|
Мистер Мегагерц
Андрей Забелин
zyaboz@computery.ru
Замотали, блин, эти
процессорные гонки. Каждый месяц румянят
щеки, похваляясь своим переходящим званием
«Мистер Мегагерц». Нет, чтобы сесть и попить
чаю, пожевать булку с маслом. И тестеры
утомили. Тестируют, гоняют, проверяют,
словесами заморскими изъясняются. А
реклама – та вообще уже мозги набекрень
вывернула. «Новые возможности интернет» -
кричали нам тут недавно господа из Intel. А мы,
доверчивые юзеры, покупаем себе «компьютер
на базе Pentium III», приходим домой и требуем от
него интернет. Нам же никто не сказал, что
для интернета нужен модем, провайдер и
кучка денег. Так и дурят нас, юзеров
доверчивых, вытягивая из наших кошельков
последние эскудо. И главное, парадокс – как
только хочешь сделать апгрейд машины, так
прямо знаешь, что буквально через две
недели выпустят что-нибудь
сверхсуперпроизводительное, под которое
уже и все программы «заточили» и драйвера
переделали. А роудмэпы так вообще
предназначены только для того, чтобы
пользователь побольше слюней пускал.
На самом деле, все,
конечно, куда прозаичней. Купишь себе новый
фетиш, заработаешь 20% прироста
производительности в каком-нибудь тесте и
уже рад по уши – бегаешь, друзьям
показываешь. А они, недолго думая, тычут
пальцами в план выпуска процессоров и
говорят – «мол, этого подожду». Так давайте
же посмотрим, чем нас порадует
микропроцессорная индустрия в ближайшее
время, и какое меню готовят нам наши повара
в белых халатах и намордниках. Мы не будем
залезать в дебри высокопроизводительных 64-битных
процессоров, от которых толку нам, простым
смертным, долго еще не будет, а детально
рассмотрим 32-битные, эра которых хоть уже и
заканчивается, но в ней будет еще немало
схваток.
Willamette (Pentium 4)
Начнем с Intel. Почти
докатились мы до четвертого из Пентиумов –
быстроногого Willamette, по идее нацеленного на
рынок высокопроизводительных 32-разрядных
систем. В отличие от Pentium II и III, в процессоре
Willamette будет впервые использована полностью
переработанная архитектура P6. Начальная
частота процессора по замыслам Intel должна
начинаться с 1.4 ГГц. Вах, как здорово,
скажете вы. Здорово, если бы не одно «но».
Одна из самых
основных причин, по которой Willamette сможет
работать на такой частоте – более длинный
конвейер. Что такое конвейер? Это такая
очередь, в которой стоят команды,
поступающие к процессору. Чем он больше, тем
меньше тактов нужно для каждой стадии
конвейера, что в свою очередь ведет к
потенциальной возможности повысить его
частоту. Прелесть конвейеризации
заключается в том, что независимые команды
можно будет исполнять разными блоками
одновременно, а зависимым придется
выжидать своей очереди, то есть полного
прохода конвейера. Для такого случая чем
меньше стадий у конвейера, тем лучше.
Конечно, большинство программ
оптимизировано под архитектуру с
несколькими исполняющими блоками, да и в
процессоре есть механизмы, которые
позволяют иногда обойти эти ограничения, но
все равно, глобального повышения
производительности ждать не приходится. В
Willamette конвейер будет иметь длину 20 стадий, (для
сравнения – Pentium III имеет конвейер длиной 12,
а Athlon - 10 стадий), а размер буфера, в котором
будут содержаться команды для выполнения,
будет существенно увеличен.
Опять же, из-за
увеличенной длины конвейера, менее
эффективно будет работать кэш, так как
данные, полученные от первой инструкции,
будут храниться в кэше для второй,
зависимой от нее инструкции, на протяжении
всех 20-ти тактов. Естественно, для
адекватной производительности размер кэша
у Willamette был увеличен. Более того, внедрена
новая разработка - кэш с упорядочиванием
инструкций. Упорядочивание оградит блок
предсказания переходов от ряда ошибок, но
все же и тут возможны проблемы. Ошибка в
процессе предсказания ветви, по которой
пойдет исполнение программы, приведет к
тому, что процессор будет тратить
драгоценные такты на просчет ветви, на
которую управление передано не будет.
