Осенний Форум IDF 2005

Сергей Пахомов

Наши ожидания и прогнозы

Лозунг дня — «Performance per watt»

Процессорная микроархитектура следующего поколения

Merom, Conroe и Woodcrest

Новый Roadmap

Процессоры переходного периода Yonah и Sossaman

Заключение

 

Технология Intel Viiv

 

23 августа в Сан-Франциско (шт. Калифорния, США) начался осенний цикл Форумов Intel для разработчиков (Intel Developer Forum, IDF).

Форум IDF на протяжении уже многих лет проводится дважды в год — весной и осенью — и всегда привлекает к себе пристальное внимание как компьютерной прессы, так и разработчиков аппаратных средств и программного обеспечения. В ходе форума рассматриваются различные вопросы, связанные с передовыми компьютерными технологиями и решениями для ПК, серверов, коммуникационного оборудования и карманных вычислительных устройств. И если говорить об эпохальных событиях, которые могут рассматриваться как поворотная точка в развитии ИТ-индустрии, то все они так или иначе связаны именно с Форумом IDF. К примеру, оценивая значение прошлогоднего форума, можно сказать, что именно он стал той поворотной точкой, которая ознаменовала собой переход к эпохе многоядерных платформ.

 

Выставочный центр Moscone

Выставочный центр Moscone

Собственно, значение форума заключается не только и не столько в том, что там анонсируются те или иные продукты, сколько в том, что именно IDF позволяет высветить те векторы, которые определят общее развитие компьютерной индустрии на ближайшие годы. Это и понятно, ведь вся история компьютерной индустрии неразрывно связана с корпорацией Intel, влияние которой на эту индустрию трудно переоценить. Кому, как не Intel — крупнейшей компьютерной корпорации, принимающей самое непосредственное участие в разработке и внедрении всех новейших компьютерных технологий, — задавать курс развития?

Нынешний IDF проходил в течение трех дней в крупнейшем выставочном центре Сан-Франциско — Moscone под девизом: «Многоядерные платформы. Ускорим приближение будущего». И если говорить о сухих статистических фактах, то они таковы: на Форум IDF в Сан-Франциско съехались представители более 1400 компаний и свыше 4 тыс. профессионалов из области ИТ-индустрии. В рамках форума были организованы курсы технологического обучения в объеме 140 часов и было проведено более 150 различных демонстраций. Впрочем, все это, конечно же, лишь надводная часть айсберга, которая позволяет оценить только масштаб мероприятия, но не его суть. А потому теперь, после краткого введения, давайте перейдем к главному — к рассмотрению основных направлений, которые будут определять развитие компьютерной отрасли на ближайшие годы. Однако прежде мы попытаемся дать краткую характеристику текущего момента развития отрасли, сконцентрировавшись на наиболее актуальной для большинства пользователей теме — процессорах.

Наши ожидания и прогнозы

В том, что двухъядерные процессоры станут лейтмотивом IDF 2005, сомневаться не приходилось. Еще до его начала из неофициальных источников стало известно, что в рамках форума корпорация Intel собирается обнародовать технические подробности о новых двухъядерных процессорах под кодовыми названиями Merom, Conroe2005" и Woodcrest. При этом речь идет не просто о новых процессорах, а о смене процессорной микроархитектуры. И в этом смысле ожидалось, что осенний IDF 2005 станет отправной точкой для завершения триумфального шествия процессорной архитектуры NetBurst, на смену которой постепенно приходит абсолютно новая архитектура, ориентированная на энергосбережение процессора (подобная той, что используется в мобильных процессорах).

Несмотря на то что эти ожидания основывались на неофициальных данных, они имели под собой вполне логичное обоснование.

Действительно, давайте вспомним историю развития процессоров Intel Pentium 4 и одновременно архитектуры NetBurst. За пять лет существования процессоров Intel Pentium 4 их тактовая частота была увеличена почти в три раза. Стартовав с отметки чуть больше 1 ГГц, за пять лет тактовая частота достигла значения 3,8 ГГц. Конечно, увеличение тактовой частоты — далеко не единственное нововведение, которым сопровождалось появление новых процессоров семейства Intel Pentium 4. В то же время можно сказать, что для процессора Intel Pentium 4 повышение тактовой частоты было одним из основных способов (причем довольно эффективным) повышения его производительности. Зависимость между тактовой частотой процессора и его производительностью достаточно простая. Производительность процессора принято отождествлять со скоростью выполнения им инструкций программного кода; таким образом, производительность — это количество инструкций, выполняемых процессором в единицу времени:

.

