Процессоры-тяжеловесы семейства x86
Микропроцессоры Intel Pentium III и AMD Athlon вышли на«заветную» частоту 600 МГц
Могучий AMD Athlon — последнее искушение AMD
Отчеты AMD. Опять красные цифры
Производительность Athlon (пока — со слов AMD)
Pentium III 600 МГц. Пока по технологии 0,25 микрон
Могучий AMD Athlon — последнее искушение AMD
Долгожданный процессор, который безусловно станет судьбоносным для Advanced Micro Devices (AMD), был объявлен не только без помпы, но просто даже подозрительно скромно. 23 июня на Web-сайте AMD (http://www.amd.com/news/prodpr/9980.html) появился невзрачный пресс-релиз, возвестивший о начале поставок компанией AMD первого в мире микропроцессора седьмого поколения с системой команд x86. А событие-то действительно незаурядное: впервые в истории компьютерной индустрии лидерство в выпуске процессора нового поколения принадлежит не Intel, а вечному ее преследователю — AMD. Первенца нового поколения чипов, известного под рабочим именем K7, назвали Athlon. По-гречески athlon значит «состязание». Кто с кем соревнуется — понятно, хотя сама AMD утверждает, что название символизирует технологический отрыв от шестого поколения процессоров (вопросы и официальные ответы, касающиеся нового процессора, читайте по адресу: http://www1.amd.com/products/cpg/showall/1,1395,,00.html?type=Athlon).
О характеристиках процессора было известно задолго до его появления. Athlon имеет суперскалярную (возможность параллельного исполнения нескольких команд), девятифазную суперконвейерную микроархитектуру (команда разбивается на множество очень простых фаз, каждая из которых отрабатывается очень быстро). Впервые процессор с системой команд х86 взаимодействует с системой посредством 200-мегагерцевой шины по протоколу Alpha EV6. Данный принцип организации системной шины, лицензированный у Digital, раскрывает качественно новые возможности для многопроцессорных конфигураций. В дальнейшем частота шины будет повышена до 400 МГц (пропускная способность — 8 байт*400 МГц=3,2 Гбайт/с, а производительность памяти Rambus при этом 2 байта*400 МГц = 1,6 Гбайт/с1). Кроме того, инженерам AMD первым удалось реализовать в процессоре архитектуры x86 суперскалярный блок операций с плавающей точкой (что особенно важно для интенсивных математических вычислений и трехмерных игр). И, наконец, цепочку «первых в мире» характеристик замыкает кэш-память первого уровня (кэш L1) емкостью 128 Кбайт. Для сравнения — у Pentium III емкость кэша L1 в три раза меньше. Про кэш второго уровня и говорить страшно. У Athlon он масштабируемый: первые версии будут иметь по 512 Кбайт, но при создании многопроцессорных систем (где размер кэша L2 особенно критичен) он может быть доведен до 8 Мбайт! Поддержка многопроцессорности — это функция, скорее, чипсета, а не центрального микропроцессора, но уже сейчас готовятся к выходу 2/4/8-процессорные платформы для серверов и рабочих станций «атлетического сложения». Кстати, первый «шестисотый» Athlon, который побывал в редакции КомпьютерПресс, имел кэш второго уровня, работающий на половине тактовой частоты ядра.
Среди ранее неизвестных структурных нововведений у Athlon имеется три суперскалярных полностью конвейеризованных блока операций с плавающей запятой, которые выполняют также инструкции MMX и 3D Now!, три суперскалярных блока целочисленных операций и три конвейерных суперскалярных адресных блока. Все перечисленные блоки являются «внеочередными» (out-of-order). Это означает, что окончание процессором исполнения команд происходит в порядке, отличном от их следования в исходной программе при сохранении логики исполнения команды. По сути, это ведет к ускорению процесса обработки программы за счет распараллеливания исполнения команд. Плюс ко всему у Athlon имеется улучшенный механизм предсказания ветвлений — нужные инструкции и данные извлекаются из памяти заблаговременно, и программа выполняется быстрее.
