Alpha inside
АрхивВ конце 1995 года на рынке высокопроизводительных процессоров произошло значительное событие. Выпущенный компанией Intel процессор Pentium Pro, работающий на частоте 200 МГц, обогнал (на операциях с фиксированной точкой) все существовавшие на тот момент RISC-процессоры (Alpha, PowerPC, SPARC, MIPS, PA-RISC).
Лидерство Intel, однако, было недолгим: спустя всего несколько месяцев компания Digital вернула себе пальму первенства, принадлежавшую ей с 1992 года. Это стало возможным благодаря выпуску процессора Alpha AXP 21164A c тактовой частотой 333 МГц. Сейчас еще трудно делать какие-либо серьезные прогнозы, но похоже, что Intel вряд ли снова сможет в ближайшее время вырваться вперед.
В марте прошлого года тактовая частота процессора 21164A достигла 600 МГц; примерно в это же время был анонсирован процессор 21264 с частотой 600 МГц и более, по производительности превосходящий своего предшественника почти в два раза (при равной тактовой частоте). Однако, обо всем по порядку.
Процессор
Alpha AXP - 64-разрядный RISC-процессор (Digital постоянно подчеркивает, что это не просто 32-разрядная архитектура, расширенная до шестидесяти четырех бит, а именно "истинная" 64-разрядность), на кристалле которого размещается более девяти миллионов транзисторов (из которых почти 2 миллиона приходится на ядро, остальные - на кэш-память). Среди особенностей стоит отметить девятиступенчатый конвейер для операций с плавающей точкой, семиступенчатый конвейер для операций с фиксированной точкой; 16-килобайтный кэш первого уровня с прямым отображением (по 8 килобайт для команд и данных); 96-килобайтный трехканальный частично ассоциативный кэш второго уровня (также размещен на кристалле); поддержку кэш-памяти третьего уровня (от одного до шестидесяти четырех мегабайт); 128-битную шину доступа к памяти; 32 целочисленных регистра и 32 регистра с плавающей точкой. Все операции над данными производятся в регистрах; команды процессора - 32-битные, достаточно простые и имеют унифицированный формат.
Доступ к кэш-памяти первого уровня происходит всего за один такт, второго уровня - как минимум за два. За один такт, кстати, процессор может выполнять до четырех команд. Кроме того, некоторые оригинальные решения позволили очень эффективно использовать конвейеры, практически убрав простои из-за отсутствия операндов.
Процессор Alpha имеет ряд отличий от других RISC-процессоров. Скажем, у него достаточно "сильный" блок операций с фиксированной точкой, что не слишком характерно для архитектуры RISC (это связано с обработкой исключительных состояний при арифметических операциях; фирме Digital удалось обойти это ограничение). На самом деле, целочисленных блоков два: один отвечает за операции сдвига и умножения, другой обрабатывает команды ветвления. Устройство для работы с плавающей точкой тоже состоит из двух блоков: один занимается умножениями, другой выполняет команды сложения, деления и ветвления.
Есть и другие интересные особенности, например, наличие удобных инструкций работы со строками; за одну команду может обрабатываться сразу 8 байт.
Первые процессоры серии 21164 производились по 0,5-микронной технологии (сейчас - 0,35 микрон) и работали на частотах 266 и 300 МГц (сейчас - до 600). Кстати, такие высокие частоты неизбежно вызывают проблемы с отводом тепла: рассеиваемая мощность у процессора с частотой 366 МГц достигает 28 Ватт (для больших частот - прибавьте 5 Ватт на 66 МГц, то есть 38 Ватт для 500 МГц и т. д.). Однако Digital не останавливается на достигнутом и в настоящее время разрабатывает новые системы охлаждения, которые позволят поднять тактовую частоту процессора до 700-800 МГц даже при существующей технологии производства БИС. Кстати, большая рассеиваемая мощность - один из главных аргументов противников Alpha, однако они вряд ли задумывались над тем, каковы аналогичные характеристики Pentium Pro. Так вот, сообщаю: Pentium Pro с кэш-памятью 1 Мбайт рассеивает до 47 Ватт (и это при тактовой частоте всего 200 МГц). Не верите? Загляните на Web-сервер Intel. Точный адрес: www.intel.com/procs/ppro/info/techdtl/factsht.htm. Мало того, более "современный" Pentium II в этом плане ненамного лучше - 43 ватта при частоте 300 МГц!
