AMD анонсирует линейку процессоров с низким энергопотреблением
16 мая в Москве состоялась презентация новых процессоров AMD для настольных компьютеров с низким энергопотреблением.
так, свершилось. То, о чем так долго говорили в корпорации Intel, наконец-то реализовано компанией AMD.
Напомним, что о проблеме энергопотребления процессоров в корпорации Intel заговорили больше года назад. Еще на осеннем Форуме IDF 2005 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, назвав его Performance per Watt (производительность в расчете на каждый потребляемый ватт электроэнергии). Таким образом, если ранее все усилия 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.
Причин такого кардинального изменения курса развития процессоров несколько. Во-первых, абсолютная производительность перестала считаться востребованным на рынке товаром, то есть продавать высокопроизводительные процессоры становится все сложнее. Во-вторых, высокопроизводительные процессоры с большими тактовыми частотами потребляют много электроэнергии, за которую тоже приходится платить, а в-третьих, высокое энергопотребление процессоров порождает проблемы с охлаждением. Собственно, именно поэтому в свое время компания Intel отказалась от производства процессоров с высокими тактовыми частотами и занялась разработкой процессорной микроархитектуры следующего поколения, известной под кодовым названием Intel Core. Как известно, отличительной особенностью этой микроархитектуры является низкое энергопотребление процессоров и высокое значение энергетической эффективности процессоров, то есть высокое значение производительности в расчете на каждый потребляемый ватт электроэнергии.
На этом фоне компания AMD продолжала собственную стратегию развития процессоров, которая заключалась в постоянном наращивании абсолютной производительности. Безусловно, это позволило процессорам компании AMD завоевать пальму первенства по такому показателю, как производительность.
Однако год спустя после того, как компания Intel начала продвигать идею о снижении энергопотребления процессоров, компания AMD, видимо осознав, что лидерство в сфере чистой производительности перестает приносить дивиденды, решила перенять стратегию Intel и переориентироваться на производство процессоров с низким энергопотреблением. Вооружившись всеми маркетинговыми приемами и тезисами компании Intel (зачем выдумывать, если кто-то это уже сделал за вас), компания AMD стала обосновывать необходимость снижения энергопотребления процессоров.
Конечно же, в качестве лейтмотива презентации было приведено высказывание Президента России В.В.Путина: «Следует кардинально повысить эффективность потребления энергии. Это — вопрос нашей конкурентоспособности в условиях интеграции в мировую экономику, вопрос качества жизни людей и экологической безопасности».
Как же все это напоминает прошедший в апреле в Москве Форум IDF, на котором компания Intel, обосновывая необходимость снижения энергопотребления процессоров, тоже приводила высказывание Президента России!
Впрочем, вряд ли имеет смысл в очередной раз объяснять необходимость перехода к процессорам с низким энергопотреблением. Благодаря маркетинговым усилиям компании Intel все это уже хорошо известно. Лучше попробуем сравнить подходы компаний Intel и AMD к решению проблемы энергопотребления. Как известно, для кардинального решения этой проблемы компания Intel разработала новую процессорную микроархитектуру Intel Core, на базе которой будут производиться процессоры для серверов, настольных ПК и ноутбуков. Процессоры для настольных ПК на базе новой микроархитектуры с кодовым названием Conroe появятся в продаже уже в сентябре этого года.
Компания AMD пошла другим путем. Вместо того чтобы разрабатывать новую процессорную микроархитектуру (такие работы в компании уже ведутся, но до конкретного воплощения еще далеко), компания предприняла попытку решить проблему в рамках существующей микроархитектуры. Собственно, такая поспешность компании вполне закономерна и объясняется отнюдь не острой потребностью в таких процессорах со стороны потребителей. В данном случае уместен тезис «промедление смерти подобно». Действительно, именно сейчас самый благоприятный момент для объявления процессоров с низким энергопотреблением. Во-первых, благодатная почва для этого уже подготовлена Intel. Во-вторых, объявляя процессоры с низким энергопотреблением в настоящее время, компания AMD автоматически становится (пусть и на короткое время) лидером в сегменте процессоров с оптимизированным энергопотреблением — ведь если бы такой анонс состоялся, скажем, в сентябре, то компания AMD вряд ли оказалась бы первой.