Примечательно, что 21 дополнительная SIMD-инструкция (набор 3DNow!), призванная ускорить обработку специально написанных трехмерных приложений, получила пополнение из 24 «коллег». Новый процессорный набор инструкций Enhanced 3DNow! должен, по идее, оптимизировать обработку файлов MP3, а также снизить нагрузку на процессор со стороны программных модемов и других устройств, охочих до лишних мегагерц.
К моменту анонсирования AMD порадовала покупателей появлением трех вариантов чипов с тактовыми частотами 500, 550 и 600 МГц (чуть позже был анонсирован Athlon 650 МГц). Слухи о том, что первые Athlon будут стоить около 2000 долл., к счастью, не подтвердились. Оптовые цены установили на уровне 324, 479 и 699 долл. за чипы с тактовыми частотами 500, 550 и 600 МГц соответственно (естественно, в партиях по 1000 штук). Для справки: себестоимость Athlon колеблется у отметки 100 долл. Однако приверженность шине EV6 позволяет предположить, что «Атлону» не избежать «синдрома Alpha», когда приемлемая стоимость процессора c лихвой «компенсируется» высокой ценой системной платы. Косвенно такие опасения подтверждают и прогнозы самой AMD. Последняя предполагает, что цена готового компьютера на базе Athlon 500 МГц (324 долл.) составит около 1300 долл., а с 600-мегагерцевым процессором (699 долл.) — до 2000 долл. Компоненты «готовой системы», правда, не раскрываются.
В настоящий момент вся линейка Athlon выпускается по 0,25-микронной технологии с шестью слоями металлизации. Площадь кристалла при таких допусках — 184 мм2. На чипе насчитывается 22 млн. транзисторов (максимум 68 тыс. транзисторов на уплаченный покупателем доллар — неплохое соотношение). Изначально процессоры седьмого поколения будут производится на мощностях техасского завода AMD Fab25, но уже в начале 2000 года будут введены в строй мощности Fab30 — самого современного завода AMD в Дрездене, где планируется внедрить «медную» технологию вместо обычной «алюминиевой». Поставки процессоров AMD, изготовленных по 0,18-микронной алюминиевой технологии, намечены на четвертый квартал этого года, а процессоры с теми же нормами, но изготовленные по медной технологии ожидаются в первой половине 2000 года.
Как известно, Athlon будет устанавливаться на плате в разъем типа Slot A. Внешне — он полная копия «интеловского» Slot1. Благодаря механической совместимости Athlon можно даже установить в Slot 1. (Только работать, конечно, ничего не будет из-за отсутствия хотя бы электрической совместимости.) Прогнозы по поводу технологического дефицита чипсетов для нового детища AMD, похоже, также не сбываются. С собственными наборами микросхем окружения помимо самой AMD выступили такие ведущие поставщики, как VIA Technologies (и вовсе «имеющая зуб» на Intel после отзыва лицензии на шину P6), SIS, ALi и другие. Не остались в стороне и производители материнских плат. Тайваньские ASUSTeK, Micro-Star, VIA, GigaByte, FIC, AOpen и Biostar уже представили свои решения для Athlon: верный признак того, что «процесс пошел». Руководители AMD обещают, что мощности Athlon не будут рассеиваться впустую из-за дефицита оптимизированного софта и весь потенциал процессора сразу раскроется на коммерческих приложениях класса Adobe Photoshop, 3D Studio MAX, AutoCAD 2000 и играх типа Half-Life Smokin’ и Quake II Crusher. Заядлых игроков наверняка порадует тот факт, что разработчики графических процессоров из фирм 3Dfx, nVidia, ATI, S3 и Matrox готовят драйверы, оптимизированные для процессоров Athlon.