Спустя некоторое время после выпуска 21164 компания Digital (совместно с Mitsubishi) разработала процессор 21164PC. С целью снижения себестоимости из него убрали кэш второго уровня (96 килобайт), компенсировав это увеличением кэша команд с восьми до шестнадцати килобайт; можно подключить, однако, внешний кэш второго уровня (от 512 Кбайт до 4 Мбайт). Количество транзисторов на кристалле уменьшилось до трех с половиной миллионов. За меньшую цену, естественно, вы получаете и меньшую производительность - до 14,3 SPECint95 и 17,0 SPECfp95; тем не менее, это все равно значительно больше, чем может дать Pentium Pro…
21164PC предназначен для "массового" рынка недорогих рабочих станций (2-5 тыс. долл.). Спектр возможных применений достаточно обширен: мультимедиа в реальном времени, Web-серверы, организация видеоконференций, CAD/CAM, 3D-графика, нелинейный видеомонтаж. При разработке этого процессора Digital последовала по стопам Intel и ввела дополнительные инструкции для работы с видеоданными, что позволяет достичь прекрасной производительности при декомпрессии видео (MPEG-2): частота 30 кадров в секунду достигается без дополнительного сопроцессора или специализированной видеоплаты - это действительно впечатляет!
Больше года назад Digital подписала соглашение с фирмой Samsung, согласно которому последняя получила права на производство процессора Alpha 21164A на собственных заводах и под собственной торговой маркой. Хотя компания Samsung пока только разворачивает производство (в 1997 году планировалось выпустить всего четыре тысячи, а в 1998 - около ста тысяч процессоров), она, тем не менее, уже начала проводить массированную рекламу в прессе (докатившуюся даже до российских компьютерных журналов), рассылку своим партнерам образцов микросхем и даже образовала подразделение, которое будет заниматься выпуском дешевых компьютеров на базе процессоров Alpha собственного производства. К слову, Samsung установила на свои процессоры цены существенно более низкие, чем Digital (хотя пока, к сожалению, не выпускает собственных материнских плат), так что в ближайшем будущем мы можем стать свидетелями новой "войны цен" - невиданного ранее события в мире RISC-просессоров. Скорее бы! Как известно, это всегда идет на пользу конечному пользователю.
Имеется, кстати, аналогичное соглашение и с фирмой Mitsubishi, еще одним полупроводниковым гигантом, которая, однако, массовое производство процессоров пока не начала, ожидая окончательного формирования рынка. А жаль…
Материнские платы
В отличие от Intel, Digital придерживается более "закрытой" политики в распространении своей платформы. Информация о комплектах микросхем, поддерживающих процессор Alpha, хотя и размещена на сайте Digital, но, по данным из независимых источников, содержит ряд неточностей и (возможно, внесенных специально) ошибок, что делает достаточно проблематичной разработку материнских плат третьими фирмами. Полную информацию получить достаточно сложно даже для партнеров Digital. OEM-партнеры также весьма ограничены в своем выборе - мощные платы для рабочих станций и серверов им не поставляются.
Итак, какие платы сможет использовать, скажем, российская фирма, если она захочет заняться "отверточной" сборкой компьютеров на базе процессора Alpha?