Переписав это выражение в виде произведения количества инструкций, выполняемых за один такт процессора (Instruction Per Clock, IPC), на количество тактов процессора за единицу времени (тактовая частота процессора, f):

,

получаем, что производительность процессора прямо пропорциональна его тактовой частоте.

Из этой же формулы вытекает, что производительность процессора зависит и от количества инструкций, выполняемых за один такт процессора, которое, в свою очередь, определяется микроархитектурой процессора, то есть от количества исполняемых блоков, от длины конвейера и от эффективности его заполнения, от блока предвыборки и т.д. Кроме того, естественно, существует и зависимость от оптимизации программного кода к данной микроархитектуре процессора.

Частота процессора зависит и от его микроархитектуры, и от технологии его производства, определяющей минимальные размеры используемых транзисторов, их быстродействие и время задержки передачи сигнала в межуровневых соединениях.

Поэтому увеличение тактовой частоты — это, во-первых, не единственный способ увеличения производительности процессора, а во-вторых, увеличение тактовой частоты просто невозможно без изменения микроархитектуры и технологического процесса производства процессора. Таким образом, в пределах одного семейства процессоров, определяемого технологическим процессом производства, потенциальный запас по наращиванию тактовой частоты ограничен и дальнейшее ее увеличение возможно только при уменьшении проектной нормы производства процессоров. Конечно, уменьшение проектной нормы производства процессоров осуществляется не только и даже не столько с целью увеличения их тактовой частоты. Скорее, в данном случае возможность увеличения тактовой частоты — это побочное следствие, а не цель. Основная же цель — уменьшение размеров транзисторов и одновременное повышение плотности их размещения на кристалле процессора. Впрочем, это уже несколько иная тема.

Если вспомнить, то самые первые процессоры Intel Pentium 4 выпускались по 0,18-микронному технологическому процессу и содержали всего 42 млн. транзисторов. Сегодняшние процессоры Intel Pentium 4 на ядре Prescott выпускаются по 90-нанометровому технологическому процессу и содержат более 100 млн. транзисторов. Увеличилась не только тактовая частота процессоров, но и частота FSB, размер кэш-памяти L2, да и сама микроархитектура процессора подверглась косметическим изменениям. Все это также способствовало повышению производительности процессора. Казалось бы, прогресс налицо и ничто не мешает и дальше двигаться в этом же направлении по уже проторенному и отработанному до мелочей пути. Но не все так просто. С переходом на каждый новый технологический процесс производства процессоров потенциальный задел для повышения тактовой частоты процессора становится все меньше. Объясняется это прежде всего возникающими в транзисторах токами утечки и возрастанием энергопотребления процессора. Мы даже рискнем предположить, что архитектура NetBurst уже практически исчерпала свои возможности по увеличению тактовой частоты и что рубеж в 4 ГГц если и будет преодолен в рамках данной архитектуры, но уже при переходе на 65-нанометровый технологический процесс производства процессоров.

Другая проблема, связанная с увеличением тактовой частоты, — тепловыделение процессоров. Еще в относительно благополучном в плане тепловыделения 2001 году Патрик Гелсингер, бывший в то время главным директором корпорации Intel по технологиям, заметил: «Если мы будем продолжать использовать современные методы разработки процессоров, то к 2010 году процессоры будут вырабатывать больше тепла на квадратный миллиметр, чем ядерный реактор».

Конечно, в корпорации Intel неизменно уделялось особое внимание проблеме снижения тепловыделения процессоров. Вот лишь несколько убедительных примеров. Уже анонсированы транзисторы Intel, разработанные с использованием нового диэлектрика затвора с высоким коэффициентом диэлектрической проницаемости (high-k-диэлектрик) и новых сплавов для производства самих затворов транзисторов (metal gate). В совокупности новые материалы позволяют радикально снизить утечки тока, порождающие нежелательное тепловыделение (токи утечки возрастают экспоненциально при переходе с 90-нанометрового на 65-нанометровый технологический процесс по сравнению с переходом от 130- к 90-нм технологиям). По данным корпорации Intel, новый диэлектрик позволяет снизить токи утечки более чем в 100 раз по сравнению с традиционным диоксидом кремния. Транзисторы на основе новых материалов рассматриваются в качестве одного из вариантов для изготовления будущих процессоров Intel уже в 2007 году в рамках производственного процесса Intel с проектной нормой 45 нанометров.

Кроме того, исследователи Intel ведут разработки в области новых материалов, предназначенных непосредственно для транзисторов. Так, в феврале 2005 года инженеры Intel и компании QinetiQ продемонстрировали прототип транзистора на основе нового материала — антимонида индия (InSb), обладающего уникальными электронными свойствами.

