Главные события прошедшей недели. Выпуск 100

Стартовавший на этой неделе форум разработчиков IDF 2009, прошедший в жаркой Калифорнии, принес сразу несколько интереснейших новинок и заявлений, главным образом сделанных самой компанией Intel. Сложно сказать, какой из многочисленных докладов оказался наиболее многообещающим и интересным, но начнем мы с представления самых производительных на этот момент процессоров для мобильных персональных компьютеров. Поводом для того, чтобы обратить внимание в первую очередь именно на это событие, является растущая популярность ноутбуков. По информации, представленной компанией Intel, сегодня количество выпускаемых мобильных компьютеров сравнялось с количеством настольных ПК. В будущем спрос на ноутбуки будет только расти, и к 2013 году аналитики обещают нам ситуацию, когда более 70% поставляемых на рынок персональных компьютеров придется именно на мобильные системы. Еще одной современной тенденцией становится растущая производительность ноутбуков. Если недавно отставание мобильных компьютеров от настольных систем в плане функциональности и вычислительной мощности оценивалось в два года, то сегодня разрыв по этим параметрам существенно сокращается. Подтверждением этому факту могут служить три новых мобильных процессора компании Intel, официально представленных публике в ходе форума IDF 2009. С приходом процессоров Clarksfield разница в рабочей частоте топовых "камней" для ноутбуков и настольных компьютеров снижена до 50%, а если принимать во внимание поддержку режима Turbo Boost, то разница в указанном параметре составляет и вовсе жалкие 13%. Другими словами, выпуск процессоров Clarksfield должен положительно сказаться на популярности мобильных персональных компьютеров как класса, и все благодаря росту производительности и функциональности.

Презентация мобильных процессоров Nehalem

Так что же представляют из себя первые мобильные процессоры, основанные на архитектуре Intel Nehalem. Как мы знаем, первые "камни" на базе этой архитектуры компания Intel показала еще прошлой осенью, когда миру были представлены "топовые" процессоры для настольных персональных компьютеров. На тот момент модели отличались высочайшей производительностью и соответствующей стоимостью. Впоследствии, в начале сентября 2009 года, компания Intel выпустила процессоры с архитектурой Nehalem предназначенные и для настольных ПК среднего класса. Тот же сценарий развития событий ожидается и на рынке процессоров для мобильных компьютеров: осенний форум IDF 2009 стал площадкой для официальной презентации мобильных процессоров Nehalem. Главным достоинством новинок становится рекордно высокая производительность - процессоры для ноутбуков унаследовали от своих "настольных" собратьев все главные черты. Это привело к существенному повышению производительности, по сравнению с предшественниками. Перечислим основные черты архитектуры Nehalem, которые унаследовали мобильные процессоры, а также отличительные особенности, присущие именно моделям семейства Intel Clarksfield.

Тенденции развития современных ноутбуков

Самое важное, что теперь в состав мобильных процессоров включен интегрированный контроллер оперативной памяти. Это принесет максимальную выгоду именно в секторе мобильных ПК, ведь повышает компактность платформы - вместо двухкомпонентного чипсета разработчики теперь используют единственную микросхему системной логики, выполняющей, по сути, функции южного моста. Большая часть функциональности северного моста теперь отдана центральному процессору. Здесь же стоит упомянуть о поддержке скоростной оперативной памяти стандарта DDR3 с рабочей частотой до 1333 МГц. Архитектура Nehalem предусматривает поддержку технологии HyperTreading, присутствует эта функциональность и в процессорах Intel Clarksfield - микрочипы способны обрабатывать до восьми потоков одновременно (по два потока на каждое из четырех ядер). "Перекочевала" из Nehalem и поддержка технологии Intel Turbo Boost, причем ее эффективность значительно возросла. Независимо от модели новых "камней" существует возможность автоматического повышения рабочей частоты одного из процессорных ядер на 1.2 ГГц. Если брать в расчет старшую модель Intel Core i7-920XM, то со стартовых 2,0 ГГц можно повысить рабочую частоту до впечатляющих 3,2 ГГц. Еще одно существенное нововведение, которое положительным образом сказывается на производительности Intel Clarksfield - наличие кэш-памяти третьего уровня объемом 8 Мб.

Технология Intel Turbo Boost

В попытках повысить производительность мобильных процессоров разработчики не забыли и о таком важном показателе, как потребляемая интегральными микросхемами мощность. Сразу отметим, что инженерам компании Intel удалось удержать энергопотребление в приемлемых пределах, ведь экстремальная версия новых кристаллов рассчитана на потребляемую мощность до 55 Вт. Потребляемая мощность двух других новинок составляет 45 Вт. И здесь заключается основное преимущество процессоров Intel Clarksfield перед своими аналогами для настольных компьютеров. Мобильные варианты имеют более эффективные инструменты для снижения потребляемой ими мощности. Это уже упомянутая технология Intel Turbo Boost, а также возможность отключения не только процессорных ядер, но и других компонентов ЦП: компонентов подсистемы оперативной памяти, кэш-памяти, компонентов подсистемы ввода-вывода. Именно благодаря этим решениям "камни" Intel Clarksfield при общем приросте производительности оказываются экономичнее своих предшественников.

