Sriram Vangal är en av de artigaste människor jag har träffat. Det är nästan irriterande. Jag har inte en chans att vara lika artig tillbaka.

Under en improviserad intervju i ett kafferum hämtar han kaffe åt mig, samtalar vänligt med alla som kommer in, hämtar kaffe åt dem och hinner samtidigt, med föredömlig pedagogik, förklara vad han åstadkommit.

Dessutom har han en ovanligt snygg kostym.

Klädseln kan bero på att han kommer direkt från sin doktorsdisputation – nästan en formalitet. Resultatet av hans tänkande under fyra år har redan godkänts av Intel och tillverkats i form av ett antal körbara chips, Teraflops Research Chips, även känd som Polaris:

– Så ser framtidens processorer ut. Multicore – många kärnor. Varje kärna är en processor, förklarar han sakligt.
Han talar om noc, förkortning för network-on-chip. Hans processor kan ses som en parallelldator på ett chips.

– Skillnaden mot en parallelldator är väntetiden, förklarar han. När allt sitter på samma chips kommer informationen fram snabbare, och därför måste man planera arbetet annorlunda.
Större delen av tiden – avhandlingen blev klar på reglementsenliga fyra år – har han arbetat från sitt hem i Hillsboro i Oregon på USAs västkust. Där arbetar han på Intels forskningslabb.

– Intel ser mig som en heltidsanställd som doktorerar på halvtid vid sidan om, och Linköpings universitet ser mig som en doktorand som har en tjänst på Intel vid sidan om, förklarar Sriram Vangal.

Varför Linköping, kan man undra. Hillsboro ligger ett tredjedels jordklot bort. Tidsskillnaden är nio timmar:
– Han har en benägenhet att ringa vid de mest olämpliga tidpunkter och be om ursäkt och säga att det bara tar en minut. Sedan brukar vi bli sittande i en timme, säger hans handledare Atila Alvandpour och tillägger att hans fru är van.
Atila Alvandpour är den som rekryterade Sriram Vangal till Linköping efter att båda hade arbetat tillsammans som forskare på Intel.

– Linköping är internationellt framstående på processorkonstruktion, men den typ av verksamhet som vi konstruerar processorer för gör att vi är mer kända internationellt än i Sverige, säger Atila Alvandpour utan falsk blygsamhet.

På 1970-talet konstruerade professor Christer Svensson för Datasaab, tillsammans med bland andra Bud Lawson, en processor som kunde byta instruktionsuppsättning – morfa – men den var för långt före sin tid. (Ett par decennier senare tog Transmeta i Kalifornen upp samma idé.)

Att få 80 processorer att fungera effektivt ihop är i princip samma sak som att få vår tids superdatorer, parallell­datorerna med tusentals processorer, att fungera effektivt.

– Du måste ha ett styrsystem som säger till processorerna att ”du gör det, du gör det, när du är klar ska du göra det och om det finns lite att göra stängs några processorer av”.
– Du behöver inte ha världens bästa kärnor, det är hela processen som är viktig, tillägger Sriram Vangal.

Han berättar om scenarier för framtidens datoranvändning: bilar med inbyggda kameror som känner igen bilens ägare och låser upp dörren för rätt person, avancerade robotar, medicinsk diagnostik.

Varför bygger man processorer på detta sätt? Effektivitet? Nej, det skulle gå att krama samma prestanda ur en enda processor. Utan skälet är energi­förbrukningen.

Att processorn i en persondator kan hålla kaffe­muggen varm är visserligen praktiskt, men det kostar pengar. Serverhallar har enorma elräkningar.

När Google väljer lokalisering för sina server­centraler i USA är första kravet en bra uppgörelse om det lokala elpriset.

Sriram Vangal har ett djupt engagemang i energisparandet och drar gärna paralleller med bilar. Hemma i Oregon kör han Toyotas hybridbil Prius – fast han har en BMW också, erkänner han.