Что ж, маркетологи компании AMD четко просчитали ситуацию. Благо, пока еще есть с чем сравнивать энергетическую эффективность процессоров AMD. К примеру, по данным компании AMD, энергопотребление двух двухъядерных процессоров Intel Xeon (Paxville) вкупе с контроллером памяти составляет 322 Вт, в то время как энергопотребление двух процессоров AMD Opteron — всего 190 Вт. При этом в тесте SPECint_rate 2000 производительность платформы AMD в расчете на ватт оказывается на 220% выше (рис. 1). К сожалению, данных о номерах процессоров компания AMD не приводит.
Рис. 1. Сравнение энергопотребления двухпроцессорных платформ Intel и AMD
Не менее убедительным выглядит и сравнение энергопотребления четырехпроцессорных платформ Intel и AMD (рис. 2). Суммарная потребляемая мощность четырех процессоров Intel Xeon MP в сочетании с контроллером памяти составляет 740 Вт, в то время как энергопотребление четырех процессоров AMD Opteron — всего 380 Вт. При этом в тесте TCP-C производительность платформы AMD в расчете на ватт оказывается на 212% выше.
Рис. 2. Сравнение энергопотребления четырехпроцессорных платформ Intel и AMD
Ну что ж, приводимые компанией AMD данные вполне убедительны и позволяют с полным основанием говорить о компании AMD как о лидере в сегменте процессоров с оптимизированным энергопотреблением.
Теперь самое время уточнить, какие именно процессоры с низким энергопотреблением анонсирует компания AMD и за счет каких технологических новшеств достигается снижение потребления энергии.
Итак, речь идет о новых двухъядерных процессорах семейства AMD Athlon 64 X2, процессорах семейства AMD Athlon 64 и семейства AMD Sempron.
Все новые процессоры рассчитаны на процессорный разъем AM2 и имеют встроенный контроллер памяти DDR2 (поддерживается память DDR2-667). Процессоры с низким энергопотреблением делятся на два класса: с энергопотреблением 65 Вт и энергопотреблением 35 Вт (см. таблицу).
Новые процессоры компании AMD с низким энергопотреблением
Ожидается, что поставки новых процессоров для настольных ПК начнутся уже в мае, а в России они появятся в конце июня.
В официальном пресс-релизе компании AMD отмечается, что новые процессоры AMD построены на базе популярных серверных процессоров AMD Opteron. Они превосходят прежние модели процессоров AMD по производительности и при этом потребляют меньше энергии. Например, процессоры AMD с низким энергопотреблением для настольных ПК по производительности на ватт потребляемой энергии превосходят стандартные процессоры AMD на 37%. Двухъядерные процессоры AMD Athlon 64 X2 с низким потреблением энергии для компактных настольных компьютеров по этому показателю превосходят обычные процессоры AMD на 154%. По данным системы SYSmark 2004 SE, в ходе выполнения типичного набора приложений новые двухъядерные процессоры могут потреблять всего 14 Вт.
Приводимые компанией данные безусловно нуждаются в комментариях. То, что новые процессоры AMD по производительности на ватт потребляемой энергии превосходят стандартные процессоры AMD (видимо, речь идет о сравнении процессоров с одинаковыми номерами), не вызывает сомнения. Однако утверждение, что они превосходят прежние модели процессоров AMD по производительности и при этом потребляют меньше энергии, выглядит несколько странно. Действительно, если речь идет о сравнении процессоров с одинаковыми номерами (а именно номер процессора определяет его производительность), то совершенно непонятно, почему процессоры с низким энергопотреблением должны превосходить по производительности прежние модели процессоров.
