Microprocessor Forum`2001

MPF всегда считался предвестником индустрии. В прошлом именно здесь анонсировались новые изделия.

Первой на этом форуме свои изделия анонсировала Transmeta. На следующий день, после анонса T6000 Crusoe последовала новость об увольнении директора, управлявшего компанией семь последних месяцев. По всей видимости, он не оправдал надежд. Ведь если вспомнить, какой шум был в момент объявления первого продукта Transmeta и сравнить с тем, что думают о компании сейчас, выводы получатся нелестные. Здесь нечему восхищаться, так как прибыль компании, после всех тех публикациях на CNET, составила менее 40 миллионов долларов. Тем не менее, мы все же надеемся в будущем протестировать Crusoe. Компанию обвиняют в подтасовке значений производительности и энергопотребления.

Посетителей на самом форуме было мало, что не удивительно в свете событий последнего месяца. Тем не менее, это не помешало компаниям активно выставлять здесь свои изделия.

Особое внимание уделялось процессорам для серверов и рабочих станций, и разработкам в этом сегменте рынка. И судя по этому факту можно судить о тенденциях в индустрии.

В принципе, равное внимание уделялось и поставщикам "сопутствующих" устройств - приставок для приема цифрового телевидения, Интернет-приставок, и так далее. Кроме того, освещались сетевые процессоры и программируемые чипы.

Для нас же особый интерес представляли новинки и направления развития серверного рынка. В то время как AMD подняла немало шумихи в профессиональной прессе об архитектуре Hammer восьмого поколения, появилась интересная информация о планах Via насчет технологии Centaur, а Intel анонсировала свои серверные планы, касающиеся IA-32 и IA-64.

Лейтмотив форума: Золотая середина процессорной технологии

Дэвид Татл (David Tuttle), главный директор дизайн-центра Sun в Остине, рассказал об общем для многих производителей положении вещей на рынке процессоров. Речь называлась "Троеборцы или спринтеры: направления развития процессоров в новом тысячелетии".

По поводу Intel шли какие-то сухие таинственные сведения, но к радости AMD докладчик сразу же обратил внимание на то, что в новом тысячелетии, тактовая частота более не является решающим фактором.

Татл отметил многие наиболее важные тенденции, на которых мы не будем подробно останавливаться. Прозвучал интересный факт: в Соединенных Штатах компьютеры потребляют более 13 процентов всей вырабатываемой электроэнергии. Это довольно любопытный подход, и он верно отражает состояние вещей. Мы считаем, что проблема энергопотребления заслуживает того внимания, которое ей оказывается.

Очевидно, Sun ощущает давление со стороны Intel как и любой другой производитель процессоров , ведь именно Intel выигрывает маркетинговую гонку мегагерц. Поэтому, необходимо принять определенную оборонительную позицию. Но основная идея доклада Татла - мы приближаемся к физической границе, описанной в законе Мура, преодолеть же эту физическую границу одним лишь напором, скорее всего, не удастся - изменить природу полупроводников не по зубам разработчикам, кроме того, не известно, как будут развиваться технологии памяти.

К этому всему мы лишь добавим, что форум в этом году направлен на рынок серверов и рабочих станций, то есть на ту область, где сманить покупателя простым перечислением великолепных характеристик не так-то просто. Здесь в первую очередь внимание уделяется производительности в конкретных приложениях, надежности, и способности работать с определенными приложениями.

Далее на презентации определялась золотая середина процессорного рынка - баланс между тактовой частотой и параллелизмом на уровне инструкций (instruction level parallelism, ILP), гармония быстроты Ахиллеса и мудрости черепахи. Образно говоря, из процессоров должны получиться не спринтеры, а троеборцы.

Конечно же, поднимается вопрос о том, как избежать излишней субъективности, о том, где находится та золотая середина на рынке процессоров и рабочих станций? Какую роль играют надежность и техническая поддержка? Мы считаем, что оба этих фактора важны. Но как тут выбирать между двумя процессорами, когда разница в производительности не превосходит пяти процентов.

Оптический ввод-вывод

Билл Полман (Bill Pohlman), основатель, директор и руководитель технического отдела Primarion, имеет свой взгляд на вещи, и, конечно же, склоняется к продукции своей компании - к оптическим устройствам.