Плата AlphaPC164 фирмы Digital. Выпускается в ставшем в последнее время популярным формате ATX, но… к сожалению, не полностью соответствует этому стандарту - по крайней мере, если вы попытаетесь использовать обычный ATX-корпус от ПК. Во-первых, на разъеме питания отсутствует сигнал "Power Good". Из-за этого на источнике питания срабатывает защита, и он автоматически выключается немедленно после включения. Пустячок - а неприятно, хоть это и можно обойти, припаяв резистор между выводом "Power Good" на разъеме источника питания и "землей" на нем же (проверено электричеством, т. е. на собственной плате). Вдобавок, на плате отсутствует разъем для подсоединения выключателя питания, что также не слишком хорошо, так как на многих ATX-корпусах отсутствует общий выключатель питания. В результате остается единственный способ выключать компьютер: просто выдергивать его из розетки, или использовать удлинитель (фильтр) типа "Пилот" с собственным выключателем. И последний - совсем мелкий по сравнению с предыдущими - недостаток: разъемы портов, мыши и клавиатуры расположены не так, как у стандартных ATX-плат, так что вам придется оставить дыру в корпусе незакрытой или изготовить заглушку самому. Стандартную использовать не удастся.
В остальном же плата на редкость стандартна и совместима с "миром ПК" (имеется в виду, естественно, не компьютерный журнал). Два разъема IDE, разъем для подключения флоппи-дисковода, два последовательных и один параллельный порт, PS/2-совместимые клавиатура и мышь - что, в общем-то, не удивительно, так как используются микросхемы производства Intel и SMC. Четыре разъема стандарта PCI, два из них 64-разрядных (фирма Intel о поддержке PCI64 пока не заявила, и пока единственная персоналка с такой шиной - Micron Powerdigm XSU на базе набора микросхем Samurai, см. www.micronpc.com). Кэш-память объемом 1 или 2 мегабайта для PC - редкость, а для RISC-платформ - совсем немного. Кстати, "для себя" Digital производит платы с восемью и даже шестнадцатью мегабайтами кэш-памяти (а может, и больше - поддерживается-то до 64 Мбайт), но их, насколько я знаю, не продает. И, самое главное, - 8 разъемов для 72-контактных SIMM-модулей. "В чем же загадка этих разъемов?" - спросите вы, как спросил бы мой любимый литературный герой. И я отвечу, что я не знаю, в чем их загадка. Тогда вы подумаете еще, и спросите меня снова: "А в чем их разгадка?" А разгадка их в том, отвечу я, что для увеличения скорости обмена между оперативной и кэш-памятью используется 256-разрядная шина (да-да, я не ошибся), так что для получения максимальной производительности вам придется установить в плату все восемь модулей памяти. Конечно, вы можете ограничиться "всего лишь" 128-разрядной шиной и установить 4 модуля, но, поверьте мне, скупиться тут не стоит - память поддерживается только "обычная", со страничным доступом (так называемая fast page), в отличие от стандартной для Pentium-компьютеров памяти с "расширенным выводом данных" (EDO) или новомодной синхронной (SDRAM).
С видеоадаптерами, SCSI-платами и прочими устройствами, скорее всего, серьезных проблем не возникнет: в состав Windows NT 4.0 входит большинство необходимых драйверов. Проблемы могут возникнуть разве что с совсем новыми платами - пока лишь немногие производители плат выпускают драйверы для версии NT/Alpha.
Плата AlphaPC 164LX, появившаяся в сентябре 1997 года, использует новый набор микросхем, который поддерживает синхронную динамическую память (SDRAM) и процессор с частотой до 600 МГц, но любим мы ее не только за это: она гораздо больше соответствует стандарту ATX (как вам это - больше соответствует стандарту?), так что вы не столкнетесь с описанными выше проблемами при использовании стандартного корпуса ATX от "персоналки". Производительность при тестировании на однопоточных приложениях и "счетных" задачах существенно возросла. Правда, по слухам, "старая" плата быстрее на серверных приложениях, благодаря описанной выше 256-разрядной памяти (на LX-плате она 128-разрядная).
Планируется также выпуск платы AlphaPC164UX - больше разъемов для расширения памяти, выше поддерживаемые тактовые частоты (до 800 МГц!!!) и интегрированные на плате Ethernet 10/100 и UltraWideSCSI-адаптеры.
