Холодное сердце - AMD Geode LX

Новый встраиваемый центральный процессор Geode LX 800@0.9W предназначен для самых разных систем - от телевизионных и интернет-приставок до промышленных компьютеров и уличных интернет-киосков. При тактовой частоте в 533 МГц среднее энергопотребление чипа составляет всего 0,9 Вт.

Выпуск встраиваемых процессоров - один из самых выгодных видов бизнеса в индустрии высоких технологий. Такие чипы используются в самых различных электронных устройствах - от телевизионных приставок до уличных и автоматов-информаторов - и производятся огромными тиражами. Однако если до последнего времени на встраиваемых процессорах специализировались такие фирмы, как Texas Instruments или ARM Holdings, то в прошлом году об амбициозных планах по захвату этого рынка объявили лидеры компьютерной микропроцессорной индустрии - корпорации AMD и Intel.

В Intel заявляют о намерении разработать специальный процессор с архитектурой IA-32, рассчитанный на установку в различную бытовую электронику вроде цифровых видеомагнитофонов и ТВ-приставок. Впрочем, пока заметных успехов на этом поприще у Intel не видно: даже в телеприставке MSN TV2 для доступа в фирменную "микрософтовскую" сеть MSN применяется обычный процессор семейства Celeron с тактовой частотой 733 МГц. Главная проблема с использованием этих чипов - их относительно высокие энергопотребление и тепловыделение. Есть в производственной программе Intel и процессоры с архитектурой XScale, однако за ее использование приходится выплачивать лицензионные отчисления той же ARM Holdings, что, в общем-то, не к лицу столь наукоемкой корпорации.

Некоторые наблюдатели полагают, что в Intel сделают ставку на чипы семейства Pentium M, в особенности, на их модификации со сверхнизким энергопотреблением или на их специальные версии - и автор этих строк склонен согласиться с этим мнением. Действительно, процессоры Pentium M серии ULV (Ultra Low Voltage - тактовая частота от 900 МГц до 1,2 ГГц) прекрасно подходят на роль встраиваемых: низкое энергопотребление, низкое тепловыделение, отсутствие необходимости в активной системе охлаждения, высокая производительность и полная x86-совместимость - чего еще можно требовать от идеального встраиваемого чипа? При этом напряжение питания ядра составляет около 1 вольта, а максимальное тепловыделение - от 7 до 12 Вт.

Успехи компании AMD в разработке новых встраиваемых процессоров куда заметнее. Во многом это объясняется удачной сделкой лета 2003 года, когда AMD приобрела у National Semicondustor подразделение, занимающееся разработкой процессоров Geode. С процессорами Geode связан весьма странный проект AMD "50 х 15", главной идеей которого является обеспечение к 2015 году доступа в интернет половине населения земного шара. Проект был начат осенью 2004 года в Индии, где совместно с крупным местным промышленным концерном TATA был выпущен недорогой миниатюрный компьютер Personal Internet Communicator (PIC), на базе процессора Geode GX 500@1.0W с тактовой частотой 366 МГц. Прочие технические данные маленькой коробочки, выполненной в корпоративных черно-зеленых цветах, таковы: оперативная память Samsung DDR объемом 128 Мбайт, 3,5-дюймовый винчестер Seagate на 10 (десять!) Гбайт, факс-модем V.92/56K, звуковой кодек AC'97, четыре порта USB 1.1 (!), аналоговый выход на монитор. Работает сие "чудо техники" под управлением предустановленной операционной системы Microsoft Windows CE 5.0. И это компьютер образца 2004 года? Душит смех, как говорили в ФИДО.

Да простят меня господа из AMD (их другие проекты, например, платформа AMD64, мне очень нравятся), но более нелепое мероприятие в сфере IT сегодня придумать сложно. Эта малопонятная инициатива, по официальной информации, должна охватить, прежде всего, пять стран - Индию, Китай, Мексику, Бразилию и... Россию. Рекомендуемая розничная цена PIC в нашей стране - 249 долларов США.

Не знаю как вам, а мне трудно себе представить, чтобы у нас кто-то решился бы выложить деньги за "недокомпьютер", если за ту же самую сумму можно собрать пусть морально устаревший, но вполне полнофункциональный настольный ПК на базе, к примеру, того же Celeron. Халявы же, я имею в виду спонсорство проекта со стороны коммерческих структур или, тем паче, государства, у нас совершенно точно не будет. И тем более никому из находящихся в здравом уме российских бизнесменов не придет в голову организовать сборку PIC на местах, как мечтают в AMD.

На самом деле, скорее всего, реальной целью акции "50 х 15" было вовсе не завлечение индийских крестьян в дебри интернета, а промоушн универсального x86-совместимого процессора Geode GX, энергопотребление которого составляет всего один ватт. Как бы то ни было, но в связи с проектом о процессоре заговорили, значит, маркетологи AMD добились своего.

Помимо процессора Geode GX 500@1.0W в серию GX входят еще два чипа: GX 533@1.1W, работающий на тактовой частоте 400 МГц и GX 466@0.9W с тактовой частотой 333 МГц. Основные характеристики их сходны со спецификациями других процессоров этой серии, как и их предназначение - установка в компактные системы, для которых важны низкое энергопотребление и миниатюрность. Роль набора системной логики на платах для Geode серии GX выполняет микросхема AMD Geode CS5535.