Естественно, это скажется на
производительности. Конечно, совместив все
возможные алгоритмы, ребята из Intel добьются
95% попадания, но это все равно не отменяет
ошибок. И, наконец, для борьбы со своим же
длинным конвейером, будет использован
механизм Advanced Dynamic Execution, в процессе работы
которого Wilamette будет распоряжаться
инструкциями так, чтобы полностью
загрузить исполняющие блоки.
Теперь коснемся
привычных для нашего слуха вещей. Речь
пойдет о целочисленном блоке и FPU. Тут как-то
совсем не радостно – вместо трех
исполняющих блоков будет работать всего
два, причем один из них будет выполнять
основные расчеты, а второй - заниматься
служебными командами блока FPU. То есть для 1.4
ГГц процессора пиковая производительность
блока FPU будет немного превышать 1.4 Гфлоп.
Забавно, что такой же пиковой
производительности может достичь Athlon на
частоте 700 МГц. Intel все-таки решил плюнуть на
FPU и сосредоточиться на новом наборе
инструкций SSE2, но об этом чуть позже.
Целочисленная часть
Willamette впечатляет куда сильнее, чем FPU. Блок
целочисленных операций способен выполнять
команды за половину такта, то есть можно
сказать, что при частоте 1.4 ГГц скорость
работы Willamette будет примерно такой, как у PIII
с частотой 2.8 ГГц. Кроме того, таких модулей
у процессора два, поэтому в идеальном
случае возможно выполнение четырех
инструкций за такт!
Новый набор
инструкций SSE2 способен работать с 64-битными
инструкциями для вещественных чисел, и с 128-битными
инструкциями для целочисленных данных. В
процессоре расположены два блока SIMD - один
для вычислений, второй для служебных
регистровых операций. А из-за того, что одна
SIMD-инструкция за такт может выполнять сразу
четыре операции, пиковая
производительность блока SSE2 может
достигать 5.6 Гфлоп (при частоте процессора
1.4 ГГц). При этом разделение модулей на
регистровый и арифметический играет
положительную роль – вероятность
достижения пиковой производительности у
этого процессора будет выше, так как
большинство служебных операций будет
выполняться параллельно с вычислениями.
Другое дело, что блок 3DNow! процессора от AMD
также способен выдать 5.6 Гфлоп на частоте 1.4
ГГц.
Что касается новой
шины Quad Pumped, работающей на частотах 100 и 133
МГц, то ее преимущество заключается только
в том, что она способна передавать до
четырех пакетов за такт. К сожалению, ее
продуктивность не возрастет в четыре раза
по сравнению со старой GTL+, в основном из-за
того, что подготовить желанные четыре
пакета к каждому такту вряд ли получится. Но
так как новый чипсет (Tehama) для Willamette будет
работать только с двухканальным RDRAM, с
пропускной способностью в 3.2 Гб/с,
использование этой шины полностью
оправдано.
Результат всех этих
нововведений будет разным - от тормозов по
сравнению с Pentium III на приложениях,
использующий FPU, до действительно высокой
производительности на специально
оптимизированных программах. Кстати, новый
процессор не будет поддерживать
мультипроцессорную конфигурацию, для
поддержки которой Intel собирается выпустить….
Foster
Специальный
процессор для рынка серверов и
высокопроизводительных систем. Кроме
поддержки SMP, процессор будет оснащен
дополнительной кэш-памятью третьего уровня.
Сколько будет стоить этот монстр и какова
будет площадь его ядра, пока даже трудно
себе представить. Ведь только Willamete имеет
ядро примерно в 214 (!!!) квадратных мм, а
поддержка мультипроцессорной конфигурации
и кэш третьего уровня еще больше увеличат
его площадь, прибавив несколько сотен
баксов к каждому кристаллу. А к третьему
квартале 2001 года, если все будет в порядке (в
чем мы уже сомневаемся), Intel выпустит...