Блок-схема платформы Nehalem + Intel PM55

За разговором об уникальных центральных процессорах на основе архитектуры Nehalem не стоит забывать о другом важнейшем компоненте новой мобильной платформы - микросхеме системной логики Intel PM55. По своей сути, перед нами уже хорошо известная "настольная" модель чипсета Intel P55 Express, но адаптированная под условия мобильных компьютеров с акцентом на компактность и экономичность всей системы. Теперь стоит уделить внимание такому важному параметру, как производительность новой мобильной платформы. Как мы уже не раз говорили, вычислительная мощность новинок Intel значительно возросла по сравнению с предшественниками, но всегда интересно узнать, насколько обещания разработчиков оказались сопоставимы с реальным положением дел. Как показали многочисленные независимые исследования, центральные процессоры Intel Clarksfield способны впечатлить своими результатами даже самого требовательного пользователя. Новинки просто великолепно выглядят по сравнению со своими мобильными предшественниками, опережая их по всем показателям. Это происходит даже несмотря на заметную разницу в рабочей частоте - 2,0 ГГц для Intel Core i7-920XM и 2,53 ГГц для модели Intel Core 2 QX9300. Что же касается соревнования с "настольными" процессорами на архитектуре Nehalem, то здесь сравнить оба варианта очень сложно. Ведь огромный вклад в общую производительность персонального компьютера вносят вычислительные возможности графического ядра, а оно у настольных систем куда мощнее, нежели мобильная графика. Но все равно, ноутбуки на основе процессоров Intel Core i7-920XM, и даже двух менее скоростных моделей нового семейства, можно рассматривать в качестве мощных систем, подходящих, в том числе, и для современных "тяжелых" компьютерных игр. Что же касается развития мобильных процессоров в ближайшем будущем, то здесь стоит отметить две тенденции - интеграцию в единый с ЦП корпус графического ядра и постепенный перевод изготовления процессоров на все более "тонкий" техпроцесс. Процессоры с интегрированной графикой должны появиться на мировом рынке уже в самое ближайшее время. Речь в данном случае идет о кристаллах с кодовыми обозначениями Clarkdale (процессоры для мобильных компьютеров) и Arrandale (процессоры для настольных компьютеров). Согласно заявлению ведущего мирового чипмейкера, инженерам к этому моменту удалось наладить выпуск 32-нм интегральных микросхем и добиться высокого коэффициента выхода годного продукта. Другими словами, за освоение 32-нм технологического процесса можно не переживать - пока компания Intel планирует выпускать по новой технологии не самые трудные в изготовлении двухъядерные процессоры, но в будущем их сложность, а значит производительность и функциональность, будут существенно увеличены. Вообще, новым технологиям изготовления интегральных микросхем было уделено значительное внимание в ходе прошедшего осеннего IDF 2009. Презентация первых 32-нм центральных процессоров публику удивить вряд способна. Впервые 32-нм микрочипы SRAM-памяти были показаны два года назад, а пару недель назад компания заявила о начале серийного выпуска процессоров по новой технологии. Но разговор о более прецизионных технологиях представляется куда интереснее. В 2007 году компания Intel демонстрировала публике 32-нм, а сейчас общественности показали первые тестовые интегральные микросхемы, изготовленные по самому передовому на текущий момент 22-нм техпроцессу. Переход на новый техпроцесс позволяет инженерам резко увеличить число получаемых с одной кремниевой пластины кристаллов - по сравнению с 45-нм технологией их количество в случае 22-нм техпроцесса увеличивается вдвое. В результате существенно снижается себестоимость изготовления одной интегральной микросхемы и, как следствие, намечается очередной виток снижения цены на полупроводниковую продукцию.