Полман рассказал о препятствиях на пути достижения 10 ГГц. Собственно говоря, к этому все и стремятся, пусть даже и понимают, что гигагерцы не главное в этой жизни. Итак, Полман живо описал 10 ГГц процессор 2005 года.

• КМОП по технологии менее 0,05 мкм;
• Агрессивное изменение напряжения: Vdd 0.5В до 0.8В;
• Более трехсот миллионов транзисторов;
• CMP, EPIC or OOO, 16+ Мб кэш;
• Устойчивость к сбоям;
• Пиковый ток в 150 A , использование локальных устройств управления питанием;
• 30 Гб/с пропускная способность шины;
• Шина памяти и оптическая шина ввода/вывода с низким энергопотреблением.

Однако, докладчик не согласился с означенными проблемами устройств ввода вывода, и с проблемой плотности. Если процессор загружает подсистемы ввода-вывода до 30 Гбайт/с, то для работы каждого порта на 2,5 Гбайт/с потребуется 192 контакта, таким образом восьмипортовый контроллер потребует примерно 1600 контактов для ввода-вывода данных. По мере снижения напряжения, снижается соотношение сигнал/шум. Также снижается и количество энергии на бит при увеличении частоты. Кроме того, в некоторых случаях добавляется задержка: если процессор для уменьшения количества контактов использует мультиплексирование, или если задействован механизм кодирования для сокращения битовых ошибок.

По мнению Полмана, единственный выход из складывающейся ситуации - использование оптики.

Для того чтобы внедрить оптику, надо научить процессоры работать со световодами. Процессор не будет работать на свете, но таким образом можно значительно повысить скорость передачи данных. Это вообще занимательно. Над оптикой стоит задуматься умникам мирового масштаба, так как именно за этим будущее.

AMD - Hammer и Athlon 2000+ XP

Наконец-то, у нас появилась возможность посмотреть на Athlon 2000+ XP вместе с Pentium 4 на 2 ГГц.

Раз так написано, значит так оно и есть. Кто-нибудь помнит, какова реальная тактовая частота этого молодца?

Итак, посмотрим, AMD Athlon 2000+ по соседству с P4 2 ГГц:

Вот столько заняло преобразование файла в MusicMatch, у P4.

А это результаты детища AMD.

Хотя вокруг нового рейтинга процессоров AMD, связанного с "реальной" производительностью существует много разногласий, на форуме компания была уверена в своих силах и энергично демонстрировала результаты Athlon 2000+ XP. Надо отметить, что Ahlon 2000+ XP работает естественно быстрее Athlon 1800+ XP, да и цифра 2000 по своему красива. Процессор, конечно же, нацелен на соперничество с флагманом Intel.

Тестирование MusicMatch нами не проверялось и не одобрялось. Это было всего лишь первым шагом AMD, но если подобная арифметика верна и для других вещей, новая маркировка процессоров будет хорошо воспринята рынком.

Что касается выпуска процессора восьмого поколения, онлайновые издания благосклонно относятся к таким анонсам. Частично, такая доброжелательность объясняется застоем в мире высоких технологий - уже давно не было поводов для сенсационных новостей. Частично - скрытой поддержкой любителей AMD.

Судя по планам AMD, нам придется ещё подождать год перед тем, как узнать, что же скрывается за процессорами восьмого поколения.

Поэтому, все рассуждения относительно Hammer носят пока что абстрактный характер. Быть может, лучше просто обратится к стратегии AMD, чтобы оценить выбор компании в отношении своей технологии.

Итак, сначала о грустном:

Компания впервые выходит на серверный рынок, и говоря о противостоянии Hammer и Itanium, нельзя забывать и о других гигантах. Ведь кроме Intel на рынке существуют Sun, IBM и теперь уже HP/Compaq. Все они - очень серьезные конкуренты, поэтому серверный рынок завоевать будет намного сложнее. Это не рынок рабочих станций, где единственным стоящим конкурентом можно считать лишь Intel.