Антимонид индия, двухкомпонентный полупроводник, начали исследовать около двух лет назад. Работающий в нем квантовый эффект «потенциальной ямы» позволяет в несколько раз снизить время и напряжение, необходимые для переключения транзистора. В результате, как показали исследования, прототипы NMOS-транзисторов из антимонида индия обеспечивают трехкратное повышение производительности при сохранении того же уровня тепловыделения, что и у современных транзисторов, или такую же производительность, как у нынешних транзисторов, но при десятикратном снижении выделяемой мощности.

Исследователи из лаборатории Intel под руководством Рэма Кришнамурти (Ram Krishnamurty) пытаются решить проблему тепловыделения несколько иным путем. Как известно, в процессоре больше всего (до 125 °C) нагреваются блоки ALU (Arithmetic and Logic Unit — элемент для логических и арифметических операций), тогда как вся остальная часть процессора, включая кэш-память, нормально функционирует при вполне приемлемой для кристалла температуре, не превышающей 65 °C. Если процессор выполняет пересылку данных из одного участка памяти в другой, то это не приводит к нагреву. А вот когда производятся сложные математические операции, процессор нагревается. Мало того, современные процессоры корпорации Intel используют не один, а от четырех до двадцати четырех ALU. Поскольку все ALU пересылают данные друг другу, они располагаются поблизости друг от друга, что еще больше увеличивает плотность выделения тепла.

Чтобы снизить тепловыделение, исследователи под руководством Рэма Кришнамурти разработали новую схему ALU, которая позволяет повысить производительность процессора и снизить тепловыделение. Новая технология обеспечивает четырехкратное снижение потерь мощности на тепловое излучение, а новый элемент ALU было решено назвать Nozomi — в честь высокоскоростного японского поезда.

Еще одна перспективная технология предполагает использование динамически «спящих» транзисторов (Dynamic Sleep Transistor) и будет использоваться в чипах, изготовленных по технологии 65 нм. Суть ее состоит в том, что большие блоки транзисторов в кэш-памяти процессора могут полностью отключаться во время простоя, что обеспечит заметное снижение энергопотребления.

Впрочем, все описанные технологии — это своего рода задел на будущее. Однако с тепловыделением год от года становится все сложнее бороться, и уже давно очевидно, что использовать повышение тактовой частоты как основной метод наращивания производительности было бы неверно. Собственно, именно поэтому гонка тактовых частот, которую на протяжении многих лет столь успешно вела сама с собой корпорация Intel, закончена. Еще в 2004 году Intel отказалась от использования тактовых частот в наименовании своих процессоров, подчеркивая тем самым, что частота — это не главное. А основным способом повышения производительности процессора стал переход к использованию многоядерных процессоров. Казалось бы, как связана проблема тепловыделения с многоядерностью?

Дело в том, что при переходе от одноядерной архитектуры процессора к двухъядерной можно сохранить прежний уровень производительности, снизив частоту каждого из ядер вдвое. При этом суммарное тепловыделение процессора снизится в четыре раза, а плотность выделяемой мощности — и того больше. В реальности, конечно же, все обстоит несколько сложнее, но порядок цифр — именно такой.

Но можно действовать по-другому. Если взять ядро, в два раза меньшее по линейным размерам с пропорционально уменьшенной производительностью (тоже двукратно), то на площади одного большого кристалла можно будет разместить четыре маленьких ядра. Потребляемая мощность у подобного четырехъядерного процессора будет такой же, как и у их большого собрата, а производительность — в два раза выше!

Впрочем, переход к многоядерным процессорам — это не единственное нововведение последнего времени. Как в многоядерных, так и в новых одноядерных процессорах, основанных на архитектуре NetBurst, корпорация Intel стала использовать технологию энергосбережения Intel Enhanced SpeedStep, которая до этого получила широкое распространение в мобильных процессорах. Данная технология позволяет динамически снижать частоту процессора в зависимости от его загрузки и тем самым оптимизировать энергопотребление процессора.

Говоря о технологиях энергосбережения, назовем и другие технологии (кроме Intel Enhanced SpeedStep), которые находят применение в современных процессорах. В технологии, получившей кодовое наименование Foxton, для принятия решения о повышении или понижении тактовой частоты процессор использует информацию не о своей загрузке, а о своем текущем тепловыделении. При этом технология Foxton позволяет процессору динамически изменять не только свою частоту, но и напряжение питания. Процессор снабжается датчиками текущего напряжения питания, энергопотребления и температуры. Основываясь на этих данных, процессор в реальном времени вычисляет собственное тепловыделение. Если оно оказывается выше или ниже некоей требуемой величины, то логика процессора принимает решение о соответствующем уменьшении либо увеличении напряжения питания. Частота же процессора всегда определяется как максимально возможная для текущей величины напряжения.