Теперь давайте попытаемся понять, за счет каких новых технологических решений компании AMD удалось достичь столь значительного снижения энергопотребления. В рамках состоявшейся в Москве пресс-конференции, посвященной анонсу новых процессоров, мы попросили рассказать о примененных технологических решениях представителей компании AMD. К нашему большому сожалению, никакого ясного ответа на данный вопрос мы так и не получили. Разъяснение было дано следующее: снижение энергопотребления достигнуто за счет использования технологии SOI (технология кремния на изоляторе, применяемая при производстве транзисторов) и технологии AMD Cool’n’Quiet. Ответ более чем странный. Действительно, технология SOI, разработанная в свое время компанией IBM, не нова и уже не первый год используется компанией AMD при производстве процессоров, поэтому ссылаться на данную технологию, конечно же, нельзя. Ведь эта технология применяется и в процессорах AMD предыдущего поколения, то есть в процессорах с высоким энергопотреблением. Технология Cool’n’Quiet тоже не нова и находится в арсенале компании AMD уже давно. Кроме того, данная технология в принципе не может снизить максимальное потребление энергии, а способна понизить лишь среднее энергопотребление. Поэтому снижение энергопотребления новых процессоров достигнуто, конечно же, не за счет SOI и Cool’n’Quiet.
В дальнейшем выяснилось, что кроме упомянутых технологий был произведен полный редизайн ядра процессора и именно за счет оптимизации размещения блоков процессора на кристалле удалось достичь существенного снижения энергопотребления. Что ж, это уже больше походит на правду. Однако в этом случае нужно признать, что ранее отдельные блоки процессора не просто неудачно располагались на кристалле, но и преднамеренно размещались наихудшим образом. Но даже в этом случае вряд ли путем перераспределения положения боков на кристалле можно достичь значительного снижения энергопотребления.
Скорее всего, компания AMD чего-то не договаривает. А раз так, то давайте попытаемся разгадать, о чем она умалчивает.
Зависимость потребляемой процессором мощности от его тактовой частоты можно выразить следующей формулой: Power ~ CU 2 F, то есть мощность, потребляемая процессором, прямо пропорциональна тактовой частоте, квадрату напряжения питания процессора и его динамической емкости. С учетом того, что тактовая частота зависит в том числе и от напряжения питания процессора, получаем, что потребляемая мощность пропорциональна кубу напряжения питания (Power ~ CU 3 ). Поэтому уменьшить энергопотребление процессора можно за счет снижения или его динамической емкости, или напряжения питания. Если учесть, что новые процессоры AMD выполняются по 90-нанометровому технологическому процессу и используют ту же микроархитектуру, что и прежние модели процессоров, то становится понятно, что единственным эффективным средством снижения потребляемой мощности является уменьшение напряжения питания (предполагается, что тактовая частота процессоров не меняется).
Теперь давайте вспомним, как обычно развиваются новые модели процессоров. При переходе на новый технологический процесс производства первоначально выпускаются процессоры с низкими тактовыми частотами, но по мере совершенствования технологии производства растут и тактовые частоты процессоров.
По всей видимости, технология производства процессоров достигла того уровня, когда стал возможен выпуск процессоров с более высокими тактовыми частотами. Но… вместо того, чтобы выпускать процессоры с более высокими тактовыми частотами, компания AMD оставила тактовую частоту неизменной, зато снизила напряжение питания процессора. Действительно, ведь тактовая частота процессора прямо пропорциональна напряжению питания: F ~ U. И тот факт, что при неизменном напряжении питания можно повысить тактовую частоту, равносилен тому, что при неизменной тактовой частоте можно снизить напряжение питания. И если наше предположение о способе снижения энергопотребления процессоров AMD окажется верным, то это будет означать, что новые процессоры AMD будут обладать прекрасными разгонными возможностями. Правда, для этого придется повысить напряжение питания и забыть о низком энергопотреблении. Впрочем, еще раз подчеркнем, что это всего лишь наше предположение.
