Zmiany aż po rdzeń

Wprowadzenie procesorów z dwoma i więcej rdzeniami obliczeniowymi jest bliskie i będzie dotyczyć nie tylko serwerów, lecz także stacji roboczych i notebooków.

Wprowadzenie procesorów z dwoma i więcej rdzeniami obliczeniowymi jest bliskie i będzie dotyczyć nie tylko serwerów, lecz także stacji roboczych i notebooków.

Obok przetwarzania 64-bitowego, architektury wielordzeniowe stały się najważniejszym kierunkiem rozwoju technologii procesorowych. Integracja dwóch rdzeni CPU w jednym procesorze umożliwia zwiększenie jego wydajności o 30-90% bez zwiększania poboru mocy. Dziś procesory zawierające więcej niż jedną jednostkę wykonawczą (CPU) są w ofercie IBM (Power5) i Sun Microsystems (UltraSPARC). W tym roku układy wielordzeniowe wejdą do oferty także innych liczących się producentów.

Na rok 2005 premiery takich układów wielordzeniowych zapowiedziały Intel i AMD. Choć daty ich wprowadzenia nie zostały jeszcze ujawnione, najprawdopodobniej pojawią się one na rynku w drugiej połowie roku. Na razie trudno przewidzieć, która firma jako pierwsza wprowadzi na rynek takie procesory, ale być może Intela i AMD pogodzi VIA Technologies, która już zadeklarowała premierę układów zawierających dwie jednostki CPU w czerwcu 2005 r.

Wszystko wskazuje na to, że wielordzeniowe układy powędrują nie tylko, jak dotychczas, do serwerów, ale także do komputerów biurkowych, notebooków, a nawet, jak w przypadku ARM, do urządzeń kieszonkowych. Pojawienie się znacznie większych mocy we wszystkich typach urządzeń bez konieczności zasadniczej zmiany ich konstrukcji będzie skutkować szybką popularyzacją wynikającą z niewygórowanych cen.

Megaherce w odstawkę

Zwiększanie wydajności przez modyfikacje architektury jest największym problemem dla pracowników marketingu - dotychczas każdego miesiąca można było ogłaszać wprowadzenie kolejnych "lepszych" modeli procesorów o nieco wyższych częstotliwościach zegara. Teraz trudno będzie oczekiwać, że co miesiąc będą się pojawiać układy z większą liczbą rdzeni CPU. Użytkownicy stracą również możliwość łatwego (choć najczęściej mało obiektywnego) porównywania wydajności komputerów, bo kto na przykład będzie mógł szybko ocenić, czy lepiej kupić system z dwurdzeniowym układem 1,8 GHz czy też standardowym procesorem 2,8 GHz za tę samą cenę?

Pod koniec ub.r. Intel w osobie Stephena Smitha, wiceprezesa Intel Desktop Platforms Group, zaprezentował plany dotyczące układów dwuprocesorowych. Jak się okazało, plany Intela zakładają opracowanie konstrukcji układów wielordzeniowych we wszystkich kategoriach procesorów, nie tylko przeznaczonych dla serwerów, ale również dla komputerów PC i sprzętu przenośnego. Pierwszą dwurdzeniową konstrukcją Intela zgodną z zestawem instrukcji x86 będzie układ o kodowej nazwie Smithfield. Układy będą wytwarzane w technologii 90 nanometrów i trafią na rynek w drugiej połowie 2005 r.

Smithfield będzie reprezentantem nowej linii układów dla komputerów biurkowych. Jeszcze nie wiadomo, czy Intel utrzyma nazwę Pentium 4, czy też zastąpi ją inną. Tak naprawdę nie wiadomo bowiem, czy nowa linia będzie oznaczać całkowicie nową, zintegrowaną architekturę, czy też będzie to proste złożenie dwóch procesorów Pentium 4 (Prescott) na jednym kawałku krzemu. Wiadomo jedynie, że układy Smithfield mają mieć pobór mocy zbliżony do układów Prescott. W roku 2006 kolejne wersje Smithfield (Cedar Mill) mają być wytwarzane przy wykorzystaniu technologii 65-nanometrowej. Przy użyciu tej samej technologii produkowane będą również procesory Yonah - dwurdzeniowe układy dla notebooków.

Przestawienie linii produkcyjnych na produkcję układów wielordzeniowych w Intelu ma się odbyć wyjątkowo szybko. Według obecnych przewidywań, przed końcem 2006 r. aż 85% sprzedawanych układów serwerowych będzie procesorami dwurdzeniowymi, a w przypadku procesorów dla PC i notebooków - ok. 70%. Dla porównania, w 2004 r. funkcję HyperThreading zawierało ok. 65% sprzedawanych układów.

Intel odgraża się, że być może wprowadzi na rynek układy zawierające więcej niż dwa rdzenie. Jeden z przedstawicieli Intela stwierdził tymczasem, że zmiana architektury umożliwi 10-krotne zwiększenie wydajności procesorów w ciągu najbliższych czterech lat, podczas gdy samo zwiększanie częstotliwości i rozwijanie technologii HyperThreading pozwoliłoby na osiągniecie tylko 3-krotnego. Sztuczka z mikrokodem w przypadku HyperThreading to nie to samo, co przeprojektowanie procesora.

FSB przed rewolucją

Wprowadzenie procesorów wielordzeniowych spowoduje kaskadę dostosowań. Jednym z nich będzie konieczność zastosowania nowej konstrukcji szyny komunikacyjnej łączącej procesor z pamięcią (FSB - Front Side Bus). Tego typu rozwiązanie wprowadziło już wcześniej AMD - szynę HyperTransport.

Stephen Pawlowski z Intela twierdzi, że obecna architektura szyny FSB może być stosowana nawet w przypadku procesorów 4-rdzeniowych, jeśli częstotliwość zegara nie zostanie istotnie zwiększona. Ponieważ jednak układy z 4 rdzeniami mają pojawić się w ofercie Intela w 2007 r., to firma będzie chyba musiała wymyślić coś nowego, i to już teraz. Obecna architektura FSB na pewno będzie stosowana w systemach wykorzystujących procesory dwurdzeniowe, ale już w kolejnej generacji układów zdaniem analityków nastąpi jej rewolucyjna zmiana.

Na jakich założeniach oprze się Intel - nie wiadomo. Można jedynie przypuszczać, że podobnie jak uczyniły to już AMD, Sun i IBM, Intel zintegruje w procesorze kontroler pamięci lub też wprowadzi dodatkowy poziom pamięci podręcznej (L3) albo obie te rzeczy naraz. Pierwsze z rozwiązań jest atrakcyjne, lecz nieelastyczne - uniemożliwia np. wykorzystanie nowych typów pamięci (np. przy przejściu od pamięci DDR do DDR2). Większa ilość pamięci podręcznej zawsze będzie mieć dobry wpływ na wydajność.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200