Трудно сказать, как оценивать расширение 32-битной x86 архитектуры до 64 бит. Но один возможный недостаток очевиден: 32-битная архитектура x86 скоро утратит свою актуальность. Скорее всего, Дэвид Татл прав в своем утверждении, что в скором будущем ценовая модель процессоров скоро будет напоминать ценовую модель компьютеров или видеомагнитофонов. Другое наше утверждение: исходя из состояния и перспектив рынка, Intel может найти более выгодное применение своему решению IA-64, так как в настоящее время компания довольно четко разделяет линии серверов и рабочих станций. Это означает, что клиенты будут платить больше за чистое серверное решение, а для OEM интеграторам будет его проще поддерживать. Нас интересует, поступится ли AMD своими high-end амбициями относительно Hammer, так как процессор предполагается позиционировать и на рынок обычных компьютеров как мощный K8 процессор?

64-битные вычисления подразумевают работу с большими наборами данных, проведение множества транзакций, научные вычисления и множество других не менее сложных вещей. AMD встроила в Hammer северный мост, и благодаря этому, достигла некоторых преимуществ в задержках памяти, но как насчет неравномерности роста пропускной способности памяти и частоты процессора? Выигрывает ли Intel, основывая свою политику на достижениях Rambus и ставя в планах соответствующие уровни пропускной способности памяти? Ранее Rambus не подводила, получится ли в этот раз? Другими словами, есть ли смысл переходить на DDR или нужно ли полагаться лишь на RDRAM? Не забывайте, вся эта игра продлится ближайшие 5-6 лет.

Dell полностью полагается на Intel. У IBM свои планы на этот сегмент рынка. Sun также имеет собственные планы. HP и Compaq делают ставку на Itanium. Кто воспользуется предложением AMD?

Теперь о хорошем:

С появлением Hammer AMD достигнет на компьютерном рынке состояния равновесия. Другими словами, OEM поставщики смогут производить и высокопроизводительные high-end обычные ПК, и рабочие станции, и 4-8-процессорные серверы. Хорошая перспектива.

Кроме того, AMD экономит на количестве вариантов процессора, ведь Hammer одинаково хорош и для 32-битных, и для 64-битных приложений.

AMD получила поддержку со стороны технически грамотных энтузиастов. Это те люди, которые помогут очертить серверные перспективы, помочь с адаптацией под Linux, и которые не очень любят Intel и Rambus. С появлением Hammer AMD пытается расширить сферу влияния не только на категорию энтузиастов, но и на более широкую аудиторию профессионалов. Другими словами, с помощью Hammer IT отделы и разработчики могут пропагандировать AMD намного эффективнее, чем с помощью Athlon, даже несмотря на существующее преимущество в соотношении цена/производительность.

Интересно наблюдать за игрой? Посмотрим что будет дальше.

Процессорные планы Via

Рассказ Глена Генри (Glen Henry) о планах Via впечатлил нас ещё больше. Пусть даже разговор шел не о таком лакомом, более дешевом кусочке рынка.

Существующее семейство процессоров C3 от Via, без сомнения, сделало свою работу. Среди достижений - бесспорно неплохая производительность и низкое энергопотребление для "дешевого" сегмента. Via не скрывает, что она и не претендует на high-end рынок.

В новом году, Via может похвастаться Ezra-T с частотой 800-1000МГц, который к 2002 году будет работать на 900-1200МГц.

В планах - внедрение ядра C5XL, которое поднимет частоту процессоров при меньшем размере кристалла, что хорошо скажется на цене и на энергопотреблении.

Хотя Via в основном поставляет процессоры за пределами Соединенных Штатов, в основном на недорогие рынки стран Азии, спрос на продукцию может измениться, если компьютерный рынок США не придет в нормальное русло. Для компаний, предлагающих бюджетные решения, возникают неплохие возможности. Мы не можем не согласиться с Генри: "Кто конкретно нуждается сегодня в 2 гигагерцах? Особенно если процессор потребляет 75 Ватт, стоит сотни долларов, а производительностью ничуть не выше процессора на 1,4 ГГц с правильным дизайном."

Новое ядро C5XL обладает обновленной микроархитектурой, в нем улучшен параллелизм на уровне инструкций, кэш L2 увеличен до 256 кб. Новый процессор все ещё будет совместим с Socket 370, и теперь компания выходит на OEM рынок в совершенно ином качестве - теперь она может поставлять сразу бюджетные чипсеты, материнские платы и процессоры.

Изменения планов Intel об IA-32 и IA-64

Конкуренты любят твердить, что "производительность выше мегагерц", Intel же твердо стоит на своем: лишние мегагерцы ещё никогда никому не мешали.