Вот и все материнские платы "от Digital", которые можно использовать. Есть еще несколько небольших фирм, выпускающих платы для процессора Alpha: Alta Technology, Aspen, Polywell, - но при ближайшем рассмотрении они все оказались копиями плат Digital. Судя по тому, что расположение компонентов на плате - вплоть до конденсаторов! - совпадает, изготовлены они все по документации, полученной от Digital, а то и просто - фирмы закупают саму плату, микросхемы, распаивают их и дают "свое" название. Несмотря на то, что многие фирмы анонсировали "оригинальные" платы еще полгода назад, ни одна так и не приступила к их коммерческому выпуску. Сказываются, по-видимому, сложность технологии, высокие тактовые частоты и высокие требования Digital к сертифицируемой продукции! А пока можете посетить www.alphapowered.com/wheretobuy_frameset.htm - там вы найдете обширный список поставщиков различного аппаратного обеспечения на базе процессов от Digital.
Производительность
Оценка производительности - дело достаточно сложное. Собственно, вывести некую "абсолютную" величину скорости работы процессора практически невозможно, слишком многое зависит от операционной системы, специфики приложений и т. д. Для сравнения систем, работающих под Windows 95 и Windows NT, обычно используют тесты от Ziff-Davis: ZD WinBench и ZD WinStone. Они позволяют протестировать весь комплекс в целом, создавая условия, максимально приближенные к "реальным", то есть тем, в которых работает "средний пользователь".
Однако такие тесты совершенно непригодны для сравнения разных процессоров, работающих в разных операционных системах. Здесь больше подходит набор неких "усредненных" тестов, легко переносимых на любую платформу; таковыми являются SPECint95 (для операций с фиксированной точкой) и SPECfp95 (для операций с плавающей точкой).
Цифры впечатляют: 18 SPECint95 и 27 SPECfp95 для 21164-600; 40 SPECint95 и 60 SPECfp95 для 21264-600. Для сравнения: процессор Pentium II с частотой 333 МГц и кэш-памятью 512 Кбайт показывает около 13 на тесте SPECint и 9 на SPECfp…
Фирма Aspen Systems, Inc. (http://www.aspsys.com), поставляющая рабочие станции на базе Alpha, приводит следующие данные:
Aspen Systems | SPECint95 | SPECfp95 |
Alpha 21064, 275 МГц | 4,24 | 6,29 |
Alpha 21164PC, 400 МГц | 10,4 | 14,2 |
Alpha 21164PC, 466 МГц | 11,0 | 15,0 |
Alpha 21164PC, 500 МГц | 12,6 | 16,1 |
Alpha 21164, 266 МГц | 7,7 | 9,9 |
Alpha 21164, 300 МГц | 8,7 | 11,2 |
Alpha 21164, 333 МГц | 9,2 | 13,2 |
Alpha 21164, 366 МГц | 11,3 | 14,5 |
Alpha 21164, 500 МГц | 15,6 | 22,5 |
Alpha 21164, 533 МГц | 16,6* | 24,0* |
Alpha 21164, 566 МГц | 17,6* | 25,5* |
Alpha 21164, 600 МГц | 18,0 | 27,0 |
Alpha 21164, 633 МГц | 19,0* ** | 28,5* ** |
Alpha 21164, 667 МГц | 20,1* ** | 30,0* ** |
Alpha 21264, 500 МГц | 33,3* ** | 50,00* ** |
Alpha 21264, 600 МГц | 40,0* ** | 60,00* ** |
Pentium II 233 МГц 512 Кбайт cache | 9,47 | 7,31*** |
Pentium II 266 МГц 512 Кбайт cache | 10,8 | 7,98*** |
Pentium II 300 МГц 512 КБАЙТ cache | 11,7 | 8,49*** |
Pentium II 333 МГц 512 КБАЙТ cache | 12,8 | 9,25*** |
UltraSPARC II 167 МГц | 6,39 | 11,8 |
UltraSPARC II 250 МГц | 7,88 | 14,7 |
UltraSPARC II 176 МГц | 12,1 | 15,5 |
Silicon Graphics | SPECint95 | SPECfp95 |
R5000 180 МГц (O2) | 4,8 | 5,4 |
R5000 200 МГц (O2) | 5,4 | 5,7 |
R10000 175 МГц (Octane) | 8,4 | 15,5 |
R1000 195 МГц (Octane) | 9,3 | 17,0 |
Hewlett Packard | SPECint95 | SPECfp95 |