Еще одна интеллектуальная технология снижения энерговыделения получила название Thermal Monitor. По достижении процессором определенной температуры начинает действовать механизм модуляции тактовой частоты: на определенное время большинство вычислительных узлов процессора циклически отключается/включается, пока не будет восстановлена приемлемая температура. В моменты отключения узлов выделяемая мощность минимальна, что и позволяет процессору «остыть».

Итак, десктопные процессоры постепенно начинают заимствовать технологии мобильных. Собственно, это и не удивительно. Конечно, если речь идет о домашнем пользователе, то проблема энергопотребления процессора, да и всего ПК в целом, пока еще (но только — пока) не столь актуальна. Ну а что касается корпоративного сегмента рынка, то решение проблемы энергопотребления компьютера уже явно стоит на повестке дня. Действительно, представим себе небольшую компанию, в которой установлено 100 ПК, каждый из которых потребляет свыше 300 Вт электроэнергии. В сумме получается 30 кВт, что, в общем-то, довольно накладно.

Поэтому концепция «больше производительности любыми путями» утрачивает актуальность и на смену ей приходит концепция «больше производительности в расчет на каждый потребляемый ватт». Ну а какие процессоры максимально соответствуют именно этой концепции? Правильно — мобильные. Вот почему можно предположить, что в дальнейшем будет происходить постепенная интеграция мобильных и десктопных процессоров. И именно поэтому мы рискнем предположить, что процессорная архитектура Intel NetBurst не будет использоваться в процессорах следующего поколения и ей на смену придет архитектура, подобная той, что сегодня применяется в процессоре Intel Pentium M. Однако еще раз подчеркнем, что это лишь наши предположения, подтверждения которым мы пытались найти на Форуме IDF.

Ну что ж, после изложения состояния отрасли на текущий момент погрузимся в атмосферу форума и попробуем воспринять происходившее там с позиции корпорации Intel.

В начало В начало

Лозунг дня — «Performance per watt»

Первый же день Форума IDF полностью подтвердил все наши догадки и предположения. При этом даже не понадобилось пытаться читать между строк — все было заявлено предельно открыто. В своем докладе президент и главный исполнительный директор корпорации Intel (Intel Corporation CEO and President) Пол Отеллини (Paul S. Otellini) вполне недвусмысленно обозначил новый курс развития процессоров, окрестив его «performance per watt», то есть «производительность в расчете на каждый потребляемый ватт электроэнергии». Итак, если раньше все усилия корпорации Intel были направлены на то, чтобы добиться от процессоров максимальной производительности, то теперь речь идет об оптимизированной производительности, которую можно уподобить своеобразному коэффициенту полезного действия (КПД) процессора.

 

Пол Отеллини выступает с ключевым докладом

Пол Отеллини выступает с ключевым докладом

В чем же причина столь кардинального изменения курса? Ответ вполне традиционен — по просьбе трудящихся, то есть, по официальной версии Intel, именно эта стратегия будет в будущем отвечать потребностям пользователей как в мобильном, так и в десктопном и серверных сегментах рынка. Действительно, помимо сугубо технологических причин, суть которых мы уже изложили, существуют и другие объективные причины для изменения идеологии и архитектуры процессоров следующего поколения. Вот лишь несколько фактов. По данным аналитических компаний, в США начиная с этого года спрос на десктопные платформы стал резко падать, в то время как спрос на мобильные платформы, наоборот, возрастал (рис. 1). Во II квартале 2005 года объем продаж ноутбуков превысил объем продаж ПК.

 

Рис. 1. Тенденция роста объемов продаж ноутбуков в США

Рис. 1. Тенденция роста объемов продаж ноутбуков в США

В то же время, по данным аналитической компании IDC, в 2005 году будет продано 200 млн. компьютеров. Итак, с одной стороны, наблюдается рост продаж ПК, а с другой — тенденция перехода пользователей на мобильные платформы. Объясняется это довольно просто. По производительности ноутбуки практически сравнялись со своими десктопными собратьями, но при этом имеют важное преимущество — позволяют значительно экономить электроэнергию.

Говоря об экономии электроэнергии, Пол Отеллини отметил, что переход на новую процессорную микроархитектуру, ориентированную на оптимизированное энергопотребление, позволит сэкономить миллиард долларов в год (из расчета 200 млн. проданных ПК).

