Mnożenie wątków

Wszystkie nowe konstrukcje procesorów idą w kierunku zwiększenia równoległej obsługi wielu wątków przetwarzania.

Wszystkie nowe konstrukcje procesorów idą w kierunku zwiększenia równoległej obsługi wielu wątków przetwarzania.

Intel zaprezentował kolejną rodzinę procesorów Xeon - to pierwsza znacząca aktualizacja tych układów od czerwca 2004 r. Nowe, 64-bitowe Xeon DP są przeznaczone do instalacji w systemach jedno- lub dwuprocesorowych. Układy mogą być taktowane zegarami do 3,6 GHz i zawierać do 2 MB zintegrowanej pamięci podręcznej L2. Równolegle Intel wprowadza na rynek nową serię 64-bitowych układów Pentium 6xx (premiera jest planowana na 21 lutego br.), które również mają być wyposażone w 2 MB pamięć podręczną. Będzie to najprawdopodobniej ostatnia rodzina jednordzeniowych układów intelowskich dla PC.

W ciągu najbliższych trzech miesięcy Intel zaprezentuje kolejną generację układów Xeon MP przeznaczonych dla systemów wieloprocesorowych. Najsilniejszy w tej serii będzie układ Potomac - taktowany zegarem 3,3 GHz i współpracujący z aż 8 MB pamięci cache L3. Procesorom tym ma towarzyszyć premiera chipsetu E8500 (kodowa nazwa Twin Castle) - jego architektura została przystosowana do obsługi serwerowych układów wielordzeniowych, które na rynku mają się pojawić dopiero w 2006 r.

W porównaniu z obecnymi chipsetami w E8500 wprowadzono zupełnie nowe rozwiązania kontrolerów pamięci, interfejsów I/O i architektury FSB (szyny systemowej) zaprojektowane specjalnie pod kątem wymagań procesorów wyposażonych w dwie zintegrowane jednostki CPU. Z punktu widzenia użytkowników korporacyjnych najważniejszym ulepszeniem nowej linii procesorów będzie implementacja znanej z procesorów mobilnych technologii demand-based switching. Umożliwia ona bieżące kontrolowanie i zmianę częstotliwości procesora w zależności od wymaganej mocy przetwarzania.

Przedstawiciele Intela przewidują, że 80% nowych układów intelowskich będzie obsługiwać zestaw 64-bitowych instrukcji EM64T. Jak mówi Phil Brace, dyrektor ds. marketingu w Intel Digital Enterprise Group, wzrost sprzedaży 64-bitowych układów Xeon okazał się "najszybszy w historii Intela". Od momentu premiery w czerwcu 2004 r. firma sprzedała ich milion sztuk w ciągu niecałych 6 miesięcy, a drugi milion już przed końcem lutego br. W roku 2005 udział układów 64-bitowych osiągnie 80%.

Wielordzeniowe Pentium

IBM, Sony i Toshiba zaprezentowały mikroprocesor Cell wyposażony w 9 jednostek obliczeniowych CPU.Nowa generacja dwurdzeniowych procesorów Intel Pentium Extreme Edition pojawi się na rynku najprawdopodobniej w czerwcu br. Intel już ogłosił, że linie technologiczne produkujące te układy zostały uruchomione. Procesory będą wyposażone w technologie HT (Hyper Threading), z punktu widzenia systemu operacyjnego komputery z takimi procesorami będą widziane jako maszyny 4-procesorowe. Układy będą współpracować z chipsetami 955X Express (kodowa nazwa Glenwood), wyposażonymi w kontrolery pamięci DDR2, szyny PCI Express i układy Intel HDA (High Definition Audio). Jednocześnie Intel wprowadzi dwurdzeniowe modele Pentium bez obsługi HT współpracujące z chipsetami 945G Express i 945P Express.

Dwurdzeniowe procesory będą najprawdopodobniej określane tylko jako Pentium EE (Extreme Edition). Choć pierwsze dwurdzeniowe układy Intela będą dostępne dopiero w połowie 2005 r., przedstawiciele firmy przewidują, że już w 2006 r. uzyskają one ponad 80-proc. udział w sprzedaży procesorów dla serwerów i 70-proc. w przypadku układów dla PC i notebooków.

Moc z komórki

IBM, Sony i Toshiba zaprezentowały prototypowe mikroprocesory Cell wyposażone w aż 9 jednostek obliczeniowych CPU. Ich twórcy nazywają je jednoukładowymi superkomputerami, ponieważ ich moc obliczeniowa w niektórych zastosowaniach przewyższa osiągi współczesnych układów dla komputerów PC nawet 10-krotnie.

Prototyp Cell składa się z 64-bitowego rdzenia PowerPC i ośmiu dodatkowych jednostek obliczeniowych, tzw. SPE Synergistic Processing Elements. Rdzeń PowerPC (z funkcjami pracy dwuwątkowej) służy jako układ kontrolujący i sterujący funkcjami jednostek SPE realizujących większość obliczeń zmiennoprzecinkowych. W efekcie Cell może obsługiwać jednocześnie do 10 wątków obliczeniowych. Każdy moduł SPE jest wyposażony w 256 KB własnej pamięci podręcznej, a rdzeń PowerPC wykorzystuje 32 KB pamięci L1 i 512 KB L2. Cell zawiera również zintegrowane kontrolery I/O i zewnętrznej pamięci RAM zaprojektowane przez Rambus i wykorzystujące odpowiednio technologie FlexIO (przepustowość 6,4 GHz) i XDR (3,2 GHz) tej firmy.

W porównaniu ze standardowymi procesorami Cell ma stosunkowo duże wymiary - powierzchnia układu wynosi aż 221 mm² (Pentium M ma tylko ok. 84 mm²) i zawiera 234 mln tranzystorów (Pentium 4 mają ich obecnie 125 mln). Według IBM procesor może pracować z częstotliwością większą niż 4,5 GHz, choć na razie nie wiadomo, jaki zegar zostanie wykorzystany w wersjach komercyjnych. Przewidywany pobór mocy ma wynosić zaledwie 30 W, a więc na poziomie Pentium M. Prototypy zostały wyprodukowane w technologii 90-nanometrowej, ale wkrótce nastąpi najprawdopodobniej przejście na proces 65-nanometrowy, co umożliwi zmniejszenie wymiarów, a więc również cen.

Podstawowymi zastosowaniami układów Cell mają być konsole gier Sony PlayStation 3 i cyfrowe telewizory wysokiej rozdzielczości Toshiby. Nie jest jednak wykluczone, że procesory te znajdą zastosowanie również w biznesie, zwłaszcza tam, gdzie moc obliczeniowa ma znaczenie kluczowe, np. w obliczeniach inżynierskich czy postprodukcji wideo. Poza tym układ Cell wykorzystuje technologie wirtualizacyjne opracowane przez IBM, co umożliwia jednoczesne uruchamianie wielu systemów operacyjnych.

Sun Microsystems zaprezentował działający prototyp serwera z procesorem Niagara. Układy zawierają 8 rdzeni, z których każdy może obsługiwać 4 wątki, razem mogą więc obsłużyć do 32 wątków jednocześnie. Pierwsza generacja układów będzie wytwarzana w technologii 90-nanometrowej. Komputery wyposażone w te układy mają się pojawić na rynku w I kwartale 2006 r. Jednak jeszcze w lecie br. Sun zamierza wyprodukować 40-50 prototypowych serwerów z procesorami Niagara i udostępnić je firmom tworzącym oprogramowanie narzędziowe.