Компьютерные войны

IBM PC давно пора переименовать в Intel PC или в Microsoft PC. Сегодня ответ "IBM" на вопрос о марке компьютера позволяет предположить, что это что-либо из ряда AS/400, а вот "Intel" как раз однозначно указывает на класс PC. Нельзя сказать, что у Intel нет конкурентов, ситуация на рынке "железа" обстоит пока значительно лучше, чем в области программного обеспечения, где почти безраздельно властвует Microsoft. Но кто знает, как повернется дело через несколько лет?

Ситуация меняется быстро. Еще два года назад расслоение рынка не было столь заметным. Процессоры класса 486 выпускались конкурентами с некоторым отставанием, но имели зачастую лучшие характеристики, что обуславливало достаточный спрос на них. Стоит вспомнить, что всего лишь в апреле прошлого года AMD предложила самый быстрый процессор класса x86 для Windows - K6. Однако большинство пользователей даже не успели оценить его, так как буквально следом за K6 был выпущен Intel Pentium II. С появлением Pentium Pro, а тем более Pentium II сектор высокопроизводительных систем класса PC оказался практически полностью захваченным Intel.

Масла в огонь подлило и лицензирование Socket 8 и Slot 1, а конкуренты Intel были вынуждены искать обходные пути. Большинство повернуло в сторону рынка дешевых систем для домашнего пользования, создавая процессоры со старой архитектурой, улучшенными возможностями и более высокой интеграцией. Ориентация именно на домашнее применение позволила сконцентрировать усилия на эффективной поддержке только наиболее популярной в этой среде OC типа Windows 95 и наиболее употребительных приложениях для нее, оставив несколько в стороне Windows NT, а тем более OS/2 и клоны Unix. Зато стало возможным значительно упростить аппаратную часть, а заодно и интегрировать в процессор часть функций других подсистем либо даже целиком подсистемы. Примером таких разработок служат известные процессоры Cyrix MediaGX или IDT WinChip. Учитывая, насколько быстро меняется сегодня программное обеспечение при постоянно растущих его требованиях к "железу", для рынка дешевых компьютеров становится практически не актуальной проблема модернизации, так как количество замененных модулей не всегда переходит в качество, - проще и дешевле заменить весь компьютер, ну, может быть, за исключением корпуса и периферийных устройств.

Intel, между тем, не оставляет попыток захватить и рынок дешевых систем. В свете увеличивающихся объемов выпуска процессоров Pentium II и снижения цен на них, эта задача для Intel более чем разрешима. Однако для столь технологически сложного изделия снижение себестоимости путем наращивания производственных мощностей - процесс не слишком быстрый, поэтому Intel предпринимает и другие шаги. Учитывая, что одним из наиболее дорогих элементов процессора Pentium II является кэш-память второго уровня, в планы компании осенью прошлого года входил выпуск целой линейки процессоров с неизменным ядром и объемом кэш-памяти от 0 до 1 Мбайт. Пока это реализовано только в виде процессора Celeron, не имеющего кэш-памяти второго уровня вообще. Мало того, Intel дополнила картину выпуском упрощенной версии чипсета 440LX под названием 440EX, из которого исчезли такие функции поддержки high-end-систем, как, например, ECC.

Полный уход Intel от Slot 7 с выпуском процессора Celeron и прекращением производства Pentium MMX поставил конкурентов в непростое положение, так как производители системных плат оказались вынуждены переходить на новый стандарт, а поддержка одновременно Slot 1 и Socket 7 может оказаться для многих из них неоправданной. Такой ситуации не наблюдалось с выпуском Pentium Pro в основном потому, что этот процессор был ориентирован на рынок систем high-end, где он и оправдывал свою цену, показывая серьезное повышение производительности. В области же бизнес-приложений процессоры Socket 7 мало уступали своему гораздо более дорогому конкуренту. Intel не собирается в дальнейшем поддерживать и линию чипсетов для Socket 7, что заставит многие фирмы свернуть производство системных плат этого стандарта. Учитывая также трудности с повышением частоты системной шины для Socket 7, можно предположить, что AMD и другим конкурентам Intel придется приложить немало усилий, чтобы поддерживать стандарт в будущем.