В начало В начало

Процессорная микроархитектура следующего поколения

Итак, после столь длительного вступления настало время рассказать о главном событии IDF 2005 — объявлении процессорной микроархитектуры следующего поколения. Собственно, речь идет даже не об объявлении (во всяком случае, технические подробности новой микроархитектуры не разглашались), а об обнародовании планов корпорации Intel относительно внедрения новой микроархитектуры. Сама новая микроархитектура пока еще даже не имеет кодового названия (во всяком случае, название не разглашалось), и в корпорации Intel ее именуют: Next Generation Power-Optimized Microarchitecture (оптимизированная микроархитектура следующего поколения). Понятно, что новая микроархитектура будет полностью соответствовать концепции «Performance per watt», то есть оптимизированному энергопотреблению. Как было объявлено на Форуме IDF 2005, новая микроархитектура будет представлять собой некий гибрид микроархитектуры NetBurst и микроархитектуры мобильного процессора Intel Pentium M (Banias). При этом по наследству от NetBurst новой микроархитектуре достанутся шина, поддержка таких инновационных технологий, как Intel Virtualization Technology, LaGrande Technology, Intel Active Management Technology, Intel EM64T, а от архитектуры Banias — технологии энергосбережения (рис. 2).

 

Рис. 2. Новая процессорная микроархитектура будет воплощать в себе все лучшее,

Рис. 2. Новая процессорная микроархитектура будет воплощать в себе все лучшее,
что было в архитектурах NetBurst и Banias

Известно также, что в процессорах на основе новой микроархитектуры длина конвейера будет составлять 14 ступеней, то есть больше, чем в процессоре Intel Pentium M, и меньше, чем в процессорах с архитектурой NetBurst. Кроме того, будут использованы усовершенствованный блок внеочередного выполнения команд (Out-of-Order) и блок предвыборки данных.

Организация работы кэш-памяти предусматривает возможность обмена данными между кэшами первого уровня, относящимися к разным ядрам, а кэш второго уровня будет общим и перераспределяемым.

Наряду с этим известно, что первые процессоры, выполненные на основе новой микроархитектуры, не будут поддерживать технологию Hyper-Threading. По всей видимости, это объясняется тем фактом, что использование технологии Hyper-Threading неэффективно при коротком конвейере, который будет реализован в новой микроархитектуре.

Собственно, из официально объявленных на Форуме IDF 2005 технических подробностей это, пожалуй, всё. Остается лишь добавить, что корпорация Intel представит новую микроархитектуру во второй половине 2006 года. Все процессоры, основанные на новой микроархитектуре, будут двухъядерными (а впоследствии и многоядерными), а новая микроархитектура послужит основой для мобильных, десктопных и серверных процессоров.

В начало В начало

Merom, Conroe и Woodcrest

Первыми процессорами, в основе которых будет использована новая микроархитектура, станут процессоры с кодовыми именами Merom, Conroe и Woodcrest (рис. 3). На Форуме IDF 2005 Пол Отеллини впервые продемонстрировал эти новые процессоры.

 

Рис. 3. Новая микроархитектура станет основой для новых процессоров Merom, Conroe

Рис. 3. Новая микроархитектура станет основой для новых процессоров Merom, Conroe и Woodcrest

Данные двухъядерные процессоры будут выполнены по 65-нанометровому технологическому процессу и предназначены соответственно для ноутбуков (Merom), настольных систем (Conroe) и серверов (Woodcrest). Как ожидается, новые процессоры будут значительно превосходить предыдущие модели по такому показателю, как производительность в расчете на ватт потребляемой электроэнергии (Performance per watt). Так, по данному показателю процессор Merom превзойдет Yonah более чем в три раза (рис. 4), процессор Conroe обгонит Smithfield в пять раз (рис. 5), а серверный процессор Woodcrest опередит Dempsey более чем в три раза (рис. 6).

 

Рис. 4. По показателю «Performance per watt» мобильный процессор Merom превзойдет Yonah более чем в три раза

Рис. 4. По показателю «Performance per watt» мобильный процессор Merom превзойдет Yonah более чем в три раза

Рис. 5. По показателю «Performance per watt» десктопный процессор Conroe обгонит Smithfield в пять раз

Рис. 5. По показателю «Performance per watt» десктопный процессор Conroe обгонит Smithfield в пять раз

Рис. 6. По показателю «Performance per watt» серверный процессор Woodcrest опередит Dempsey более чем в три раза

     

Технология Intel Viiv

В рамках осеннего Форума IDF 2005 корпорация Intel объявила, что в начале следующего года будет представлена технология Intel Viiv (произносится «вайв»), которая позволит создать домашние ПК нового поколения, обеспечивающие более сильные и яркие впечатления от цифровых развлечений.

