Yonah - двуядерное будущее мобильных компьютеров

Новые мобильные двуядерные процессоры Pentium M под кодовым названием Yonah, а также платформа Centrino нового поколения Napa появятся только в 2006 году. Однако представители Intel уже поделились с общественностью некоторыми фактами о новых чипах.

Intel продолжает подготовку к переходу на производство многоядерных процессоров для систем самых различных категорий. Как отмечают представители этой корпорации, новый мобильный процессор Yonah, который должен появиться в первой половине следующего года, будет заметно отличаться от своих предшественников. Ожидается, что подробные технические характеристики новинки будут обнародованы на осеннем Форуме Intel для разработчиков, однако в начале июня руководство корпорации поделилось с общественностью некоторыми интересными фактами об этом процессоре.

Как заявил вице-президент подразделения по мобильным продуктам корпорации Intel Мули Иден, чип Yonah будет выпускаться по 0,065-микронной технологии и поддерживать системную шину 667 МГц. Новинка будет состоять из двух ядер, тем не менее, Yonah принципиально отличается от двуядерных "настольных" Pentium D.  Отвечая на вопрос репортера об отличиях Pentium D и Yonah, Иден заявил, что "вы спрашиваете о разнице между микропроцессором и осликом".

Оба ядра будут иметь доступ к общей кэш-памяти объемом 2 Мбайта. Несмотря на то, что современные "настольные" двуядерные чипы оснащаются таким же объемом кэш-памяти, каждое ядро имеет выделенный только для него кэш объемом 1 Мбайт. По мнению разработчиков, единый кэш позволит существенно повысить производительность (чипы получают доступ к кэш-памяти через встроенную шину). Иден подчеркнул, что речь идет о росте производительности не на 10-20 процентов, а гораздо большем.

Единый кэш для обоих ядер - принципиальная особенность процессора Yonah. Такую схему в Intel назвали Smart Cache - "умный кэш". Именно благодаря ей стала реальностью улучшенная система энергопотребления, позволяющая отключать одно из ядер, в то время как другое может иметь доступ ко всему объему общей кэш-памяти. Кроме того, оба ядра могут одновременно получать доступ к одним и тем же данным, что снижает нагрузку на внутреннюю шину. При этом также используется предварительная выборка данных: при отключенном ядре второе инициирует загрузку информации, которая будет необходима отключенному ядру после его задействования. Благодаря этой возможности процессору не потребуется ждать передачи данных через системную шину, и ядра будут заниматься своими непосредственными обязанностями.

Собственно говоря, это можно рассматривать как первый шаг Intel на пути ко встроенному в чип контроллеру оперативной памяти, как это уже сделала в процессорах Athlon 64 компания AMD. Кэш-память большого объема, безусловно, повышает производительность за счет того, что процессору не нужно качать необходимые ему данные через системную шину с куда более низкой пропускной способностью из оперативной памяти. Но невозможно же до бесконечности наращивать кэш, тем более что это серьезно повышает стоимость чипа и увеличивает его сложность. Системная шина остается "узким местом", ограничивающим производительность чипа даже с большим кэшем, а решение AMD уже доказало свою состоятельность. По всей видимости, особенно применительно к мобильным процессорам, разработчикам придется искать разумный компромисс между ценой, производительностью и энергопотреблением.

В процессоре Yonah будет порядка 151,6 миллиона транзисторов. Для сравнения, в современных Pentium M содержится около 140 миллионов транзисторов. Тем не менее, поскольку Yonah будет выпускаться по более тонкой 0,065-микронной технологии, его площадь будет меньше, и себестоимость его производства будет ниже. Площадь кристалла нового процессора будет примерно на 31 процентов меньше, чем у сегодняшних Pentium M.

Энергопотребление двуядерных Yonah останется в пределах термопакета современных одноядерных Pentium M и будет составлять порядка 25 Вт. Этого удалось достичь благодаря 0,065-микронному процессу со снижением тока утечки и технологиям Speed Step и Dynamic Power Coordination. В Yonah используется новая технология управления электропитанием Dynamic Power Coordination, которая способна отключать одно из процессорных ядер при низкой нагрузке системы, а также динамически изменять их энергопотребление и тактовые частоты. Еще одна новейшая технология Intel Advanced Thermal Manager отвечает за точность измерения температурного режима и эффективность системы охлаждения. К 2008 году перед инженерами Intel поставлена цель снизить энергопотребление ноутбуков в целом, чтобы такая машина смогла работать от одной зарядки аккумуляторных батарей в течение восьми часов, то есть, всего рабочего дня.

По предварительным данным, в Yonah будут применяться технологии безопасности, которые уже используются в "настольных" процессорах. Имеется в виду, прежде всего, технология La Grande (LT).  Кроме того, в Yonah планируется задействовать и технологию виртуализации Vanderpool (VT), хотя, чем ближе к дате запуска этих чипов, тем меньше в Intel говорят об этом. Вполне вероятно, что в конце концов от VT в мобильных процессорах откажутся ради снижения энергопотребления. В любом случае, как заявил президент Intel Пол Отеллини, Intel не планирует представлять технологии VT и LT до выхода операционной системы Longhorn.

Еще одно нововведение в процессорах Yonah - технология Digital Media Boost, вносящая дополнения и улучшения в мультимедийные инструкции SSE и в блок вычислений с плавающей запятой. Как утверждают разработчики, эта технология позволит оптимизировать работу практически всех приложений - от пакетов для редактирования цифровых изображений и видео до компьютерных игр.