8000 180 МГц | 11,8 | 20,2 |
8200 220 МГц | 15,5* | 25,0* |
*Ориентировочно
**Пока не поставляется
***При выполнении Windows NT/Specs поставляемой корпорацией Intel
Я не слишком привык доверять "официальным" цифрам, поэтому решил убедиться в преимуществах процессора от Digital, используя собственные тесты. Вот что у меня получилось:
Pentium MMX 200 | Pentium II 300 | Alpha 21164A-500 (native) | Alpha 21164A-500 (FX!32) | |
Тест 1 | 177 | 138 | 86 | 420 |
Тест 2 | 13,8 | 6,1 | 2,8 | 3,9 |
Тест 3 | 0,055 | 0,049 | 0,041 | 0,116 |
Тест 4 | 3,116 | 1,115 | 0,673 | 0,990 |
Первый тест - медианная фильтрация картинки размером 512x512 (маска размером 7x7). Второй тест: быстрое преобразование Фурье (2048x2048). Третий и четвертый: набор функций обработки сигналов, довольно часто встречающийся в системах реального времени (много операций с плавающей точкой, в том числе вызовы тригонометрических функций). Время указано в миллисекундах.
Тестирование для Pentium MMX проходило на компьютере с материнской платой ASUS TX97E, процессор Pentium MMX 200, 64 Мбайт SDRAM, 512 Кбайт cache, Windows 95 OSR2; компилятор Intel Optimizing compiler, входящий в состав Borland C++ 5.01. Процессор Pentium II был установлен на материнской плате Intel AL440LX с 64 Мбайт SDRAM, 512 Кбайт cache; компилятор Intel C/C++ Compiler 2.4. Alpha: материнская плата AlphaPC164, процессор 21164A-500, 1024 Кбайт cache, 128 Мбайт FP DRAM; компилятор Visual C++ 5.0 (RISC Edition).
Справедливости ради, надо отметить, что вариант для Intel довольно тщательно оптимизировался с помощью пакета VTune в целях максимальной загрузки конвейера Pentium (инструкции MMX, правда, не использовались). Вариант для процессора Alpha был получен простой перекомпиляцией (не считая небольших изменений, связанных с замерами времени), так что резервы для оптимизации имеются (применение даже довольно старых математических библиотек от Digital, разработанных в 1993 году еще для Windows NT 3.1, дает дополнительный выигрыш до 15%).
Последний столбец в таблице показывает время выполнения на Alpha тестов, скомпилированных для процессора Intel, то есть в режиме эмуляции (подробнее о том, что такое FX!32 и как он работает, см. ниже). Результаты, по-моему, достаточно приличные, несколько портит картину только первый тест. Дело в том, что используемые в нем массивы данных не умещаются во внутреннюю кэш-память.
Рекомендую также заглянуть на www.alphapowered.com/comparison_frameset.htm. Там приводятся результаты сравнения рабочих станций на процессорах Alpha и Pentium Pro при выполнении реальных задач (3D-rendering и т. д.); некоторые тесты заняли у процессора от Intel в 4-5 раз больше времени, чем у Alpha…
В лаборатории журнала "BYTE" (см. "Low-Cost Alpha Offers Cheap Power", February 1998) был проведен сравнительный анализ последних моделей от Micron (Powerdigm XSU) и Hewlett Packard (Kayak XU), построенных на базе двух процессоров Pentium II, и рабочей станции "начального уровня" от Microway (Scream'n Demon-SX 533) на базе Alpha 21164PC. Притом, что последняя дешевле своих конкурентов более чем в два раза, она с легкостью оставила их позади, выполнив тест Lightwave 3D за 683 секунды, в то время как Micron и HP потратили на него 833 и 842 секунды соответственно. И для сравнения - результаты, полученные на процессоре Alpha 21164A: 511 секунд при частоте 600 МГц и 594 секунды при частоте 533 МГц.