 

В сочетании с сертифицированными корпорацией Intel бытовыми электронными устройствами, Интернет-сервисами и развлекательными приложениями технология Intel Viiv ознаменует наступление новой эры цифровых развлечений. ПК на базе технологии Intel Viiv будут поддерживать дистанционное управление и обеспечат пользователям расширенные возможности, основанные на функциональности инновационных компонентов Intel, таких как двухъядерный процессор, набор микросхем, платформенное ПО и сетевые решения.

«Intel Viiv — наша первая платформа, изначально разработанная для пользователей цифрового дома, которые хотят получить возможность в любое время обращаться к хранимой на ПК информации из любой комнаты дома при помощи самых разных устройств, — сказал Дон Макдональд (Don MacDonald), вице-президент и генеральный менеджер подразделения Digital Home Group корпорации Intel. — Опираясь на успех технологии Intel Centrino для мобильных ПК, мы решили положить в основу маркетинга нашей новой платформы для цифрового дома, охватывающей новейшие технологии Intel, похожую стратегию продвижения торговой марки. Технология Intel Viiv — это точка объединения инновационных решений, разнообразных цифровых устройств, первоклассных развлечений и самых современных технологий, обеспечивающая пользователям новые возможности для цифрового досуга».

Торговая марка Intel Viiv символизирует совершенство новейших технологий, способных обеспечить людям незабываемые впечатления от домашних развлечений.

Системы на базе технологии Intel Viiv будут иметь самые разные формфакторы: пользователи смогут выбрать как более традиционные модели в настольном исполнении, так и компактные системы, выполненные в виде бытовой электронной аппаратуры и напоминающие компоненты стереосистемы или DVD-плеер.

Чтобы сделать платформу Intel Viiv более удобной в использовании и улучшить общие впечатления пользователей, корпорация Intel реализовала в ней некоторые возможности бытовых электронных устройств. Так, все ПК на базе технологии Intel Viiv будут поставляться с пультом дистанционного управления, ОС Microsoft Windows Media Center Edition и мультимедийным ПО, благодаря чему компьютером можно будет управлять так же, как телевизором. Например, пользователи смогут смотреть фильм или играть в компьютерную игру, загружая при этом из Интернета новейшие музыкальные композиции, — и все это на одной интегрированной системе с использованием пульта дистанционного управления. Другая новая возможность — технология Intel Quick Resume — позволит быстро изменять режим работы ПК (после первоначальной загрузки) нажатием одной кнопки. Кроме того, каждый ПК на базе технологии Intel Viiv будет оснащен звуковым решением формата 5.1 (некоторые системы будут поддерживать воспроизведение звука в формате 7.1), обеспечивающим великолепное качество звука, сравнимое с домашним кинотеатром.

Благодаря TV-тюнеру (будет поставляться опционально) пользователи смогут смотреть телепередачи в любом удобном для себя режиме и сохранять их на жестком диске для просмотра в более удобное время. Кроме того, с помощью ПК на базе технологии Intel Viiv пользователи смогут с легкостью подключаться к новейшим развлекательным Интернет-сервисам, позволяющим загрузить фильмы и музыку или принять участие в многопользовательских сетевых играх — им для этого даже не придется вставать с дивана.

Почти вся информация сегодня уже представляется в цифровом формате, поэтому вполне понятно, что пользователи желают обращаться к ней из любой комнаты при помощи разных устройств, подключенных к домашней сети. Чтобы облегчить развертывание домашних сетей, корпорация Intel будет прилагать к системам на базе технологии Intel Viiv специальное ПО, одним из компонентов которого станет мастер конфигурирования сети, позволяющий с легкостью подключать к сети мультимедийные проигрыватели, DVD-плееры, телевизоры, стереосистемы и другие устройства при помощи пульта дистанционного управления.

Технология Intel Viiv включает интегрированный компонент, способный преобразовывать цифровые файлы в другой формат, чтобы их можно было просматривать на различных устройствах, проверенных корпорацией Intel на предмет совместимости с системами на базе технологии Intel Viiv. Кроме того, корпорация Intel в сотрудничестве с производителями ПК и бытовых электронных устройств, а также с провайдерами контента разрабатывает спецификации совместимости, чтобы пользователи могли с легкостью передавать по домашней сети разные виды мультимедийной информации между различными устройствами.

