Развитие мобильных платформ
Дальнейшее развитие платформы Intel Centrino Duo
Модуль беспроводной связи Kedron
Прошедший в Сан-Франциско (шт. Калифорния) в начале марта весенний Форум компании Intel для разработчиков (IDF 2006) обозначил новое направление развития мобильных компьютеров. В рамках этого мероприятия были обнародованы планы компании Intel по выпуску не только новых платформ для мобильных ПК, но и совершенно нового класса устройств — ультрамобильных ПК.
Дальнейшее развитие платформы Intel Centrino Duo
ще не успели поступить в массовую продажу ноутбуки на основе платформы Napa с двухъядерным процессором Yonah, а уже во-всю стали говорить о новом поколении мобильных платформ Intel Centrino Duo, которое известно под кодовым названием Santa Rosa. В этой статье мы детально рассмотрим данную платформу, которая станет основой для ноутбуков в следующем году.
Платформа Santa Rosa, как и все предыдущие платформы мобильных ПК Intel Centrino и Intel Centrino Duo, будет включать три обязательных компонента: процессор Merom, чипсет Crestline и модуль беспроводной связи Kedron. Именно сочетание всех этих трех компонентов, объединенных в единую платформу, обеспечивает высокую производительность, низкое энергопотребление и высочайшую функциональность ноутбуков следующего поколения. Кроме перечисленных базовых компонентов платформы Santa Rosa, там будет применяться технология Robson, позволяющая повысить скорость загрузки операционной системы и приложений.
Рассмотрим компоненты новой платформы Santa Rosa более подробно.
Процессор Merom
Двухъядерный процессор Merom, основанный на микроархитектуре нового поколения Intel Core, будет выполняться по 65-нм технологическому процессу. В сравнении с двухъядерным процессором Yonah, который является составной частью платформы Napa, процессор Merom обеспечивает 20% прирост производительности при 20% снижении энергопотребления.
Новая микроархитектура Intel Core в большей степени напоминает микроархитектуру Banias (мобильные процессоры Intel Pentium M), чем архитектуру NetBurst (процессоры Intel Pentium 4). Однако имеется ряд принципиальных отличий, которые в итоге и определяют высокую производительность процессора и низкое энергопотребление.
Микроархитектура Intel Core соединяет в себе пять инновационных технологий (рис. 1): Intel Wide Dynamic Execution, Intel Intelligent Power Capability, Intel Advanced Smart Cache, Intel Smart Memory Access и Intel Advanced Digital Media Boost.
Рис. 1. Инновационные технологии микроархитектуры Intel Core
Технология Intel Wide Dynamic Execution позволяет обрабатывать больше команд за такт процессора, повышая эффективность выполнения приложений и сокращая энергопотребление. Это достигается за счет реализации целой совокупности технологий, среди которых наиболее важными являются:
- механизм декодирования до четырех инструкций за такт;
- технология слияния макроопераций Macro Fusion;
- технология слияния микроопераций Micro-ops Fusion.
В сравнении с ядрами процессоров семейства Pentium M и Pentium 4, где за каждый такт могло декодироваться до трех программных инструкций, декодер ядра процессора с архитектурой Intel Core в каждом такте может декодировать до четырех инструкций x86, порождая таким образом до четырех микроопераций. Аналогичным образом расширены и все последующие тракты процессора, в результате чего ядро процессора может выполнять до четырех инструкций за такт.
Технология Macro Fusion заключается в слиянии двух инструкций x86 в одну. В предыдущих версиях процессорной микроархитектуры каждая инструкция в формате x86 декодировалась независимо от остальных. При использовании же Macro Fusion некоторые пары инструкций (например, инструкция сравнения и условного перехода) при декодировании могут сливаться в одну микроинструкцию (micro-op), которая в дальнейшем будет выполняться именно как одна микроинструкция. Отметим, что для эффективного поддержания технологии Macro Fusion в архитектуре Intel Core используются расширенные блоки ALU (Arithmetical Logic Unit), которые способны поддержать выполнение слитых микроинструкций.
Увеличить количество обрабатываемых команд за такт позволяет технология слияния микроопераций Micro-ops Fusion. Суть ее заключается в том, что в ряде случаев две микрооперации сливаются в одну операцию, содержащую два элементарных действия. В дальнейшем такие две слитые микрооперации обрабатываются как одна, что дает возможность сократить количество обрабатываемых микроопераций, а следовательно, увеличить общее количество исполняемых процессором инструкций за один такт. Как показывают расчеты, технология Micro-ops Fusion позволяет уменьшить общее количество микроопераций на 10%.