Процессоры серии Geode SC - интегрированное решение со встроенным 2-мерным видеоускорителем с поддержкой ТВ-выхода, контроллером памяти SDRAM и интерфейсами ввода/вывода (IDE, USB и т.д.). Эти чипы предназначены для встраиваемых систем и бытовых устройств, в частности, для теле- и интернет-приставок. В серию входят пять моделей - SC1100, SC1200, SC1201, SC2200 и SC3200. Отличия между ними заключаются в поддержке интерфейсов и различных функций (например, Macrovision поддерживает только SC1201), а тактовая частота и энергопотребление у них одинаковое - 266 МГц и 1,6 Вт.

Линейка мощных мобильных процессоров Geode NX примечательна совместимостью с мобильными процессорами Athlon, включая наборы системной логики, драйверы, BIOS и т.д. Устанавливать их можно взамен мобильных Athlon в тот же самый 453-контактный Socket A, а главным преимуществом этих чипов является существенно меньшее энергопотребление и тепловыделение, что дает возможность отказаться от активной системы охлаждения. Процессор Geode NX 1500@6W работает на тактовой частоте 1 ГГц и потребляет, в среднем, 6 Вт электроэнергии, модель NX 1750@14W работает на 1,4 ГГц и потребляет 14 Вт, а модель NX 1250@6W - на частоте 667 МГц и потребяет 6 Вт.

23 мая 2005 года AMD объявила о пополнении в семействе Geode и представила самый мощный на сегодняшний день процессор серии LX - AMD Geode LX 800@0.9W. Производитель позиционирует новинку как чип, предназначенный для использования в самом широком спектре бытовой электроники и вычислительных машин, включая телевизоры высокой четкости (HDTV), телевизионные сетевые приставки, "тонкие клиенты", автоматические торговые киоски и планшетные компьютеры Tablet PC  под управлением операционных систем семейства Windows.

Как видно из названия AMD Geode LX 800@0.9W, его "рейтинг производительности" составляет 800 единиц, напряжение питания ядра - 1,2 вольта, минимальное энергопотребление ядра - всего 0,9 Вт. Реальная тактовая частота чипа - до 500 МГц, максимальное тепловыделение при работе на 500 МГц - не более 2,4 Вт, среднее - 1,6 Вт. По оценкам специалистов AMD, типичное энергопотребление компьютерной системы на процессоре Geode LX 800@0.9W составляет не более 2,1 Вт.

Процессор выполнен по 0,13-микронному техпроцессу и снабжен 128 Мбайтами кэш-памяти второго уровня, встроенным блоком вычислений с плавающей запятой (FPU) с поддержкой мультимедийных инструкций Intel MMX и AMD 3DNow!, а также контроллером оперативной памяти DDR 400 c 64-битной шиной. Встроенные контроллеры (PCI, памяти, ускоритель двухмерного видео,) соединяются с ядром через внутреннюю интерфейсную шину GeodeLink с пропускной способностью 9 Гбайт/с (см. блок-схему процессора). Стоит также отметить интегрированный в чип блок безопасности с 128-разрядным механизмом шифрования и генератором случайных чисел. Крупнооптовая цена новинки - 45 долларов США.

В целях ускорения разработки встраиваемых систем или промышленных компьютеров на базе процессора Geode LX 800@0.9W в AMD подготовили эталонную системную плату Geode LX DB800 (на базе микросхемы AMD Geode CS5536), представляющую собой универсальный одноплатный компьютер, способный стать платформой как для бытовой телеприставки, так и для "тонкого клинта" или встраиваемого компьютера.

Плата выполнена в форм-факторе Mini-ITX, ее размеры составляют 170 х 170 мм и на ней присутствуют: порты IDE ATA 66, интерфейс ISA с ограниченной функциональностью (один 8-битный канал DMA), интерфейсы PCI и PS/2, параллельный и сетевой интерфейсы, стандартные аудиовходы и аудиовыходы, четыре порта USB 1.1/2.0, один порт для USB-устройства, аналоговый и цифровой (RGB) видеоинтерфейсы. Эталонная конструкция платы поддерживает операционные системы Microsoft Windows XP, XP Embedded, Windows CE и Linux.

В AMD не поленились провести сравнительные тесты систем на базе процессоров Geode LX 800@0.9W и Geode GX 533@1.1W - старшего брата чипа, установленного в "недокомпьютере" PIC. Тестовый стенд был собран на базе системной платы Hawk, имел 256 Мбайт оперативной памяти и 80-гигабайтный винчестер Western Digital. Система работала под управлением Windows XP Home и Windows CE. В качестве тестовых программ были выбраны, мягко говоря, отнюдь не самые свежие бенчмарки, что и понятно: по производительности таким компьютерам, разумеется, не сравниться с каким-нибудь игровым монстром на Athlon 64 с видеокартой Radeon X800 XT. Синтетические тесты SiSoft Sandra и PCMark 2002 продемонстрировали убедительное преимущество новинки над младшим чипом, а в бенчмарке eTesting Labs Winbench 99 процессор LX 800@0.9W вырвался далеко вперед.

 
Как видим, семейство встраиваемых универсальных процессоров Geode становится все более привлекательным: при сохранении рекордно низкого энергопотребления инженерам AMD удается постоянно повышать производительность. Кстати, как замечают эксперты, в процессоре Geode LX 800@0.9W рука разработчиков Athlon чувствуется куда больше, чем в предыдущих моделях. Интересно, что предыдущие Geode обязаны своим происхождением даже не National Semiconductor, а Cyrix. Именно в этой компании вели разработку встраиваемых процессоров с минимальным энергопотреблением, а в 1997 году команду, работающую над Geode, купила National Semiconductor. Как бы то ни было, AMD продолжает закрепляться на рынке универсальных встраиваемых чипов.