Наиболее полные данные по тестированию всевозможных компьютеров с самыми разными процессорами находятся по адресу http://www.specbench.com.
С выпуском компанией Intel процессора Merced ситуация вряд ли изменится. Этот процессор и так уже опаздывает на два года, ожидается, что он будет иметь производительность порядка 40 SPECint. Alpha преодолеет этот барьер уже летом нынешнего года, а к моменту выхода Merced (примерно через год) Digital и Samsung будут иметь процессор Alpha 21364 с производительностью порядка 130-160 SPECint. Похоже, что в этой гонке Intel так и останется догоняющей…
Кстати, почти все кадры последнего голливудского блокбастера "Титаник" обрабатывались на Alpha-станциях под Windows NT: 200 компьютеров от Digital работали 24 часа в сутки в течение двух месяцев. Результат, как говорится, налицо… Великолепные спецэффекты в последних эпизодах широко известного сериала "Вавилон 5" тоже стали возможными только благодаря мощности процессора Alpha.
Программное обеспечение
На сегодняшний день существует более трех тысяч "родных" приложений для компьютеров на базе процессоров Alpha, работающих под операционной системой Windows NT (Softimage, AutoCad, Lotus Notes, LightWave 3D), и их число постоянно увеличивается. На Web-сервере Digital можно с легкостью проверить, перенесена ли ваша любимая программа на платформу Alpha; полный список приложений можно получить, набрав следующий адрес:
www.partner.digital.com/www-catalog/bin/catalog?type=a&key=&os=WNT
Некоторой неожиданностью стал недавний отказ фирмы Autodesk от выпуска новых версий AutoCAD (начиная с версии 14) для этой платформы; по словам представителей фирмы, 240000 Alpha-систем (а именно столько было продано Digital за последний год) - это слишком мало.
Однако расстраиваться не стоит. Digital выпустила продукт FX!32 (распространяется бесплатно), позволяющий запускать на Alpha-станциях (работающих под Windows NT) приложения для DOS, Win16 и Win32 (Intel).
FX!32 - это не просто эмулятор. Будучи проинсталлированным, он отслеживает запуск "чужих" приложений и эмулирует процессор Intel только при первом их запуске, одновременно переводя команды для Intel в "родной" код Alpha. После того как программа заканчивает выполнение, код довольно тщательно оптимизируется. При дальнейших запусках выполняется уже "родной" Alpha-код. Digital утверждает, что такой подход позволяет на 21164 достичь производительности, сравнимой с Pentium Pro 200, что совсем неплохо. С совместимостью, кстати, проблем почти нет: скажем, Microsoft Office 97, по моим наблюдениям, работает под Windows NT (Alpha) даже надежнее, чем под Windows 95 (в скором времени, кстати, Microsoft планирует выпустить если не полный Office, то как минимум Word 97 и Excel 97 для платформы Alpha). Даже такие "монстры", как 3D Studio Max и Adobe PhotoShop 4.0, работают под FX!32 исключительно хорошо. Проблемы, конечно же, есть, но их немного и они в принципе решаемы. Ожидается, что эта технология будет встроена в финальную версию Windows NT 5.0.
Разработчики приложений для Windows NT тоже не испытывают трудностей при переносе своих программ на Alpha: Microsoft недавно выпустила Visual C++ v.5.0 и даже Visual Basic v.5.0 (RISC edition). Вышел также и Digital Visual Fortran, ранее известный как Microsoft Fortran PowerStation - Microsoft полностью передала его фирме Digital (включая Intel-версию). Опыт показывает, что простой перекомпиляции исходных текстов обычно бывает достаточно (плюс некоторые "мелочи", например, разные размеры страниц памяти у процессоров Intel и Alpha); определенные сложности вызывает только перенос kernel-mode драйверов, но и эта проблема решаема (можно, например, воспользоваться услугами Microsoft Porting Lab или DEC Migration Lab).
