Процессоры AMD K8 и чипсеты для них. Часть I.

В первой части материала вы познакомитесь с тем, какие процессоры с архитектурой K8 выпускаются в настоящее время, а также узнаете о планах компании AMD на будущее. Стоит ли приобретать лишь чипы для Socket 939?

Кажется, нет на белом свете компьютерщика, который не любил бы порассуждать об «апгрейде» и «перспективности» того или иного сокета, разъема, интерфейса. В спорах на тему «стоит ли брать Socket 754, если вот-вот должен выйти новый, быстрый Socket 939», было сломано немало копий, причем первому кое-кто даже предрекал участь печально известного Socket 423 — безумно дорогого, просуществовавшего меньше года и не оставившего после себя никаких следов. Однако здравый смысл подсказывает, что идеального сокета «на все времена» просто-напросто нет и быть не может — в каждом конкретном случае существует оптимальное решение.

2004 год оказался для AMD чрезвычайно удачным как в финансовом, так и в техническом плане. Доходы выросли более чем на треть (впервые после 2001 года компания закончила год с прибылью), в несколько раз подорожали акции. От немецкого правительства компания получила впечатляющую субсидию на строительство наисовременнейшей процессорной фабрики Fab 36 в Дрездене и даже успела в значительной степени рассчитаться с прошлыми долгами. Впрочем, причины для такого успеха налицо: на фоне неудач, преследующих Intel (Среди которых можно перечислить срывы сроков выхода новых 90-нм процессоров, полную отмену выпуска на существующих ядрах Pentium 4 с тактовой частотой выше 3,80 ГГц, чрезмерное тепловыделение процессоров на базе ядра Prescott, не очень популярные DDR2 и PCI Express, дефектную серию южных мостов чипсетов — перечень, сделавший бы честь любому диверсанту, если бы кто-то забросил его в эту крупнейшую процессорную корпорацию), AMD действовала «медленно, но верно», налаживая и оптимизируя свое производство. Выпустила полноценную линейку процессоров Athlon 64, старшие модели которых не только оторвались в самых популярных (компьютерные игры) и «любимых» архитектурой (большинство серверных, многие расчетные задачи, архивирование, любой слабо оптимизированный код) приложений на десятки процентов от топовых процессоров конкурента, но и сильно сократили отставание от Pentium 4 в видео- и аудиокодеках и программах для работы с плоской и трехмерной графикой. При этом процессоры AMD, в отличие от Pentium 4, изначально поддерживали технологию AMD64 (То есть фактически являются полноценными 64-разрядными процессорами со всеми вытекающими отсюда «приятностями». Вдобавок за счет расширенного набора регистров они еще и быстрее работают на обычном 32-битном коде. В связи с приближающимся релизом Windows x64 мы обязательно посвятим AMD64 (и ее аналогу EM64T) отдельную статью), NX-бит (Эта технология обеспечивает компьютеру защиту от различных червей, а также хакеров, использующих эксплойты типа «переполнение буфера». См. www.computerra.ru/offline/2004/534/32573 и www.computerra.ru/offline/2004/566/36625) и Cool’n’Quiet и вдобавок, вот парадокс, ныне куда меньше греются (Тепловой пакет в 89(103)–115 Вт у Pentium 4 против максимальных 69–89 Вт у Athlon 64 — ощутимая разница. А ведь есть еще один каверзный вопрос: стоит ли выигрыш в двадцать минут при многочасовом кодировании видеофайла резко усилившегося шума от системного блока и громоздких систем охлаждения, тогда как чипам AMD с очень хорошими кулерами и включенным C’n’Q большую часть времени достаточно пассивного охлаждения?). Дорогостоящие и не всегда достаточно производительные Athlon 64 на основе ядер ClawHammer и SlegdeHammer с мегабайтом кэш-памяти второго уровня AMD заменила более рентабельными и высокочастотными NewCastle. К концу года компания освоила и 90-нм технологический процесс, наладив на его основе производство еще более рентабельных, быстрых и, как ни странно, «холодных» Winchester (Эти 90-нм процессоры, разумеется, заслуживают отдельного обзора, и мы постараемся его подготовить). В середине года «оптимизации» подвергся и дорогой «серверный» двухканальный Socket 940 — на смену «элитарному» разъему, предназначенному для одной-единственной модели процессора, пришел Socket 939 (Кстати, несмотря на «похожесть» этих сокетов, электрически они несовместимы и даже рассчитаны на совершенно разную разводку материнских плат), рассчитанный на целое семейство. «Устаревший» за полгода Socket 754, впрочем, никто забрасывать не собирается: взглянув на картину выпускаемых в настоящий момент процессоров Athlon 64, нетрудно убедиться, что двухканальность, которую обеспечивает новый сокет, — всего лишь опция, точно такая же, как, например, лишние 512 Кбайт кэша (см. таблицу 2). Конечно, при прочих равных двухканальные S939-процессоры быстрее, однако цена, которую придется выложить за Athlon 64 3800+ или 4000+ по сравнению с демократичным 3400+ (На момент написания обзора официальные цены составляли 729, 643 и 238 долларов за 4000+, 3800+ и 3400+ соответственно), заставляет задуматься: «а нужны ли мне вообще эти функции?»

