Платформа ПК: чего ждать в 2011 году

АрхивСтатьи

Процессорные архитектуры, графические чипы, память - всё это продолжает год от года развиваться и совершенствоваться. Что покажут гиганты индустрии в следующем году?

Накануне каждого нового года маркетологи компьютерных компаний убеждают нас, что грядущий год обещает стать переломным для индустрии высоких технологий. Эти прогнозы сбываются далеко не всегда, но в 2011 году ситуация на рынке действительно может измениться кардинальным образом. Судите сами: и AMD, и Intel намерены выпустить процессоры, разработанные чуть ли не с нуля, nVidia планирует перехватить у AMD (про бренд ATI забудьте) преимущество на рынке графических ускорителей с поддержкой DirectX 11, производители жёстких дисков наметили себе преодолеть трёхтерабайтный барьер, а разработчики SSD-накопителей рассчитывают и дальше наращивать быстродействие твердотельных дисков.

Новые процессорные микроархитектуры

Оба процессорных гиганта собираются в будущем году выпустить принципиально новые семейства чипов, ориентированные на все сегменты рынка.

AMD делает ставку на чипы под кодовым наименованием Fusion, которые в самой компании называют не центральными процессорами, а APU - Accelerated Processing Unit ("ускоренным процессорным элементом"). Микросхемы представляют собой гибрид универсального и многоядерного графического процессора с функцией параллельных вычислений, выполненный на одном кристалле. Fusion - одна из перспективных разработок компании, задуманная ещё несколько лет назад на этапе приобретения канадского производителя графических ускорителей ATI, технологии которого в результате стали доступны AMD.

В будущих чипах будут применяться две микроархитектуры, оптимизированных для разных применений, - Bobcat и Bulldozer. Микроархитектура Bobcat разработана специально для энергоэффективных процессоров, рассчитанных на установку в нетбуках и неттопах и потребляющих не более 1 ватта энергии. При этом, в отличие от Intel Atom, построенных на классическом принципе последовательного исполнения инструкций, в Bobcat используется механизм внеочередного исполнения команд, типичный для "больших" мобильных и настольных процессоров.

Микроархитектура Bulldozer предназначена для создания высокопроизводительных процессоров, которые будут состоять из одного или нескольких двуядерных модулей с общим внешним интерфейсом (блоков выборки и декодирования), блока вычислений с плавающей запятой и кэш-памяти второго уровня. Такая схема была выбрана для оптимизации конструкции и одновременно для снижения себестоимости. Поскольку в работающем многоядерном процессоре некоторые блоки часто остаются незадействованными, их можно сделать общими для нескольких "ядер". В результате процессор будет состоять из меньшего числа блоков, его физические размеры будут меньше, он станет экономичнее, "прохладнее" и дешевле.

В чипах на основе Bulldozer также появится технология автоматического разгона, аналогичная интеловской Turbo Boost.

В первой половине 2011 года планируется выпустить несколько вариантов чипов под кодовыми названиями Llano, Ontario, Zambezi и Zacate, которые рассчитаны на самые различные типы компьютеров - от бюджетных нетбуков до игровых систем и высокопроизводительных серверов. Чипы планируется производить по 40- и 32-нанометровым технологическим нормам.

Intel рассчитывает привлечь потребителя микроархитектурой Sandy Bridge: на неё будут переведены как мобильные, так и десктопные процессоры под знакомыми марками Core i3, i5 и i7. Первоначально планировалось, что первые модели процессоров и системных плат на базе новой архитектуры поступят в продажу в начале 2011 года, однако, по некоторым данным, в Малайзии уже продаются "настольные" Core i5-2300 (2,8 ГГц), i5-2400 (3,1 ГГц) и i7-2600 (3,4 ГГц) для новейшего разъёма LGA-1155, а также материнские платы к ним.

К основным нововведениям микроархитектуры Sandy Bridge относятся полностью переработанная конструкция вычислительных ядер, обеспечивающая высокую производительность при пониженном энергопотреблении, новое интегрированное графическое ядро, самое мощное из когда-либо выпускаемых Intel (вдвое производительнее того, что встраивается в современные Core i3/i5), со встроенным аппаратным декодером видео, кольцевая шина, соединяющая процессорные ядра, графическое ядро и общую кэш-память третьего уровня.

Принципиально важная особенность Sandy Bridge - обновлённая технология автоматического разгона Turbo Boost, которая здесь реализована как в ЦП, так и в ГП, причём изменение частот ядер универсального и графического процессора будет осуществляться независимо. Например, если для сложных вычислений требуются мощности центрального процессора, то будет увеличиваться именно его частота, а в играх, наоборот, будет повышаться частота графического ядра (до 1100-1350 МГц), не затрагивая без необходимости частоту ЦП. Такая схема даёт большую гибкость для оптимизации тепловыделения, поскольку одновременно разогнанные ядра существенно повысили бы максимальный термопакет.

В планах Intel на 2011 год значится выпуск двух-, четырёх-, шести- и восьмиядерных процессоров на базе Sandy Bridge.