Впрочем, что это мы все об NT… "Родной" операционной системой для процессора Alpha является все-таки Unix. В отличие от NT, Unix - полностью 64-разрядная система, а это немаловажно для некоторых приложений (32-разрядная адресация в Windows NT позволяет держать в памяти "всего" 4 Гбайт данных, а это достаточно серьезное ограничение для систем управления базами данных и ряда других приложений). Следующая версия NT (Cairo) будет поддерживать 64-разрядные адреса (VLM - Very Large Memory), но истинно 64-разрядной будет только NT 6.0. Впрочем, большинство пользователей могут об этом не беспокоиться, нижеприведенные данные показывают, что существенной разницы в скорости работы под Digital Unix и Windows NT не наблюдается (тестировались рабочие станции Digital Personal Workstation; модели 433a, 433au, 500a, 500au, 600a, и 600au. Первые три цифры означают тактовую частоту процессора, "a" - Alpha, "u" - Unix).
SPECint_base95 | ||||
CPU | МГц | NT | Unix | Ratio |
Alpha 21164 | 433 | 12,2 | 12,1 | 101% |
Alpha 21164 | 500 | 13,9 | 13,7 | 101% |
Alpha 21164 | 600 | 16,3 | 16,0 | 102% |
SPECfp_base95 | ||||
CPU | МГц | NT | Unix | Ratio |
Alpha 21164 | 433 | 15,3 | 16,9 | 91% |
Alpha 21164 | 500 | 16,5 | 18,0 | 92% |
Alpha 21164 | 600 | 18,4 | 19,9 | 92% |
Впрочем, "просто" 64-разрядная адресация - это тоже немало. Для развлечения - вот что можно посчитать с использованием 32- и 64-разрядных чисел:
32-bit | 64-bit |
Площадь земной поверхности, в квадратах со стороной 300 метров. | Площадь земной поверхности, в квадратах со стороной 5 миллиметров. |
Время с момента отмены крепостного права в России, в секундах. | Пятьсот миллионов лет, в миллисекундах. |
Население Земли, кроме Китая и Индии. | Население Земли, включая всех известных животных. |
Состояние Билла Гейтса, с точностью до десяти долларов. | Состояние Билла Гейтса, с точностью до одной миллионной цента. |
Суммарный объем всех файлов на жестком диске размером 4 Гбайт, с точностью до одного байта. | Суммарный объем всех файлов, доступных через Internet, с точностью до одного байта. |
Будущее
Во втором квартале текущего года должно начаться производство процессора 21264 (EV6) по той же, 0,35-микронной технологии, что и 21164; количество транзисторов на площади 302 кв. мм - более пятнадцати миллионов; внутренняя кэш-память будет расширена до 128 килобайт (2x64), а частота обращения к ней достигнет 333 МГц (пропускная способность - до 5,2 Гбайт/с). Анонсирован и новый набор микросхем 21272 Tsunami, который поддерживает один или два процессора 21264, одну или две шины памяти (256 бит, 83 МГц, SDRAM) и две параллельных 64-разрядных шины PCI (пропускная способность - до 2,6 Гбайт/с). Более подробную информацию об этом процессоре можно найти по адресу www.MDRonline.com/report/articles/21264/21264.html ("Digital 21264 Sets New Standard").
Во второй половине 1998 года уже по 0,25-микронной технологии начнет производиться процессор 21264A (EV-67) с частотой 800 МГц и более. Затем будет выпущена удешевленная модификация - 21264PC (PCA-67) с вдвое меньшей кэш-памятью. На основе этих процессоров можно будет производить как однопроцессорные, так и многопроцессорные серверы, конкурентоспособные по цене с аналогичными системами на Pentium Pro.
В 1999 году (примерно в то же время, когда Intel планирует выпустить Merced), можно ожидать появления процессора 21364 (EV-7), работающего с частотой более 1000 МГц. Это будет прорыв через барьер 100 SPECint95… Существуют также планы создания 21464 и 21564 (однако эта информация является конфиденциальной).