Впрочем, через год частоты процессоров для Socket 939 шагнут еще дальше, а для Socket 754 новые Athlon 64 выпускаться уже не будут (во втором полугодии AMD намерена прекратить выпуск всех уже существующих моделей, хотя из продажи они, конечно, исчезнут гораздо позже). Зато в нынешнем году 754-й станет самым массовым и «демократичным» сокетом: в первом квартале на основе 90-нм техпроцесса AMD начнет для него производство целого семейства недорогих (до $100) процессоров Sempron 2600+…3300+(Дешевые процессоры для Socket 939 (в частности, Sempron) пока выпускаться не будут, младшей моделью так и останется Athlon 64 3000+ ценой около $180). Одновременно будет сворачиваться производство Sempron для устаревшего Socket A (полностью оно прекратится во второй половине текущего года). Несмотря на довольно удачные продажи, самый массовый (более 80% в количественном отношении) процессор AMD сильно устарел, и причина его продолжающегося выпуска, видимо, состоит лишь в том, что AMD банально не хватает мощностей для изготовления новинок. Загрузка существующих линий превышает 98% — компания просто не в состоянии насытить рынок тем количеством продукции, которое он мог бы переварить. Выглядит очень правдоподобным предположение, что практически полный отказ от младших Athlon XP на основе ядра Barton преследовал цель хотя бы немного увеличить объем выпускаемой продукции: более старое ядро Thoroughbred, на котором работает Sempron, гораздо миниатюрнее, а значит, на одной и той же кремниевой пластине чипов помещается больше, а доля брака уменьшается. Архитектура K8 еще сложнее, так что массового выпуска процессоров, изготавливаемых на 130-нанометровом литографическом оборудовании, тоже ждать не стоит. Переход на более тонкие технологические нормы позволит увеличить выпуск процессоров примерно в полтора раза, что практически снимет все эти проблемы.

Что еще можно сказать о ближайшем будущем? Частотный потенциал 90-нм процессоров текущего степпинга (D0) относительно невелик: номинальные частоты заводских кристаллов, вышедших до января 2004 года, не превышали 2,20 ГГц (для сравнения: по 130-нм уже были выпущены процессоры и с частотой 2,60 ГГц). Особого дискомфорта от этого AMD не испытывает: ее 130-нм процессоры более чем конкурентоспособны, а Intel «застряла» на с трудом взятой отметке 3,8 ГГц и дальше продвигаться пока не может. Однако успешные эксперименты по разгону (примерно до 2,90 ГГц) показывают, что ситуация изменяется в лучшую сторону. В первом квартале должен появиться и 90-нм степпинг второго поколения (E0), в котором AMD применит технологию растянутого кремния (Которую Intel, кстати, применяет в своих Prescott уже год, а в чипсетах — аж со времен i875P. Правда, AMD тоже есть чем похвастаться: в свою очередь, конкурент не использует технологию SOI (Silicon-on-Insulator), которая применяется во всех процессорах K8 и позволяет значительно снизить в них токи утечки и тепловыделение (и как следствие — улучшить их частотный потенциал). К тому же Dual Stress Liner значительно отличается от технологии, используемой Intel, хотя и базируется на похожих идеях) (Dual Stress Liner в ее терминологии), что предположительно позволит поднять частотный потолок до 2,8–3,0 ГГц. Эти процессоры уже в первом полугодии вытеснят все выпускающиеся сегодня 130-нм и 90-нм десктопные Athlon 64. Модификация с 1024 Кбайт кэша получит кодовое название San Diego, более простая 512-Кбайт версия будет называться Venice (см. roadmap на следующем развороте). Оба ядра поддерживают набор инструкций SSE3, бывший до недавних пор прерогативой Pentium 4 Prescott. Еще одним бонусом от освоения 90-нм технологии (ближе к третьему кварталу) станет выход двухъядерных процессоров AMD — благо архитектура K8 как нельзя лучше подходит для их создания. Инженерные сэмплы Opteron, по слухам, уже рассылаются заинтересованным заказчикам и проходят тестирование в их системах; «настольные» же двухъядерники появятся поначалу лишь в самых дорогих Athlon 64. Замечательно, что и первые, и вторые смогут работать в уже существующих системах (Socket 940 и Socket 939 соответственно) после перепрошивки BIOS: Intel для тех же целей, если не ошибаюсь, придется выпустить новое семейство чипсетов (i945/i955). Впрочем, запасаться материнскими платами на Socket 939 только ради возможности потом установить двухъядерный процессор не стоит, поскольку массовых и действительно доступных двухъядерников следует ожидать лишь к началу 2006 года, вот только рассчитаны они будут уже на другой тип сокета (Socket M2) и двухканальную оперативную память стандарта DDR2-667. К тому же вряд ли Socket 939 сравнится с Socket A долголетием, — в лучшем случае спустя не очень продолжительное время он разделит участь Socket 754.

По мнению автора, глупо покупать материнские платы Socket 939 только потому, что это «перспективно». Особенно если учесть, что выпускать недорогие процессоры для этого сокета AMD пока не собирается (самый дешевый из уже выпущенных стоит порядка $180). Как верно подметила моя хорошая знакомая: «Какая мне разница от того, какой там будет установлен процессор и насколько он перспективен: ведь менять его по несколько раз в год я не собираюсь. Мне нужен просто хороший и не слишком дорогой компьютер сегодня!» Так что если вы не профессиональный железячник, лучше выберите тот процессор, который вам кажется наиболее подходящим на текущий момент.