 |
|
Игра в названия
Выпустить процессор под единым названием, но с разными тактовыми частотами, объемами и частотами кэша — общепринятая в компьютерной индустрии практика. Но маркетологи AMD пошли «своим путем», и названия процессоров Athlon для разных сегментов рынка будут различаться. Скажем, в ПК среднего ценового диапазона (value PC) планируется устанавливать некий Athlon Select (а также K6-2, который пока не списывают со счетов). Для серверов и рабочих станций будет выпускаться процессор Athlon Ultra, а для высокопроизводительных ПК «припасены» Athlon (просто Athlon, а также K6-III) и Athlon Professional. С одной стороны, собственные имена процессоров позволят покупателям лучше ориентироваться в линейке, а с другой — более точное позиционирование, возможно, позволит AMD прорваться на корпоративный рынок, куда его до недавних пор не пускали (даже в условиях тендеров писали, что к рассмотрению принимаются только поставки Pentium-систем). Действительно, представьте, что было бы, если б единственным идентификатором всех моделей Ford служил бы трехзначный номер, а через дефис — тип двигателя плюс мощность в лошадиных силах...
Если не случится очередной «производственной проблемы», то уже во второй половине нынешнего года для корпоративного сектора будут предложены клиентские станции на базе Athlon, а в начале 2000-го — серверы и рабочие станции.
|
|
Отчеты AMD. Опять красные цифры
Хороший процессор, текущая поддержка со стороны третьих производителей, заказы ведущих вендоров... Но все ли так радужно? К сожалению, помимо внедрения собственных классных разработок AMD «славится» умением завалить все дело на стадии маркетинга и производства. То выход годных процессоров ниже прогнозируемого, то себестоимость возрастает, то не успевают в срок выполнить многочисленные заказы... Впрочем, «серверный» Athlon не такой уж массовый процессор, авось AMD с ним справится.
А пока по результатам второго квартала (на конец июня) AMD сообщила об убытках в размере 162 млн. долл. (1,1 долл. на акцию). За соответствующий период в прошлом году AMD потеряла в 2,5 раза меньше. Лишь продажа дочерней фирмы Vantis за 259 млн. долл. несколько спасает положение. Сообщается, что потери вызваны проблемами с производством процессоров семейства K6. Масла в огонь подливает неожиданный уход в отставку популярного в народе CEO AMD С. Атик Раза по личным причинам, не связанным с финансовым положением в компании. На его место пришел Роберт Палмер, занимавшийся в свое время «молочными братьями» Athlon по шине — процессорами Alpha.
Выход Athlon — исторический шанс для AMD не только поправить свои дела, но и перейти из разряда «преследователей Intel» в «равные». Merced появится не скоро, выпуск Coppermine (кодовое название высокочастотного процессора Intel, изготовленного по техпроцессу 0,18 микрон, с интегрированным на кристалл кэшем L2 емкостью 256 Кбайт) временно откладывается (видимо, из-за проблем с новой субмикронной технологией). Самое время «снимать сливки». А что говорят производители? По слухам, наладить выпуск высокопроизводительных настольных систем на базе Athlon намерены Dell, Siemens/Fujitsu, IBM и Compaq. Многое зависит от степени гнева Intel, но разочарование покупателей куда опаснее. В любом случае отношение к выпуску серверов на Athlon пока настороженное. К слову, AMD рассчитывает в третьем квартале произвести около миллиона чипов Athlon и несколько миллионов процессоров семейства K6.
|
|
Производительность Athlon (пока — со слов AMD)
Несмотря на заявления о принципиальной ущербности сравнений Athlon с процессорами Intel, разработчики не смогли отказать себе в удовольствии опубликовать сравнительные тестирования Athlon и процессора Pentium III с сопоставимой тактовой частотой. В тестовой лаборатории AMD были получены поистине поразительные результаты, «заинтересованное» происхождение которых конечно, не позволяет считать их истиной в последней инстанции. Даже независимой экспертизе SPEC полученные AMD результаты не подвергались... Впрочем, аналогичные показатели зафиксированы испытателями из тестовой лаборатории немецкого журнала C’t. Замеры велись еще до выхода Pentium III c частотой 600 МГц, поэтому за единицу измерений принималась производительность Intel Pentium III c кэшем L2 512 Кбайт и тактовой частотой 550 МГц. В качестве программного набора тестов был взяты стандартные наборы СFP95 и СINT95 (методика корпорации SPEC — Standard Performance Evaluation Corp.), которые используются для получения сравнительных результатов для процессоров различных типов и классов.