Ниже приведена небольшая сводка основных характеристик существующих и планирующихся процессоров от Intel и Digital (по данным журнала "BYTE", February 1998: "Alpha's Future").
Процессор | Начало произ- водства | Час- тота, МГц | Техно- логи- ческий про- цесс, мкм | Раз- ряд- ность, бит | Внутрен- ний кэш, Кбайт | Шина внеш- него кэша, бит | Частота внеш-ней шины данных, МГц | SPEC int95 | SPEC fp95 |
Intel x86 | |||||||||
Pentium MMX | 4 кв. '96 | 166- 266 | 0,35 | 32 | 2x16 | 64 | 66 | 4-7 | 3-5 |
Pentium II | 2 кв. '97 | 233- 333 | 0,35 | 32 | 2x16 | 64 | 66 | 9-13 | 7-9 |
Deschutes | 2 кв. '98 | 350- 450 | 0,25 | 32 | 2x16 | 64 | 100 | 14-18 | 11-14 |
Katmai | 1 кв. '99 | 400- 500 | 0,25 | 32 | 2x32 | 64 | 100+ | 17-21 | 16-20 |
Willamette | 4 кв. '99 | 500- 600+ | 0,18 | 32 | 2x64 | 128 | 100+ | 28+ | 26+ |
Merced | 4 кв. '99 | 600+ | 0,18 | 64 | N/A | 128 | N/A | 50+ | 70+ |
Digital Alpha | |||||||||
21164 | 1 кв. '96 | 400- 600 | 0,35 | 64 | 2x8+96 | 128 | 66-133 | 12-19 | 18-29 |
21164PC | 4 кв. '97 | 40- 533 | 0,35 | 64 | 8+16 | 128 | 66-133 | 11-14 | 13-17 |
21164PC | 2 кв. '98 | 600- 800 | 0,25 | 64 | 16+32 | 128 | 66-266 | 17-23 | 21-29 |
21264 | 2 кв. '98 | 700- 1000 | 0,25 | 64 | 2x64 | 128 | 200-500 | 50-70 | 70-100 |
21264PC | 4 кв. '98 | 600- 900 | 0,25 | 64 | 2x32 | 128 | N/A | 35-50 | 50-70 |
21364 | 4 кв. '98 | 1200+ | 0,18 | 64 | N/A | N/A | N/A | 140+ | 200+ |
Цены
Фирма Digital рассчитывает "отхватить" у Intel значительную долю рынка высокопроизводительных настольных систем и поэтому вынуждена регулярно снижать цены. В настоящий момент процессор 21164PC (в партии не менее 1000 штук) можно приобрести всего за 295, 395 и 495 долларов (варианты с тактовой частотой 400, 466 и 533 МГц). Кстати, процессоры Alpha (по меньшей мере, те, которые сейчас выпускаются фирмой Samsung) прекрасно работают на повышенной тактовой частоте - во всяком случае, чтобы "разогнать" 533-мегагерцовый вариант до 600 МГц, мне даже не понадобилось ставить более мощный вентилятор.
Процессоры Alpha 21164A пока заметно дороже (хотя Intel Pentium Pro 200 с кэш-памятью 1 Мбайт стоит тоже недешево), однако Digital регулярно снижает цены, да и цена менее 8000 долларов (в Москве) для рабочей станции высокого класса (с OpenGL-акселератором и прочими "наворотами") - это совсем немного. Стоимость же станций с процессором 466 МГц, 64 Мбайт памяти и популярной в народе графической платой Matrox Millennium составляет у некоторых московских фирм менее трех тысяч долларов.
Впрочем, уже сейчас можно приобрести (даже в Москве) очень неплохую станцию на базе 21164PC 533 МГц по цене до 2 тыс. долларов; при этом соотношение цена/производительность будет значительно лучше, чем у существующих систем с Pentium, Pentium Pro или Pentium II. Да и очередное снижение цен на все семейство Alpha - не за горами!