una conseguente riduzione delle prestazioni (NVIDIA calcola che il tempo di switching si aggira attorno ai 2ms, equivalenti ad una frequenza di appena 500Hz). Uno speciale algoritmo con isteresi programmabile pone rimedio a questa situazione.

Nel complesso NVIDIA prevede di riuscire a garantire, attraverso Kal-El, sia prestazioni più elevate che consumi ridotti. Durante test interni il produttore ha verificato che mantenendo inalterato il livello di prestazioni, Kal-El mostra assorbimenti da due a tre volte inferiori rispetto ad architetture concorrenti come quelle OMAP4 o QC8660. D'altro canto, Kal-El è in grado di offrire prestazioni decisamente superiori, anche fino al doppio, nel momento in cui si fissano i consumi su valori comparabili.

di Redazione, 24/9/2011 [FONTE/VIA]

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The garage

Microsoft e il mouse senza frontiere

Una piccola utility che manda in pensione i classici switch KVM, consentendo il controllo di più computer con lo stesso mouse. Con tanto di drag-and-drop tra macchine differenti.

Il programma Microsoft The Garage è un incubatore che promuove e finanzia tutti i progetti collaterali in cui desiderano buttarsi i dipendenti di Redmond. Progetti che andranno realizzati durante il tempo libero, dopo il lavoro "vero". Il garage del nome, omaggio ai pionieri della Silicon Valley, è in realtà un edificio intero, recentemente ristrutturato, dove i team possono lavorare sia all'hardware che al software.

In questo caso specifico a far parlare di sé è un piccolo tool creato da un giovane membro della divisione, stanco di impostare gli switch KVM e gestire permessi per controllare più computer contemporaneamente con la stessa tastiera e lo stesso mouse.

Con il software Mouse Without Borders è infatti possibile controllare fino a quattro PC della stessa rete wireless, senza utilizzare diverse periferiche di input, così come si controlla un computer con il desktop diviso in display multipli.

Oltretutto è prevista la possibilità di copiare o trasferire i file trascinandoli con il mouse da un computer all'altro, come se gli oggetti e le cartelle risiedessero su un solo sistema. Il passaggio attraverso la rete LAN sarà quindi indolore.

L'applicazione dedicata esclusivamente ai sistemi Windows deve ovviamente essere installata su ogni macchina da controllare ma pesa soltanto 1.1MB e può essere scaricata gratuitamente dal portale Microsoft.




di Redazione, 21/9/2011

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Firefox

Mozilla: aboliamo i numeri

La mamma di Firefox si dice pronta a fare a meno di indicazioni precise sull'aggiornamento del software installato. L'applicazione come contenitore in perenne aggiornamento


La beta perpetua, una moda lanciata da Google: l'applicazione che si aggiorna continuamente, senza soluzione di continuità, talmente spesso da rendere obsoleto il concetto stesso di "major release". È questa l'idea che frulla in testa al team di sviluppo di Mozilla che si occupa di Firefox, proposta discussa su Bugzilla dove ha riscontrato davvero pochi consensi.

L'idea, partorita in pubblico da Asa Dotzler (che coordina le community di Firefox, e che oggi probabilmente rimpiange di averlo fatto), consiste nel far scomparire dai software installati sulle macchine degli utenti ogni indicazione rispetto al numero di versione. Se oggi con pochi clic si può scoprire se è stato installato Firefox 4, 5 o 6, in futuro la dicitura sarà molto piú semplicemente "Firefox è aggiornato all'ultima versione": e giú a seguire tutti i credits di rilascio. L'unica indicazione fornita sarà questa: in caso contrario, si potrà procedere al download e successiva installazione.

Quello che conta, insomma, non è la versione ma la "freschezza" del prodotto: dopo aver lanciato il ciclo di sviluppo accelerato tipico di Google Chrome, la cui concorrenza si è fatta feroce, Mozilla decide di mutuare anche il principio di eterno sviluppo e incremento quasi quotidiano delle funzionalità, sulla scia di quanto già oggi accade con le web-app. In questo modo, eventuali accelerazioni o decelerazioni rispetto alla tabella di marcia fissata sarebbero poco avvertibili dal pubblico: lo svantaggio sarebbe la perdita di qualsiasi percezione sulle effettive capacità della versione specifica del browser installato, rendendo di fatto più complesso per gli utenti comprendere la natura di eventuali difficoltà.

di Redazione, 20/8/2011


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Apple iPad 2, più sottile e potente, lo presenta il patron, Steve Jobs


iPad 2 in Italia dal 25 marzo a prezzi sostanzialmente invariati rispetto al primo modello. Le novità salienti sono il nuovo system on chip dual-core A5, due videocamere, dimensioni più contenute e due colori - nero e bianco. In arrivo anche iOS 4.3 e Facetime.
Apple ha presentato l'iPad 2, ed è stato Steve Jobs in carne ed ossa ad annunciarlo. Dopo più di un mese d'assenza dalla scene, per gravi motivi di salute, l'AD storico dell'azienda si è mostrato in discreta forma, agguerrito e fiero di presentare il successore del Tablet più famoso al mondo.

Steve Jobs
Steve Jobs - immagine New York Times

Steve ha iniziato l'evento snocciolando dati sul successo del primo iPad e le applicazioni disponibili. Fatturato, market share e l'offerta software sono vere e proprie sassate per i concorrenti: "tra aprile e dicembre del 2010, iPad ha fruttato 9,5 miliardi di dollari e ha raggiunto il 90 percento del mercato dei tablet. La concorrenza è rimasta sconcertata […] su iPad ci sono 65 mila applicazioni ottimizzate, mentre su Honeycomb, se va bene, solo cento".
Ovviamente i Tablet con l'OS Google sono appena nati, e hanno bisogno di tempo per crescere. Per ora, tuttavia, la situazione è quella descritta.

iPad2
iPad 2
Apple considera l'iPad il prodotto del 2010, il primo oggetto dell'era Post-PC, in grado di dare accesso a nuove modalità d'interazione e produttività. Il 2011 sarà l'anno di iPad 2 e, per come la vede Apple, tutti gli altri non potranno far altro che presentare Tablet tutti uguali. 

iPad2 Retro
iPad 2 Retro

Passando alle specifiche tecniche del nuovo Tablet, l'iPad 2 è molto sottile (8,8 millimetri contro i 13,4 del primo modello) e più leggero, solo 601 grammi per il modello "Wi-Fi" e 613 grammi per quello "Wi-Fi+3G" - 680 e 730 grammi per il primo iPad. L'altezza è di 241,2 millimetri, mentre la larghezza è di 185,7 millimetri. Lo schermo rimane da 9,7 pollici, di tipo widescreen multi-touch lucido con retroilluminazione a LED e tecnologia IPS. Anche la risoluzione è inalterata: 1024x768 pixel a 132 PPI (pixel per pollice).

di FraMed, 7/3/2011