Кратко о конфигурации тестового стенда2 : графический акселератор на Diamond 770 на чипе nVidia TNT2 Ultra (32 Мбайт памяти 183 МГц, частота ядра — 150 МГц), жесткий диск Western Digital Expert 41800, единый модуль памяти DIMM PC-100 128 Мбайт, звуковая карта Sound Blaster Value, Ethernet-карта Lynksys HPN Home, шестискоростной DVD-привод Toshiba SD-1212. Использовался механизм альтернативной загрузки ОС Windows 98 (c DirectX 6.1A) и Windows NT 4.0 (с Service Pack 4) через Norton System Commander. Системная плата, на которой был установлен Athlon, — некоммерческий вариант, пока недоступный в продаже, а плата для Pentium III — это старый добрый ASUS P2B Rev. 1.02. За единицу принята производительность Pentium III 550 МГц, кэш L2 512 Кбайт.
Вспомним, что процессоры AMD традиционно уступали чипам Intel на операциях с плавающей точкой. Теперь же соответствующий блок Athlon — гордость инженеров AMD. По результатам SPECfp_base95 производительность Athlon 550 МГц с кэшем L2 512 Кбайт на 46% выше, чем у Pentium III c той же тактовой частотой и объемом кэша. Производительность же процессора Athlon 600 МГц на «плавающих» операциях более чем в 1,5 раза выше, чем у Pentium III 550 МГц.
Не менее впечатляющие результаты показывает тест 3D Performance из пакета ZD 3D WinBench 99 v.1.2 в режиме Null Driver. Данный тест проводится в ОС Windows 98 и демонстрирует потенциал производительности процесса при обсчете трехмерных сцен, объектов в играх и специализированных графических приложениях, поддерживающих стандарт Direct3D. Запуск теста в режиме Null Driver позволяет избежать влияния драйверов видеокарты и самого графического акселератора на объективность замеров. Короче говоря, и тут процессоры Athlon 550 и 600 МГц обошли Pentium III 550 МГц на 40 и 48% соответственно.
А вот целочисленная производительность Athlon не сильно впечатляет. Превосходство над Pentium III на 9 и 18% трудно назвать большим успехом инженеров, учитывая, что речь идет о процессоре следующего поколения (график выглядит внушительно, но обратите внимание на масштаб).
В ближайшем будущем тестовая лаборатория КомпьютерПресс ознакомит читателей с результатами собственных испытаний процессоров Athlon. Они уже в Москве, как и их соперник Pentium III 600 МГц.
На целочисленных операциях превосходство Athlon наименее очевидно. Плюс 9-18% — не очень убедительный результат для процессора седьмого поколения.
|
|
Pentium III 600 МГц. Пока по технологии 0,25 микрон
Это не Coppermine
Техпроцесс с нормами 0,25 микрон (это размер минимального элемента на кристалле), давно практикуемый Intel, оказался столь отлаженным и безотказным, что выход первого «шестисотого» процессора в истории Intel пришелся именно на него (Pentium III 600 МГц официально был анонсирован 2 августа). Выход же Coppermine, процессора Pentium III c нормами 0,18 мкм, был отложен на два месяца (по независимым каналам стало известно, что проблема именно в дизайне процессора, а не в субмикронных нормах). А ведь первоначально предполагалось, что именно Coppermine с кэшем L2 емкостью 256 Кбайт, работающим на частоте ядра, станет первым Pentium III с тактовой частотой 600 МГц. Ожидается, что в ноябре будет объявлена «настольная» версия Coppermine c частотой 667 МГц.