С течением времени меняется не только соотношение сил на рынке, но и подход к оценке производительности систем. Вспомните, как оценивалось быстродействие IBM PC XT с процессором 8088 частотой 4 МГц: некая программа выполняла набор достаточно бессмысленных команд за фиксированный интервал времени и считала их количество. Современные процессоры не только получат переполнение по количеству этих команд, но и откажутся выполнять часть из них вовсе, так как логика предсказания позволяет сделать вывод о том, что результат их выполнения никогда не будет использован. На смену подобным оценкам пришли тесты типа Winstone, измеряющие время выполнения определенных действий: прорисовки реальных окон Windows, манипулирования текстом на экране, закраски геометрических фигур. Причем подобные тесты не только выполнялись под определенной операционной системой (а значит, зависели от качества ее кода), но и выполняли готовые куски кода наиболее распространенных приложений вроде Microsoft Office. Эти тесты показывали реальное время ожидания, после выполнения пользователем определенных действий, - но применительно к определенному классу приложений, основными из которых считались бизнес-приложения.

Сегодня ситуация меняется снова. Пользователи домашних и офисных систем уже склонны оценивать быстродействие по скорости работы трехмерных игр типа "Quake", активно использующих как процессор, так и графический ускоритель. При этом физические характеристики системы, такие как объем кэш-памяти второго уровня, многие все еще склонны считать показателем производительности, неодобрительно высказываясь, например, в отношении процессора Celeron. Между тем, производительность в бизнес-приложениях и в игровых программах у этого процессора лучше, чем у Pentium MMX, при равной тактовой частоте.

В то время как Intel наращивала производительность устройства обработки команд с плавающей точкой, чтобы повысить быстродействие приложений, активно использующих такие команды (а к ним относится большинство приложений с обработкой трехмерной графики), AMD пошла другим путем. Дело в том, что в подобных расчетах используются не все команды, а только некоторая часть из них, при этом однообразно обрабатываются достаточно большие массивы данных. Соответственно, если несколько простых вычислительных устройств будут одновременно обрабатывать несколько пакетов данных одинаковым образом, это даст большой прирост производительности для приложений определенного класса, использующих такую обработку. Именно этот принцип и реализован в новом процессоре AMD, получившем поначалу название K6-3D и переименованном затем в K6-2. Технология, названная SIMD (Single Instruction Multiple Data), позволила выполнять такие операции, как матричное преобразование, в несколько раз быстрее по сравнению с традиционными процессорами.

Подобный принцип обработки, однако, впервые использовала не AMD. Технология Intel MMX - это не что иное, как первая реализация SIMD на процессорах класса x86. Разница заключается в том, что команды MMX оперируют только числами с фиксированной точкой. На момент появления процессоров с технологией MMX Intel уверяла, что прирост производительности будет значительным не только для обработки изображений, но и для обычных приложений. На сегодняшний день восторги от MMX несколько утихли, так как обещанный прирост производительности достигался не столько за счет MMX, сколько за счет увеличенного вдвое объема кэш-памяти первого уровня. К тому же обработка трехмерной графики оказалась практически не затронута технологией MMX, так как использует в основном нецелочисленную арифметику. Сегодня Intel занята разработкой MMX2, или KNI (Katmai New Instructions), технологии, которая будет работать не только с целочисленными данными, но и, подобно новой технологии AMD (названной, кстати, 3Dnow!), с числами с плавающей точкой.

На пути внедрения подобных новшеств есть и еще одна серьезная проблема: вспомните, сколько времени потребовалось разработчикам программ, чтобы включить в код инструкции, использующие MMX. Та же участь ждет и 3Dnow!, с той лишь разницей, что 3Dnow! имеет большую вероятность привлечь внимание разработчиков современных трехмерных игр и производителей ускорителей трехмерной графики, которые могут в значительной мере способствовать продвижению нового стандарта. Поддержка 3Dnow! может быть выполнена разными способами, но, в любом случае, она необходима. Программы могут использовать графические функции выпускаемой в ближайшее время компанией Microsoft новой версии DirectX 6 и других графических API с поддержкой 3Dnow!, но это не обязательно означает ускорение работы игр, написанных с использованием, например, DirectX 5. Производители графических ускорителей уже обратили внимание на 3Dnow!, и некоторые компании, такие как nVIDIA, ATI и Matrox, уже объявили о том, что в ближайшее время будут поставлять драйвер для своих продуктов, использующий инструкции 3Dnow!