Стратегия Intel многогранна:

Во-первых, существует подход, называемый total computing experience approach. Это такой общий термин, применимый практически ко всем инициативам Intel: к параллелизму на уровне инструкций, к более глубокому конвейеру, к MMX/SSE/SSE2, к USB, InfiniBand, 3GIO, Serial ATA, Hyper-Threading, AGP, уменьшению размеров компьютера и т.д.

Итак, Intel принимает аргументы, что мегагерцы далеко не самое важное, но кроме того, понимает, что иметь большую цифру за названием процессора также недурственно. Тем не менее, наиболее интересной сферой, где работают постулаты Intel, является Hyper-Threading.

Линия P4 явно направлена на повышение мегагерц. Тем не менее, Intel действует с размахом, и уже сейчас компания задумывается, как с помощью технологий будущего привязать к себе разработчиков. Технология Hyper-Threading дает следующие маркетинговые преимущества:

• Пропагандируется идея параллелизма на уровне инструкций, и показывает в выгодном свете глубокий конвейер Intel.
• Единым образом определяется SMT стратегия, а Hyper-Threading планируется к внедрению во все процессоры Intel.
• С помощью параллелизма на уровне памяти улучшается ситуация с задержками памяти.
• Потоки есть благо, они повсеместны, и они расходуют циклы
• Hyper-Threading достойна более пристального внимания, технология предоставляет Intel ряд возможностей, которыми можно сманить ещё больше разработчиков.
• Теперь производители борются не за покупателей, а за разработчиков, которые могли бы целиком использовать возможности новых процессоров и убедить обывателей покупать самые мощные процессоры.

Итак, Intel представила планы касательно IA-32:

и касательно 64-битной архитектуры Itanium:

Технология Hyper-Threading появится и в процессорах Intel Xeon MP в первой половине 2002 года, что потребует увеличения размера кристалла менее, чем на пять процентов. Если принять во внимание слова Дэвида Татла о дилемме, с которой сталкиваются разработчики процессоров в новом тысячелетии, вероятно, Intel пытается найти собственную золотую середину. Она продвигает свои мегагерцы, постепенно переходит на 0,13 мкм техпроцесс, разрабатывает ядро P3, работающее на сверхнизком напряжении, и уделяет внимание эффективности процессорного конвейера. Тем самым улучшается и общая производительность продукции компании.

И Intel, и все её конкуренты, обладают ценными специалистами, поэтому не стоит недооценивать Intel и её стратегию продвижения мегагерц.

К 2004 году чипсет Intel 870 будет поддерживать и McKinley, и Madison, и Deerfield. Это позволит OEM-поставщикам перейти на системы с 64-битными процессорами.

Ещё одна вещь, которую следует учесть: Intel, в отличие от AMD с Hammer разделяет продукцию на IA-32 и IA-64. Это позволяет ей распределять решения на разные сегменты рынка. Вы можете видеть это по планам на Itanium. Итак, поддерживается дифференциация между двумя архитектурами, что позволяет нужным образом настроить как отделение продаж Intel, так и ее партнеров, но в то же время, позволяет задействовать различные архитектуры в глобальных планах.

Как уже было отмечено ранее, AMD ещё новички на серверном рынке, а у Intel и без того полно конкурентов - IBM, Sun. Поэтому мы с настороженностью относимся к различным публикациям, где сравниваются Hammer и Itanium.

Конечно же, на том сегменте рынка, который Intel определяет как рынок рабочих станций и серверов начального уровня, противостояние Itanium и Hammer более чем заметно, но нам интересно, как Intel будет противодействовать IBM и Sun на серверном рынке. Вот самый интересный вопрос к стратегии Itanium.

Мы не осмелимся взяться за разбор соотношения плюсов и минусов Power4 от IBM, Jalapeno от Sun, Itanium и Hammer. Здесь приходится думать о долгосрочных прогнозах, по крайней мере, стоит задуматься, что произойдет на рынке серверов в ближайшие три года. Поэтому мы не можем рассматривать только лишь Intel и AMD.

Все что нам нужно сделать - это посмотреть и сравнить архитектуры, представленные на форуме, глазами программистов и IT менеджеров. Здесь могут помочь и научные организации. Один из документов о производительности Itanium был представлен исследовательской группой IMPACT университета Иллинойса. Этот довольно заумный документ может показаться интересным тем, кто действительно хочет разобраться в проблемах производительности, с которыми приходится сталкиваться ребятам из Intel.