А тем временем «со стапелей» уже спускается новый долгожданный чипсет Intel 820 (Camino) — спутник Coppermine, который будет поддерживать внешнюю тактовую частоту процессора 133 МГц. Очевидно, при этом нас ожидает чехарда с процессорными индексами: ведь Intel выпустит 600-мегагерцевые версии процессоров, поддерживающие частоты как 100, так и 133 МГц. Множитель частоты шины будет «впаян» внутри процессора. Предполагается, что Intel 820 на период «снятия сливок» будет единственным чипсетом, поддерживающим частоту шины 133 МГц. Не так давно у компании VIA, разработавшей чипсет с «завышенной» частотой, Intel отозвала лицензию на шину P6. И тут же такая лицензия демонстративно была предоставлена послушной Acer Labs (Ali), которая не будет вторгаться на высокопроизводительный рынок и выпускать чипсеты, рассчитанные на 100 МГц (Pentium II/III) и 66 МГц (Celeron). Сама Intel расценивает такие выводы как чистую спекуляцию, приводя пример той же RRC, выпускающей чипсеты для Pentium III Xeon. VIA просто нарушила лицензионное соглашение, за что и получила по рукам. У Intel есть достойный ответ на выход Athlon — ценовая политика и доступность процессора для сборщиков. Правда, на момент объявления Athlon его 600-мегагерцевая версия была дешевле, чем Pentium III 550 МГц, на 6%. На повестке дня — традиционное квартальное снижение цен, которое устранит «диспропорции». Опять же в недалеком будущем появится процессор Merced для серверов и рабочих станций. На пресс-конференции российского представительства Intel (http://www.intel.ru), посвященной выходу «шестисотого» Pentium III, было официально объявлено, что дизайн суперпроцессора Merced завершен, а первые образцы будут доступны уже в текущем квартале. Коммерческая же версия процессора будет запущена в производство в середине 2000 года.
|
|
Слово об имениннике
Но вернемся к имениннику — Pentium III. Поскольку Россия умело скрывает свои дружественные намерения по отношению к США, американская торговая комиссия регулярно платит нам той же монетой. До недавних пор поставки в Россию «высокочастотных» рекордсменов не разрешались, и Intel каждый раз приходилось в индивидуальном порядке утрясать вопрос об адресных поставках OEM-чипов отдельным благонадежным российским сборщикам3. Но недавно минторг США решительно поднял планку, и теперь Intel может поставлять всю линейку процессоров. Такая политика приносит свои результаты: почти сразу после объявления «шестисотого» крупнейшие российские сборщики начали поставки готовых систем на его основе. Athlon был объявлен раньше, но рабочие станции с этим процессором запаздывают (хотя российские производители компьютеров — начеку).
Pentium III 600 МГц — очень дорогое удовольствие. Даже в партиях по 1000 штук его цена составляет 670 долл. (пока). Кого не устраивает — добро пожаловать на планету Celeron. К выходу «шестисотого» Intel приурочила объявление Celeron 500 МГц. Его цена в четыре раза меньше (167 долл. в партиях по 1000 штук), чем у Pentium III 600 МГц. Несмотря на намеки руководителей Intel, сделанные еще на зимнем форуме разработчиков этой компании, официально поддерживаемая внешняя частота Celeron составляет 66 МГц и никакой поддержки потоковых инструкций SSE не предвидится.
|
|
Все только начинается
Пока Intel и AMD штурмуют Олимп high-end, в «предгорьях» сосредоточивается мощный кулак, нацеленный на рынок бюджетных систем. Основной ньюсмейкер — фирма VIA, контролируемая тайваньским мультимиллионером. Опальная компания, производящая высококлассные чипсеты, но не поделившая с Intel частоту 133 МГц и не договорившаяся с процессорным супергигантом о поддержке памяти Rambus, собирает под своим крылом тяжелораненых «бойцов». Без лишнего шума VIA приобрела Cyrix (точнее, технологии Cyrix, уволив штат), а также процессорное отделение National Semiconductor IDT, которое разрабатывает процессоры WinChip (RISC по идеологии, но совместимые с системой команд x86). У VIA теперь есть почти полный набор технологий для производства компьютерных платформ (процессоры, чипсеты, системные платы).
Как это ни парадоксально, возможный крах AMD (которая израсходовала последние резервы, сделав ставку на Athlon) и крушение процессорной программы VIA не отвечают интересам и самой Intel. Иллюзия конкуренции ненадежна, но защищает мировую олигополию от обвинений Антимонопольного комитета США. Предыдущая атака комитета недавно захлебнулась, но кто знает, как развернутся события, если останется только один...
КомпьютерПресс 9'1999