В планы AMD входит также создание процессора, имеющего встроенный кэш второго уровня объемом 256 кбайт. Однако, в отличие от Pentium Pro, планируется изготавливать этот процессор по гибридной технологии, используя внешний чип памяти, что даст значительный выигрыш в цене. Предварительное название K6-3D+ так же, как и для K6-3D, будет изменено к моменту начала производства.

Компания Cyrix также не отказывается от производства процессоров и планирует усилить наиболее слабое место процессора 6x86MX - блок вычислений с плавающей точкой - путем аппаратного удвоения или даже утроения этого блока. В отношении обработки 3D-графики у этой компании тоже есть свои планы: в конце прошлого года было объявлено о новой технологии MMXFP, которая должна включать собственный набор инструкций, также работающий по принципу SIMD. Что касается выпускаемого в настоящее время M II, то версия с тактовой частотой 300 МГц уже продается, а варианты с частотой 333 и 350 и 400 МГц фирма обещает выпустить до конца этого года. В отличие от 6x86MX, этот процессор имеет увеличенный до 64 кбайт объем кэш-памяти первого уровня. По заявлениям Cyrix, производительность M II с частотой 300 МГц превышает производительность Intel Celeron 266 МГц.

С начала года в прессе начали появляться сообщения о том, что AMD, Cyrix и IDT имеют планы использования общего набора инструкций поддержки 3D-графики (конкретные детали не уточнялись, но практически ясно, что будет использоваться набор инструкций AMD), что может позволить им опередить Intel в этой области, так как появление процессора Katmai ожидается только в середине следующего года. Наконец, 19 мая компания IDT объявила о выпуске первых образцов процессоров WinChip 2 и WinChip 2 3D. Как и прежде, процессоры позиционируются на рынок недорогих настольных и портативных компьютеров. Как и ожидалось, IDT WinChip 2 3D использует дополнительный набор инструкций AMD K6-2. Оба процессора рассчитаны на использование системной шины с частотой 100 МГц, что может приводить к несовместимости со многими выпускаемыми сегодня системными платами для Slot 7. Тактовая частота процессоров составляет 266 МГц и позднее будет доведена до 300 МГц. Производство осваивается на заводе IBM.

В отношении цены процессоров не все обстоит так гладко, как в пресс-релизах компаний. Дело в том, что как AMD K6, так и M II стоят сейчас дороже, чем Intel Celeron. Тем не менее, не следует забывать, что разница в цене на системные платы Socket 7 и Slot 1 также имеет место. К тому же процессоры для Slot 7 могут устанавливаться в старые системные платы, хотя и не во все, и, вероятно, потребуют обновления BIOS.

Вопрос выбора компьютера или модернизации старого решается сейчас не просто. Несколько рекомендаций в этом отношении, тем не менее, могут быть полезны. Во-первых, разумеется, если необходим компьютер с максимальной производительностью, особенно для серверного применения, то однозначный выбор - Intel Pentium II с платой на базе чипсета 440BX (но прежде - прочтите "Огород Козловского" в этом номере; возможно, у вас пропадет желание модернизировать свой компьютер вообще). Для офиса вполне хватит и процессора Celeron или AMD K6. Celeron удобен тем, что его можно заменить в дальнейшем на Pentium II. Эту же конфигурацию можно рекомендовать тем, кто использует компьютер преимущественно для игр, но не имеет возможности купить Pentium II. В случае модернизации старого компьютера может оказаться полезен процессор IDT, так как он имеет одно напряжение питания и может быть установлен на платы Socket 7, не поддерживающие новые процессоры AMD и Cyrix.

Чем же закончится война технологий и стандартов? Разумеется, вопрос риторический, и решать его будут пользователи, выбирая те или иные компоненты для своих компьютеров. Однако очень не хотелось бы наблюдать и в этой области ситуацию, подобную сложившейся на рынке программного обеспечения.