Northwood
Процессор,
построенный на архитектуре Willamette, но
выполненный по 0.13-мкм процессу и имеющий
ряд усовершенствований по скорости. Новый
технологический процесс позволит поднять
частоту ядра до 2 ГГц, и снизить стоимость
процессора из-за более низкой площади
кристалла. К этому знаменательному моменту
предполагается выпустить новый южный мост
для чипсета Tehama, поддерживающий в том числе
и USB 2.0. Так как этот процессор будет уже
подешевле, то предполагается выпустить
чипсет Brookdale, рассчитанный на low-end машины и
поддерживающий память SDRAM и DDR SDRAM. Но Intel и на
этот раз не спешит снимать с производства
уже морально устаревший Pentium III. Ему на
замену идет…
Tualatin
Модификация Pentium III,
выполненная по 0.13-мкм технологии. Новая
жизнь старого процессора будет обусловлена
не только новыми технологическими нормами.
Кроме удешевления и более высоких частот
работы, он будет использовать 200 МГц шину.
Теоретически, новый процессор должен выйти
во втором-третьем квартале 2001 года, однако
для него тоже будет нужен новый чипсет. Им
станет Almador, который, как предполагается,
будет поддерживать также и Pentium III Coppermine.
Своеобразный наследник i815 будет
поддерживать как DDR, так и SDR память.
Изначально было решено использовать
встроенную графику на чипсете i752, но потом,
вероятно, благоразумие взяло верх, и от этой
идеи отказались.
AMD
Ближайшие планы AMD
выглядят очень внушительно. После недавно
выпущенных Duron и Athlon Thunderbird, компания
окончательно обрела уверенность в успехе
на рынке. Подбираясь к частотам Pentium 4, AMD
бережет силы для схватки на 64-битных
платформах и готовит к выпуску три новых
процессора, построенных на новой
модификации ядра Athlon. В первую очередь для
функционирования на более высоких частотах
будет увеличено количество стадий
конвейера и увеличен кэш. Все те же проблемы
с увеличенной длиной конвейера поджидают и
AMD, однако из-за небольшого количества
дополнительных стадий производительность
процессора не должна заметно упасть.
Расширится набор инструкций 3DNow! и
повысится скорость его работы. Вместе с
новым ядром и более современным
технологическом процессом компания больше
уделит внимание рынку мобильных решений.
Самым первым и самым быстрым наследником
Athlon Thunderbird будет…
Mustang
Процессор,
нацеленный на рынок серверов и
высокопроизводительных рабочих станций.
Размер кэша второго уровня ожидается в
пределах 1 Мб – на уровне процессоров XEON от
Intel, процессоров, господствующих на этом
рынке сейчас. Вместе с ним выйдет новый
чипсет AMD 770, поддерживающий
мультипроцессорную конфигурацию (до двух
процессоров на один северный мост), а шина LDT
(Lightning Data Transport) позволит объединять эти
системы в кластеры. Частота системной шины
ожидается в пределах 266 МГц, а
поддерживаемой памятью станет DDR SDRAM. Ну а
для mainstream-систем ожидается более
навороченный процессор под кодовым
названием...
Palomino
Позиционируется как
конкурент Pentium 4. Предполагается поддержка
большинством чипсетов для Socket A, в том числе
и старых, поддерживающих только память
класса SDR. Не будет поддерживаться чипсетом
AMD 770, но сможет работать в режиме SMP.
Начальная тактовая частота – 1.5 ГГц,
технологический процесс – 0.18 мкм, медь.
Начиная с третьего квартала 2001 года,
предполагается использовать 0.13-мкм процесс
и более высокие частоты работы кристалла.
Низкое энергопотребление и тепловыделение
позволят использовать его в мобильных
системах. Объем кэша второго уровня – 512 кб.
Сразу после выхода новых модификаций Athlon,
компания выпустит процессор для low-end систем...
Morgan
Наследник Duron. Как и
Duron, будет иметь небольшой размер кэша (около
128 кб) и низкую цену. Предполагается
использовать этот процессор в дешевых
системах с интегрированным графическим
контроллером. Естественно, будет
поддерживаться большинством материнских
плат Socket A. Должен медленно вытеснить
упавший в цене Duron. Естественно, рынок
мобильных компьютеров без него тоже не
обойдется.
Вот смотришь на такие
планы и охреневаешь. Что купить? А ведь
сейчас можно даже не сидеть с умной рожей,
определясь с платформой. Все равно с каждым
новым процессором полностью меняется
логика материнской платы, основные
стандарты. Что же остается? Да все тот же
набор – процессорная война, тестеры,
реклама. Утомили.
|