Среди других факторов увеличения обрабатываемых команд за такт процессора следует назвать и увеличение размера буферов, связанных с внеочередным исполнением инструкций (Out-of-Order). Кроме того, улучшены предвыборка данных из памяти (prefetch) и механизм предсказания переходов.
Технология Intel Intelligent Power Capability направлена на снижение энергопотребления процессора. Если предыдущая микроархитектура мобильных процессоров была основана на базовом принципе «отключать по возможности всё, что в данной момент не используется», то в микроархитектуре процессора Merom заложен иной принцип — «включать только то, что требуется». Смысл данной технологии заключается в том, что в конкретный момент «запитываются» только те блоки ядра процессора, которые в этом действительно нуждаются, а остальные от питания отключаются.
Технология Intel Advanced Smart Cache заключается в реализации разделяемой между двумя ядрами процессора кэш-памяти L2. В том случае, когда в двухъядерном процессоре кэш L2 не является разделяемым, каждому ядру процессора приходится работать со своим собственным кэшем, а если одному ядру требуются данные, которые находятся в кэше другого ядра, то они передаются через системную шину, что увеличивает время доступа к данным. При наличии разделяемого кэша каждому ядру процессора доступен весь кэш. Кроме того, каждому ядру процессора позволяется использовать всю кэш-память при динамическом отключении другого ядра.
Технология Intel Smart Memory Access увеличивает производительность системы, сокращая время отклика памяти и оптимизируя за счет этого использование пропускной способности подсистемы памяти. Данная технология включает два ключевых механизма: memory disambiguation и advanced prefetchers. Не вникая в довольно сложные алгоритмы работы данных механизмов, отметим лишь, что они позволяют повысить эффективность переупорядочения команд по выборке и загрузки данных из памяти и оптимизировать размещение данных в кэше.
Технология Intel Advanced Digital Media Boost позволяет за один такт обрабатывать все 128-разрядные команды SSE, SSE2 и SSE3, широко используемые в мультимедийных и графических приложениях, что увеличивает скорость их выполнения.
Ожидается, что сначала процессор Merom будет использоваться как дополнение платформы Napa, однако, поскольку процессоры Merom будут поддерживать 64-битную адресацию памяти, можно сказать, что речь идет о версии платформы Napa64.
Предполагается, что первоначально будет выпущено семь моделей процессоров Merom: T7600 (4 Mбайт L2, 2,33 ГГц), T7400 (4 Mбайт L2, 2,16 ГГц), T7200 (4 Mбайт L2, 2,0 ГГц), T5600 (2 Mбайт L2, 1,83 ГГц) и T5500 (2 Mбайт L2, 1,66 ГГц), которые отличаются тактовой частотой, напряжением питания и размером L2-кэша. Все эти процессоры будут поддерживать частоту FSB 667 МГц. В дальнейшем произойдет переход к частоте FSB 800 МГц, однако это уже будет в платформе Santa Rosa.
Чипсет Crestline
Второй компонент новой платформы — это мобильный чипсет Crestline. Ожидается, что будет выпущено две версии этого чипсета: Crestline GM и Crestline PM, отличающиеся друг от друга наличием интегрированной графики. Данные чипсеты будут поддерживать технологию аппаратной защиты LaGrande и технологию виртуализации Intel VT. Чипсеты будут поддерживать частоту FSB 800 МГц, память DDR2-800 (в двухканальном режиме) и, конечно, интерфейс PCI Express.
Кроме того, в этих чипсетах не будет поддержки устаревшего PATA-интерфейса, который заменяется интерфейсом SATA. Мобильный чипсет Crestline будет включать южный мост ICH8M, поддерживающий до трех SATA-портов. Количество портов USB 2.0 будет увеличено до 10.
В новом чипсете Crestline GM будет использоваться новый графический контроллер четвертого поколения. Однако о нововведениях, реализованных в этом графическом ядре, компания Intel пока умалчивает.
Модуль беспроводной связи Kedron
Третьим обязательным компонентом платформы Santa Rosa является модуль беспроводной связи Kedron. И в данном случае речь идет о поддержке не просто стандартов IEEE 802.11a/b/g, а пока еще не принятого стандарта 802.11n, который предполагает более высокие скорости передачи данных за счет использования нескольких приемных и передающих антенн (технология MIMO).