Как показывают проводимые корпорацией Intel исследования моделей использования домашних ПК, пользователи сегодня все больше внимания уделяют производительности компьютеров в многозадачном режиме. Эта тенденция также не была проигнорирована: системы на базе технологии Intel Viiv смогут эффективно выполнять сразу несколько требовательных к вычислительным ресурсам задач. Двухъядерные процессоры Intel позволяют использовать один ПК сразу нескольким людям, находящимся в разных комнатах дома. Например, используя ПК на базе технологии Intel Viiv, дети смогут загружать из сети и смотреть новый фильм, а родители в то же время смогут слушать музыку, передаваемую с ПК на стереопроигрыватель при помощи цифрового мультимедийного адаптера.

Скорее всего, ПК для развлечений на базе технологии Intel Viiv появятся на рынке в I квартале 2006 года. Многие производители систем представят широкий диапазон моделей, различающихся по форме и размеру, благодаря чему каждый пользователь сможет подобрать систему, которая прекрасно впишется в интерьер его дома.

Двухъядерные технологии и платформы бытовой электроники для цифрового дома

В рамках проходящего Форума IDF 2005 корпорация Intel представила концептуальную модель ПК Golden Gate, выполненную в стильном компактном корпусе и построенную на базе двухъядерного процессора Intel нового поколения под кодовым наименованием Yonah. Сочетание двух высокопроизводительных вычислительных ядер и энергосберегающей платформы позволяет создать множество компактных и стильных конструктивных решений. Концептуальный ПК Golden Gate позволяет воспроизводить видео высокого разрешения и реалистичную графику в играх, а также включает встроенный ТВ-тюнер.

Корпорация Intel занимается разработкой платформ для создания устройств бытовой электроники, таких как плазменные ТВ и персональные мультимедийные плееры. Так, был представлен процессор для мультимедийного дисплея Oplus MN301, построенный по принципу «системы на одном кристалле», который обеспечит четкость изображения и реалистичную цветопередачу для дисплеев с плоским экраном. Уже имеется опытный образец готового к производству устройства для двухканального воспроизведения телевидения высокой четкости. Процессор Oplus MN301 для дисплеев и система Oplus Image Perfecting Engine были разработаны компанией Oplus Technologies Ltd, израильской дочерней компанией Oplus Technologies, Inc. и переданы корпорации Intel в апреле 2005 года.

 

Если же по отдельности рассматривать такие показатели, как производительность и энергопотребление процессоров на основе новой микроархитектуры, то уже сегодня можно говорить о том, что новая микроархитектура, с одной стороны, позволяет создавать процессоры с производительностью, в десять раз превышающей производительность сегодняшних процессоров, а с другой стороны, обеспечивает десятикратное сокращение энергопотребления (рис. 7). К примеру, энергопотребление серверного процессора Woodcrest будет на 40% ниже энергопотребления процессора Whitefield, а энергопотребление процессора Conroe составит всего 65 Вт.

 

Рис. 7. Новая микроархитектура позволит создавать процессоры с низким энергопотреблением и высокой производительностью для любого сегмента рынка

Рис. 7. Новая микроархитектура позволит создавать процессоры с низким энергопотреблением и высокой производительностью для любого сегмента рынка

Пол Отеллини также объявsройств класса Handtop ПК, которые будут обладать функциональными возможностями коммуникационных устройств и вычислительными возможностями ПК, при этом их потребляемая мощность будет менее 1 Вт, а вес — менее 450 г.

В начало В начало

Новый Roadmap

Согласно планам корпорации Intel, новые процессоры Merom, Conroe и Woodcrest будут выпущены во второй половине 2006 года. Процессор Merom придет на смену мобильному процессору Yonah, Conroe сменит Presler, а Woodcrest заменит Dempsey и Sossaman (рис. 8).

 

Рис. 8. Планы корпорации Intel по выпуску новых процессоров

Рис. 8. Планы корпорации Intel по выпуску новых процессоров

Интересно отметить, что архитектура NetBurst в дальнейшем будет представлена только в одноядерном процессоре CedarMill, однако, за исключением единственного слайда, демонстрировавшего планы компании Intel, данный процессор нигде более не фигурировал, да и сама архитектура NetBurst оставалась в тени.

В начало В начало

Процессоры переходного периода Yonah и Sossaman

Если о таких двухъядерных процессорах, как Yonah, Presler и Dempsey, говорилось еще на весеннем IDF 2005, то о процессоре Sossaman на нынешнем форуме было объявлено впервые, а потому он заслуживает более пристального внимания. Более того, на Форуме IDF 2005 были обнародованы технические подробности нового мобильного процессора Yonah. Поэтому остановимся более подробно на процессорах Sossaman и Yonah.