В связке с новыми чипами будут работать и новые наборы системной логики серии 6x, поддерживающие SATA-III (6 Гбит/с), PCI Express 2.0 и системную шину DMI 2.0. Первыми должны быть официально представлены массовый чипсет H67, высокопроизводительный P67 и три модели, ориентированные на корпоративных пользователей, - B65, Q65 и Q67. Наборы микросхем отличаются числом поддерживаемых портов SATA, поддержкой встроенной в процессоры графики (P67 работает только с дискретными ускорителями), а также способностью объединять линии PCI Express для установки двух или более видеокарт в режимах SLI или CrossFireX. Первые системные платы на базе P67 уже продаются в некоторых азиатских странах.

Битвы графики

В первом квартале 2011 года AMD планирует выпустить свой новый флагман - Radeon HD 6990. Графический ускоритель, известный под кодовым названием Antilles, построен на основе двух чипов Cayman: первые карты на основе этих микросхем были официально представлены в начале декабря 2010 года - это Radeon HD 6970 и Radeon HD 6950, также относящиеся к высокопроизводительным моделям. В Cayman реализована новая шейдерная архитектура VLIW4: если в предыдущей VLIW5 использовались 4 простых и 1 сложный вычислительный блок, то теперь все четыре блока обладают одинаковой функциональностью, а распределением нагрузки между ними занимается отдельный блок T. В ядре Cayman 24 SIMD-ядер и до 96 текстурных блоков.

О производительности Radeon HD 6990 можно судить исходя из того, что если двухпроцессорная Radeon HD 5970 по мощности примерно соответствует нынешнему флагману nVIDIA GeForce GTX 580, то новинка определённо станет абсолютным лидером.

NVidia готовит адекватный ответ в виде новой микроархитектуры Kepler, которая, как утверждают представители компании, обеспечивает в два-три раза большую производительность вычислений с плавающей запятой на ватт потреблённой электроэнергии, чем нынешняя архитектура Fermi, реализованная в сериях GeForce GTX 4xx и 5xx. Какие-либо технические подробности в nVidia пока не раскрывают, так что новинка вполне может оказаться неприятным сюрпризом для AMD, которая в течение всего 2010 года удерживала знамя лидера на рынке высокопроизводительной графики.

Хранить и помнить

В будущем году ожидается заметное оживление на рынке компьютерных накопителей: производители традиционных винчестеров рассчитывают представить новые модели жёстких дисков ёмкостью 3 Тбайта и более, а также гибридные накопители, в которых для повышения производительности используются твердотельная память небольшой ёмкости. В принципе, такая гибридная технология далеко не нова (возьмём хотя бы возможность "ускорения" Windows Vista и 7 при помощи флэш-драйва), но на массовом рынке винчестеров она пока не получила распространения. Повышение скоростей будет достигаться именно за счёт плотности записи и оптимизации работы контроллера, в то время как скорости вращения шпинделя и объём кэша вряд ли существенно вырастут.

В области твердотельных SSD-накопителей тоже намечается заметный прогресс: лидеры индустрии, среди которых Intel, Indilinx и SandForce, готовы к выпуску контроллеров нового поколения, позволяющих увеличить скорость работы таких дисков. Особо стоит отметить компанию SandForce, которая в 2010 году выпустила самые популярные на сегодняшний день контроллеры серии SF-1200, - именно они стоят в большинстве современных SSD. В новой серии SF-2000 появятся поддержка интерфейса SATA-III, обеспечивающего скорость 6 Гбит/с, усовершенствованная система шифрования, а также целых ряд нововведений, позволяющих работать с флэш-памятью последних поколений. По данным самой SandForce, контроллеры серии SF-2000 обеспечат последовательное чтение и запись файлов со скоростью до 500 Мбайт в секунду, что примерно вдвое быстрее, чем умеют массовые SSD-диски нынешнего поколения. Впрочем, уже сегодня существуют диски, способные считывать и записывать данные на скорости до 740 Мбайт в секунду, однако это модели для энтузиастов, практически недоступные обычным пользователям. Очевидно, что с появлением нового поколения контроллеров скоростные SSD получат гораздо большее распространение.

Всё та же DDR3

Единственная область рынка, где в 2011 году не ожидается никаких существенных подвижек, - это сегмент оперативной памяти. Как и в 2010 году, править бал и дальше будет DDR3, перекрывающая все потребности современных систем. Все наборы системной логики и процессоры, которые ожидаются в будущем году, рассчитаны именно на этот тип памяти. Более того, значительная часть выпускаемых сегодня микросхем памяти с избытком перекрывает частотные требования, предъявляемые к ним процессорами и чипсетами 2011 года.

Впрочем, технологии позволяют выпускать и ещё более высокочастотные микросхемы, чем, скорее всего, и воспользуются производители оверклокерской памяти, доведя частоту DDR3 до 3000 МГц. Другое направление совершенствования DDR3 также связано с развитием технологий, благодаря которым можно понижать напряжение питания оперативной памяти, что означает снижение энергопотребления и тепловыделения.

***

Мы описали только малую часть инноваций 2011 года в области компьютерных технологий, о которых известно уже сегодня. Между тем в течение будущего года может появиться множество ещё более впечатляющих и неожиданных разработок - взять хотя бы микроархитектуру графических процессоров Kepler. Но даже судя по уже объявленным планам, 2011 год обещает стать весьма интересным для всех, кто интересуется высокими технологиями.