Технология Robson
Еще одна технология, которая будет реализована в платформе Santa Rosa, носит кодовое название Robson и будет поддерживаться на уровне чипсета Crestline. Технология Robson при помощи флэш-памяти NAND и специальных алгоритмов кэширования позволяет ускорить загрузку операционной системы и отдельных приложений, а также обеспечивает снижение энергопотребления за счет уменьшения количества обращений к жесткому диску.
Новые концептуальные ноутбуки
рамках Форума IDF 2006 были также продемонстрированы концептуальные модели новых ноутбуков, разработанных специально для платформы Santa Rosa. Устройство Montevallo 14” обладает 14-дюймовым экраном и соединяет в себе ноутбук и планшетный ПК. В отличие традиционных ноутбуков-трансформеров, здесь используется довольно оригинальный способ трансформации (рис. 2).
Рис. 2. Концептуальный ноутбук Montevallo 14''
Кроме того, в ноутбуке Montevallo 14” предусмотрена и док-станция, которая позволяет превратить его в телевизор (рис. 3).
Рис. 3. Док-станция для ноутбука Montevallo 14''
Еще одна интересная концептуальная платформа — Montevallo 12” с размером экрана 12 дюймов. Этот ноутбук имеет встроенную поддержку RAID-массивов и интегрированный WiMAX-контроллер. Особенностью Montevallo 12” является конструкция экрана, позволяющая использовать ноутбук даже в салоне эконом-класса самолета. И если с традиционными ноутбуками работать в самолете весьма неудобно, особенно если пассажир, сидящий впереди, откинул спинку кресла, то теперь это не помеха, так как конструкция экрана Montevallo 12” позволяет менять его наклон и положение (рис. 4).
Рис. 4. Конструкция ноутбука Montevallo 12'' позволяет использовать его в салоне самолета
Ультрамобильные ПК
ходе Форума IDF 2006 вице-президенты корпорации Intel Шон Мэлоуни (Sean Maloney) и Мули Иден (Mooly Eden) сделали ряд заявлений о перспективах развития нового класса мобильных устройств — Ultra Mobile PC (UMPC), то есть ультрамобильных ПК, выполненных в малых и сверхмалых формфакторах. Были продемонстрированы и прототипы первых моделей UMPC (рис. 5).
Рис. 5. Прототип новых моделей UMPC
Несколько позднее, на состоявшейся в Ганновере выставке CeBIT, Кристиан Моралес (Christian Morales), вице-президент корпорации Intel и генеральный менеджер Intel в регионе EMEA, продемонстрировал первые три модели UMPC, изготовленные компаниями ASUS, Founder и Samsung (рис. 6 и 7).
Рис. 6. Ультрамобильный ноутбук ASUS
Рис. 7. Ультрамобильный ноутбук Samsung Q1
Аналитики предсказывают взрывообразный рост интереса к платформе UMPC — сверхпортативного устройства, обладающего всеми функциями стандартного ПК, позволяющего в то же время максимально гибко подключаться к Сети, в том числе с помощью беспроводных технологий доступа, и эффективно использовать цифровые мультимедийные ресурсы во время поездок.
«Создание новой категории устройств, производство которых может превысить десятки миллионов единиц к 2009 году, потребует более тесной совместной работы со множеством участников отраслевой экосистемы, а также глубокого понимания потребностей пользователей в очень сложной и насыщенной устройствами бытовой электроники среде», — отметил Брэд Граф, директор подразделения Mobility Group корпорации Intel по маркетингу продукции на базе платформы UMPC.
Собственно говоря, совместная работа с разработчиками и производителями уже началась. На IDF 2006 Шон Мэлоуни и Мули Иден рассказали о сотрудничестве Intel и Yahoo! в области разработки продукции и услуг, оптимизированных для устройств класса UMPC, а также обнародовали список из нескольких десятков компаний, с которыми были установлены тесные партнерские отношения в сфере претворения в жизнь концепции UMPC. «Действия корпорации Intel — яркий пример работы с экосистемой по внедрению инноваций на злобу дня, — заявил Брэд Граф. — Корпорацией Intel был разработан референс-дизайн устройства с низким уровнем энергопотребления. К сотрудничеству привлечены многие компании по производству аппаратного и программного обеспечения, в том числе и OEM-партнеры Intel».