Казалось бы, что может быть общего у этих двух процессоров, ориентированных на различные сегменты рынка? Однако, как выяснилось, эти двухъядерные процессоры имеют одну и ту же микроархитектуру. Таким образом, серверный процессор Sossaman, ориентированный на использование в двухпроцессорных серверных платформах, будет иметь ту же самую микроархитектуру, что и мобильный процессор Yonah, ориентированный на использование в мобильных платформах следующего поколения под кодовым названием Napa. В этом смысле процессор Sossaman можно рассматривать как переходное решение периода от микроархитектуры NetBurst к оптимизированной микроархитектуре следующего поколения.

Итак, процессоры Sossaman и Yonah, выпуск которых планируется компанией в I квартале 2006 года, будут изготовлены по 65-нанометровому технологическому процессу. Площадь кристалла составит 90,3 мм2, а количество транзисторов на кристалле — 151 млн. Из особенностей отметим поддержку частоты шины FSB 667 МГц, поддержку технологии виртуализации. Размер кэша L2 будет составлять 2 Мбайт, причем речь идет о разделяемом между обоими ядрами кэше, получившем название Intel Smart Cache. Кроме того, новые процессоры будут поддерживать такие функции энергосбережения, как Intel Dynamic Power Coordination, Intel Advanced Thermal Manager и Enhanced Intel Deeper Sleep (рис. 9), а также технологию Intel Digital Media Boost, позволяющую снизить количество циклов процессора, необходимое для выполнения команд программного кода.

 

Рис. 9. Технические характеристики процессора Yonah

Рис. 9. Технические характеристики процессора Yonah

Принципиально новый L2-кэш Intel Smart Cache в процессорах Yonah (рис. 10) и Sossaman не имеет жесткой привязки к тому или иному ядру из расчета по 1 Мбайт на ядро, а в зависимости от нагрузки может динамически перераспределяться между ядрами (рис. 11).

 

Рис. 10. Структурная схема процессора Yonah

Рис. 10. Структурная схема процессора Yonah

Рис. 11. Улучшенная схема L2-кэша процессоров Yonah и Sossaman

Рис. 11. Улучшенная схема L2-кэша процессоров Yonah и Sossaman

Новая технология энергосбережения Intel Dynamic Power Coordination (рис. 12), помимо традиционных состояний процессора C0, C1, C2, C3 и С4, допускает использование еще одного состояния — DC4. Напомним, что состояние C0 (Active) — это активное состояние процессора (Active); состояние C1 (Auto Halt) — это состояние, при котором отключается тактовая частота ядра процессора; C2 (Stop Clock) — это состояние, при котором отключается как тактовая частота процессора, так и шины процессора; С3 (Deep Sleep) — это состояние, при котором отключается тактовый генератор; С4 (Deeper Sleep) — состояние, при котором происходит снижение напряжения ядра процессора. Новое состояние DC4 (Enhanced Deeper Sleep) — это еще одно состояние процессора, при котором предусмотрено еще большее, чем в состоянии С4, снижение напряжения питания ядра процессора.

 

Рис. 12. Технология Dynamic Power Coordination

Рис. 12. Технология Dynamic Power Coordination

В начало В начало

Заключение

Итак, Форум IDF 2005 стал поворотной вехой в истории развития процессоров, обозначив отсчет времени, с которого начнется переход на новую процессорную микроархитектуру, которая станет основой как для мобильных, так и для настольных и серверных процессоров. При этом говорить можно не только и не столько об изменении процессорной микроархитектуры, сколько об изменении самой идеологии. И если раньше все устремления были направлены на достижение максимальной производительности, то теперь речь идет об оптимизированной в плане энергопотребления производительности. В процессорах переход к новой концепции уже начался, и, по всей видимости, этому примеру корпорации Intel последуют и другие ведущие производители комплектующих (чипсетов, графических процессоров, памяти и т.д.).

Конечно, сводить все итоги Форума IDF 2005 лишь к обнародованию нового вектора развития процессоров было бы неверно. Форум IDF 2005 затронул практически все современные направления развития компьютерной индустрии, и мы обязательно рассмотрим на страницах нашего журнала все поднимавшиеся на нем актуальные темы.

КомпьютерПресс 9'2005

Наш канал на Youtube

1999 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2000 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2001 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2002 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2003 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2004 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2005 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2006 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2007 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2008 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2009 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2010 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2011 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2012 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
2013 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Популярные статьи
КомпьютерПресс использует