22-нм технологический процесс

В отличие от более ранних презентаций тестовых микросхем, на этот раз инженерам удалось изготовить по новой технологии не только ячейки статической памяти, но также логические элементы и даже схемы фазовой автоподстройки частоты (PLL). Тестовые микрочипы, представленные публике, состоят из почти трех миллиардов транзисторов (точнее - 2,9 млрд). Информационная емкость микросхем статической памяти составляет 364 Мбит. При изготовлении продукции по 22-нм техпроцессу инженеры компании использовали технологию high-k-диэлектриков и металлических затворов третьего поколения. Согласно официальным сообщениям, для особо критичных этапов изготовления полупроводниковых устройств инженеры планируют использовать иммерсионную литографию с применением излучения с длиной волны 193 нанометра. По всей видимости, для изготовления более миниатюрных интегральных микросхем инженерам придется переходить уже на EUV-литографию. Речь в данном случае идет о процессе литографии с применением жесткого ультрафиолета - электромагнитного излучения с еще меньшей, нежели упомянутые 193 нанометра, длиной волны. Именно эта техника будет применяться для изготовления 15-нм интегральных микросхем (выпуск намечен на 2013 года), и вплоть до 11-нм микросхем (которые планируется представить в 2015 году). Вообще, изготовление тестовой интегральной микросхемы статической памяти является важнейшим этапом подготовки новой технологии, после которого начинается подготовка технологии изготовления уже полноценных процессоров. Причем речь идет о двух типах статической памяти - скоростной SRAM с ячейкой площадью 0,092 квадратных микрометра, которая используется в высокопроизводительных процессорах; и маломощной SRAM-памяти с ячейкой площадью 0,108 квадратных микрометров. В последнем случае закладывается фундамент для последующего изготовления экономичных SoC-решений, наподобие популярных нынче центральных процессоров Intel Atom. Компания Intel выпуском процессоров Clarksfield укрепляет свои лидирующие позиции на рынке мобильных ПК. По аналогичному пути пошла и компания AMD, но только в секторе графики для настольных персональных компьютеров. На этой неделе мы познакомились с самой мощной на текущий момент видеокартой серии ATI Radeon HD 58xx. Пока в серию входят две модели - "топовый" адаптер ATI Radeon HD 5870 и чуть менее производительная видеокарта ATI Radeon HD 5850. Основными особенностями новинок, за счет которых компания AMD рассчитывает продвигать свою продукцию на мировом рынке, являются - полная поддержка DirectX 11, обновленная архитектура самих графических процессоров с рекордно высокой производительностью, 40-нм технология изготовления видеочипов, и еще более скоростная графическая память стандарта GDDR5. Стоит отметить, что отличие модели ATI Radeon HD 5850 от старшей состоит в меньшей рабочей частоте графического ядра (725 МГц против 850 МГц) и уменьшенном числе потоковых процессоров (1440 штук вместо 1600). Интересно, что оба варианта видеочипов состоят из одинакового числа транзисторов - 2,15 млрд штук. Этот факт говорит нам о том, что в плане конструкции процессоры ATI Radeon HD 5870 и ATI Radeon HD 5850 полностью идентичны друг другу, а "лишние" блоки потоковой обработки данных либо получаются либо в результате отбраковки, либо намеренно отключаются. Отдельной похвалы заслуживает экономичность видеокарт, особенно в режиме простоя. Если предшественник в лице Radeon HD 4870 в 2D-режиме потреблял до 90 Вт, то у ATI Radeon HD 5870 этот параметр снижен в три раза и составляет всего 27 Вт. Столь значительной экономии удалось добиться путем оптимизации схем питания и более гибким режимом изменения рабочей частоты графического процессора. Тестирование новинок ATI Radeon HD 5870 наглядно продемонстрировало уникальные возможности видеокарт, а точнее, их высочайшую производительность. На данный момент конкурентов у видеокарт попросту нет. Особенно если учитывать грамотную ценовую политику, проводимую компанией AMD - "короля" современной трехмерной графики потребитель может приобрести по цене около $400. Видеокарта ATI Radeon HD 5850, с меньшей рабочей частотой и меньшим числом потоковых процессоров оценивается разработчиками в $300. Исходя из того факта, что видеокарты серии ATI Radeon HD 58xx являются первыми графическими адаптерами, обладающими поддержкой DirectX 11, да еще и показывающие столь феноменальную производительность, спрос на них в течение ближайших нескольких недель ожидается чрезвычайно высоким. Вполне возможна ситуация, что на рынке будет наблюдаться острый дефицит новинок. Но впоследствии, когда ажиотаж спадет, модели серии ATI Radeon HD 58xx появятся на полках магазинов не в единичных количествах. Очередная волна интереса к новинкам компании AMD прогнозируется ближе к 22 октября 2009 года, когда корпорация Microsoft начнет продажи операционных систем Windows 7. Нам остается ждать ответного хода со стороны компании NVIDIA, тем более, что ее представители пообещали выпустить графический адаптер, превосходящий по производительности конкурентов из стана AMD. Впрочем, и компания AMD не планирует легко отдавать завоеванную пальму первенства. В скором будущем ожидается релиз еще более производительных видеокарт - двухпроцессорных AMD Radeon HD 5870X2. Скорее всего, эти устройства смогут на равных соперничать с любым продуктом компании NVIDIA, сколь бы производительным он ни был.