Bilintresset har han sedan barndomen. Hans far är bilmekaniker i Bangalore, Indiens it-huvudstad – ytterligare ett tredjedels jordklot bort. Som barn gillade Sriram Vangal att sätta ihop små elektroniska apparater:

– Jag tog isär allt jag hittade och byggde nya saker.
En universitetslärare i grannskapet såg hans begåvning och uppmuntrade honom att flytta till USA efter ingenjörsexamen i elektroteknik. Professorn hjälpte honom också ekonomiskt den första tiden. Sriram Vangal tog masterexamen i USA 1995 och fick kort därefter jobb på Intel, där han först konstruerade kretsar.

– Men jag har alltid velat forska, så jag började på forskningsavdelningen där jag träffade Atila.
På det personliga planet, förklarar han, ”tycker jag att jag bör lämna världen efter mig i lite bättre skick än när jag kom”.
– Jag vill minska människors beroende av energi.
Vilket är vad teraflopsprocessorn gör.

Tekniskt är det lätt att förklara, säger han:
– Energiförbrukningen i en processor beror på två saker: spänning och klockfrekvens.

Spänningen är processorns interna spänning, alltså skillnaden i volt mellan den elektriska impuls som betyder 1 och den impuls som betyder 0.

– Minskar man spänning gånger frekvens med 15 procent så minskar man energiförbrukningen med 50 procent.
Du minskar alltså prestandan med 15 procent. Men då kan du köra två ”långsamma” processorer – två kärnor – för samma kostnad som en ”snabb”. Vilket ger 170 procent av den snabba processorns prestanda på samma elräkning.
Sriram Vangals handledare professor Atila Alvandpour beskriver det på ett lite annat sätt:

– Det gäller att hålla sig nedanför böjen.

Kurvan som visar prestanda kontra energi­förbrukning i processorer har en böj, som en hockey­klubba, som visar att vid en viss prestandanivå åker energiförbrukningen i taket.
Böjen kan flyttas när tekniken utvecklas, men det finns alltid en böj.

Ytterligare energi sparas genom att kärnor som inte behövs stängs av.

– Parallelldatorer kan göra samma sak på operativsystemsnivå, men vi sköter det med processorns eget styrsystem. Operativsystemet kan göra det på en miljondels sekund, men processorn gör samma sak i gigahertztakt.

Arbetet är avslutat. Intel har byggt ett antal exemplar av processorn, men den ska inte säljas till datorbyggare. I varje fall inte så som den ser ut nu. Teraflopsprocessorn använder inte Intels vanliga instruktionsuppsättning, x86, vilket gör den lite udda.

Sriram Vangal återvänder till Hillsboro efter disputationsmiddagen, men kan tänka sig att komma tillbaka till universitetsvärlden:

– Vad jag helst vill göra är att undervisa, berättar han. Jag tycker att det är fascinerande att förenkla något så att det blir begripligt för studenterna.

Fakta

En processor baserad på Sriram Vangals forskning har tillverkats av Intel. Den klarar över en biljon teraflops, det vill säga över tusen miljarder flyttals­operationer per sekund. Enligt Intel är detta det snabbaste programmerbara chips som hittills har tillverkats.

Teraflops Research Chip har 80 så kallade kärnor (cores). Varje kärna är en komplett processor. Arbetet fördelas mellan kärnorna av ett internt nätverk på processorn, en så kallad interconnect.

Processorn har låg energiförbrukning. Vid klockfrekvensen 3,16 gigahertz förbrukar den 62 watt och klarar 1,01 teraflops. Klockfrekvensen kan skruvas upp till 5,7 gigahertz, vilket ger proportionellt högre prestanda till priset av mycket högre energiförbrukning (265 watt).

Teraflops Research Chip är inte avsett för försäljning. Det arbetar inte med Intels vanliga instruktions­uppsättning, x86-arkitekturen.