На выставке CeBIT вице-президент подразделения Mobile Platforms корпорации Microsoft Билл Митчелл (Bill Mitchell) и Кристиан Моралес объявили о начале сотрудничества Microsoft и Intel по разработке мобильного устройства на платформе UMPC. Первые три представленные устройства UMPC имеют габариты, не превышающие размера обычной книги, а их вес составил около 2 фунтов (чуть больше 900 г). Все устройства были оснащены 7-дюймовым сенсорным экраном (чуть меньше 16 см) и управляются полнофункциональной ОС Microsoft Windows XP в версии для планшетных ПК. Цена представленных моделей, по данным разработчиков, составит не менее 1000 долл. с перспективой понижения до 500 долл. в течение ближайших нескольких лет.
В основе устройств класса UMPC лежит аппаратная платформа Intel. В настоящее время ультрамобильные ПК создаются на базе процессоров Intel Pentium M или Intel Celeron M со сверхнизким энергопотреблением, но планируется также выпуск UMPC-устройств на базе процессора следующего поколения Merom.
Рассмотрим, к примеру, технические характеристики ультрамобильного ноутбука Samsung Q1, построенного на базе процессора Intel Celeron M с тактовой частотой 900 МГц. Жидкокристаллический дисплей имеет диагональ 7 дюймов и поддерживает разрешение 800x480 пикселов. Данный UMPC оснащен контроллерами беспроводной связи Bluetooth и Wi-Fi; возможно использование дополнительного приемника спутниковой системы навигации GPS. Весит новинка около 1 кг.
Достижения корпорации Intel в области разработки решений с низким энергопотреблением позволяют надеяться на десятикратное снижение потребляемой данными устройствами мощности в ближайшие несколько лет. Специалисты Intel планируют интегрировать в платформу UMPC еще больше функциональных возможностей, уменьшив корпус до минимальных размеров. Кроме того, более низкое энергопотребление позволит увеличить время автономной работы ультрамобильных ПК от батарей. Как и в ноутбуках, в UMPC-устройствах применяются жесткие диски и сетевые адаптеры. Различные конфигурации устройств UMPC позволяют поддерживать огромное количество всевозможных интерфейсов: GPS, Bluetooth, Wi-Fi и т.д.
Устройства UMPC предназначены не для замены ноутбуков — они, по замыслам разработчиков, открывают качественно новые возможности мобильных ПК, претворяя в жизнь идею так называемого персонального Интернета. Ожидается, что UMPC займут лидирующее положение в качестве устройств для развлечений в дороге, а также для подключения к Интернету в мобильном режиме. В частности, UMPC предоставят пользователю во время поездок оптимизированный удаленный доступ к ресурсам мультимедийной библиотеки, содержащейся на его домашнем ПК на базе технологии Intel Viiv.
Сегодня, когда пользователь наконец-то получил мобильный Интернет в полном функциональном объеме, а не только в виде электронной почты и урезанных Web-возможностей, мы можем сказать, что ультрамобильный ПК реализовал концепцию постоянного подключения к Сети независимо от места нахождения владельца устройства. В настоящее время разработчики устройств UMPC уделяют огромное внимание исследованию вопроса использования ультрамобильных ПК в поездках, решая задачи упрощения процессов поиска ресурсов в Интернете и ввода информации (перьевой ввод, мини-клавиатура и др.), а также создания максимально эргономичного дизайна. Кроме того, корпорация Microsoft разработала программный интерфейс под названием Touch Pack, который должен повысить удобство использования первых моделей UMPС, а также функцию DialKeys, которая облегчает ввод информации при применении виртуальной клавиатуры.
Разработанная платформа должна быть достаточно гибкой, чтобы поддерживать грядущие инновационные разработки. Создатели UMPC прогнозируют появление большого количества устройств, нацеленных на разные варианты использования. К примеру, ультрамобильный ПК, предназначенный для применения в транспортных средствах, может превращаться в устройство навигации GPS или в цифровой мультимедийный центр.
«Продукция UMPC находится на самом раннем этапе своего развития, — подчеркнул г-н Граф. — И, как и в случае с любым другим видом товаров, потребуется несколько лет, чтобы обеспечить полноценное развитие этой новинки. Мы считаем, что превращение ультрамобильных ПК из концептуальных разработок в сверхпопулярную продукцию произойдет в 2007-2008 годах — после выпуска корпорацией Intel новых процессоров с низким энергопотреблением и набором микросхем, специально созданных для устройств UMPC».