Мы не уверены, что правильнее отражает характеристики: реальный тест, показывающий, как быстро процессор восстанавливается после промаха кэша, или реально измеряемая задержка при смягчающих обстоятельствах. Способы измерения производительности постоянно изменяются и поправляются. Пройдет ещё немало времени прежде чем мы сможем давать твердые суждения по этим продуктам.

Xilleon 220 от ATI

ATI поделилась планами о новом чипсете для телевизионных приставок и цифрового телевидения. Новый чипсет будет называться Xilleon 200. Несмотря на то, что он не совсем соотносится с ПК, он представляет для нас некоторый интерес.

ATI давно стремилась использовать свои навыки в сфере графики и цифрового видео, с тем, чтобы выйти на объемный рынок телевизионных приставок (к 2005 году планируется продавать до 120 миллионов сетевых телеприставок), спутниковых приемников и программируемых видеомагнитофонов. На примере Xilleon 22 можно видеть, насколько продвинулась ATI в своих достижениях, кроме того, можно выявить интересные различия в планах на будущее ATI и Nvidia.

Ну что, жаждали интегрированности? Пожалуйста! Xilleon 220 сможет удовлетворить практически все ваши нужды в области цифрового телевидения с помощью единственного чипа - так называемое решение система в чипе (System On a Chip). У всех нас остались превосходные впечатления работы их графических плат с цифровым видео, поэтому небезынтересно наблюдать шаги компании по этому конкурентному неблагодарному рынку.

В чип интегрировано 300 МГц MIPS ядро под управлением Linux, Win CE и VXWorks. Ядро взаимодействует с PCI или модемом xDSL, поэтому вы легко сможете сами добавлять периферию. Предусмотрена поддержка двух ТВ. Интерфейс памяти - 32/64 бита DDR/SDR, что позволяет добиться пропускной способности до 3 Гбайт/с с помощью двух каналов памяти.

Вы можете добавить передатчик 802.11 для домашней сети. К тому же, учитывайте продвинутую 2D/3D графику пользовательского интерфейса.

Нам понравилось. До этого нам не доводилось видеть устройств ATI из области цифрового телевидения. Казалось, что они сдаются, но на некоторых интерфейсах заметны следы GameCube. Отрадно, что ATI придерживается своей стратегии.

С другой стороны, теперь перед NVidia возникает длинный тернистый путь все большей интеграции с компонентами ПК.

Итак, у обеих компаний совершенно разный подход, и если Nvidia проделывает путь сверху вниз, то ATI - в обратную сторону. В итоге выигрывают конечные потребители.

Выводы

Корпоративный рынок серверов и рабочих станций развивается медленнее, чем рынок ПК, в этом смысле Форум ничего особенного не показал. Он дал основу для размышлений о дальнейшей судьбе серверного сегмента рынка. Рынок этот можно охарактеризовать как очень сложный и спорный, субъективный. Обратим ваше внимание на интригу вокруг изменения отношения к Linux. Пожалуй, если внимательно рассмотреть эти колыхания, это поможет нам понять всю подоплеку аппаратных проблем.

На форуме были представлены и новинки потребительской электроники и информационных технологий. В основном здесь фигурировали имена National Semiconductor, Hitachi, Cirrus Logic и MIPS. ATI заявила о себе на рынке цифрового телевидения с помощью Xilleon. Менее интересным было внедрение 3D графики в карманные устройства на SOC MiMagic NMS704x. Это будет долгий путь для ATI, и возможно долгий путь для NeoMagic тоже. Возможно, Интернет-устройства все же выйдут из стагнации и потрясут мир.

Что более важно, нам, вероятно, придется пересмотреть наше мнение о ПК. Теперь уже ни Microsoft, ни Intel не играют такую роль, как раньше. Теперь развитием индустрии управляют люди, работающие за компьютером. ПК стал им подобием концентратора, связью со вселенной. Итак, нам предстоит узнать больше о серверах и о программном обеспечении, работающем на этих серверах, а также об их применении и совершенствовании. И то, что раньше считалось очень специфической областью, сейчас интересует практически всех. Пожалуй, из Форума можно понять, что отныне компьютер стоит рассматривать не отдельно, а уже в сети.