Единственное новшество, которое будет отсутствовать, по крайней мере, в первых процессорах Yonah, это возможность работы с 64-разрядными приложениями. По словам Иден, специалисты Intel "приняли сознательное решение не включать [эту функцию]", поскольку она заметно влияет на продолжительность автономной работы. В Intel заявляют, что поддержка 64-разрядных расширений будет реализована в мобильных процессорах тогда, когда этого потребует рынок.

Что подразумевается под "требованиями рынка", понять сложно. Новая операционная система Longhorn корпорации Microsoft, которая должна выйти в конце 2006 года, будет 64-разрядной. В ближайшее время ожидается презентация окончательной версии 64-битного варианта Windows XP. Именно в расчете на эти ОС поэтому компания AMD уже выпускает 64-разрядные мобильные чипы. С другой стороны, по сведениям, которыми располагает Иден, реальный спрос на 64-битные компьютеры пока невелик: "может пройти несколько лет, прежде чем такие машины будут востребованы корпоративными заказчиками". Но уже продано огромное количество настольных компьютеров с поддержкой 64-разрядных расширений и они доказали свою конкурентоспособность даже при работе с 32-битными приложениями. Впрочем, из слов Иден очевидно, что Intel в данном случае делает ставку на корпоративных потребителей, которые закупают большие партии ноутбуков для своих сотрудников, а не на отдельных розничных покупателей.

Процессор Yonah будет работать в связке с набором системной логики, известным сегодня под кодовым названием Calistoga, и модулем беспроводной связи (кодовое название Golan), поддерживающим беспроводные локальные сети стандартов IEEE 802.11a/b/g. В последующих версиях Wi-Fi-адаптеров будут реализованы поддержка стандарта 802.11b, так назваемой технологии MIMO, а к 2007 году в ноутбуках в качестве опции появится адаптер WiMAX. Все это в целом будет представлять собой очередное поколение мобильной технологии Centrino, имеющее кодовое название Napa. Кстати, Napa планируется использовать и в качестве платформы для компонентов "цифрового дома".

В семейство Calistoga войдут пять чипсетов: наиболее мощный 955XM, массовые модели 945GM и 945PM, а также упрощенные 945GMS и 940GML для использования с процессорами с низким и сверхнизким энергопотреблением. Возможно, новые наборы логики смогут работать с новейшей оперативной памятью типа DDR2-667. "Южный мост" ICH-7M обеспечит поддержку скоростного последовательного интерфейса Serial ATA II (SATA-300).

По неофициальной информации из различных источников, в частности, тайванького интернет-издания Digitimes и британского Inquirer, в первом квартале будущего года должны появиться шесть мобильных процессоров на ядре Yonah. Пока неизвестно, к какому семейству будут относиться новые чипы, иными словами, какой будет первая цифра в числовом индексе этих процессоров. Тем не менее, известны две другие цифры, так что маркировка первых Yonah будет выглядеть следующим образом: x50, x40, x30, x48 и x38.  Модели x48 и x38 - это чипы со низким энергопотреблением, а во втором квартале 2006 года ожидаются модели со сверхнизким энергопотреблением, построенные на одном ядре.

Помимо Pentium M, Intel планирует выпустить и недорогой одноядерный процессор Celeron M на ядре Yonah. Этот чип войдет в серию 4xx и будет иметь кэш-память второго уровня объемом 1 Мбайт, а также системную шину 533 МГц.  Тактовая частота модели x50 составит 2,16 ГГц, модели x40 - 2,0 ГГц, модели х30 - 1,83 ГГц, чипа х20 - 1,66 ГГц, модели х48 - 1,66 ГГц, а чипа x38 - 1,50 ГГц. Одноядерный Celeron M серии 4xx будет работать на частоте 1,66 ГГц.

Предварительные крупнооптовые цены, которые якобы уже объявлены тайваньским партнерам Intel, выглядят так: x50 в поставках партиями по 1000 штук стоит 636 долларов США, х40 - 420 долларов, х30 - 295 доларов, х20 - 240 долларов, х48 - 315 долларов, а х38 - 285 долларов. Процессор Celeron M на основе одного ядра Yonah будет поставляться оптовикам по 210 долларов США.

По предварительным данным, на 24 июля 2005 года запланирована презентация новых мобильных процессоров на ядре Dothan: Pentium M 780 (тактовая частота 2,26 ГГц, шина 533 МГц), Pentium M 778 LV c низким энергопотреблением (частота 1,60 ГГц, шина 400 МГц) и Celeron M 380 (частота 1,60 ГГц, шина 400 МГц). Одновременно с этой презентацией должно произойти существенное снижение цен на уже выпускающиеся модели чипов Pentium M.

Выпуск Yonah будет означать переход Intel c 0,09- на 0,065-микронную технологию, которая в настоящее время уже способна обеспечивать более чем 90-процентный выход годной продукции. Формально Napa станет третьим поколением мобильной технологии Centrino, однако все-таки замену процессоров с ядром Banias на процессоры с ядром Dothan можно в значительной степени считать сменой поколений, так что Napa - уже четвертая модернизация этой платформы.

Несмотря на то, что формальная презентация Yonah состоится лишь в 2006 году, поставки этих чипов производителям компьютеров и комплектующих начнутся уже во второй половине 2005 года. На весеннем Форуме Intel для разработчиков 2005 даже демонстрировалась работающая система - прототип ноутбука на основе новой платформы, так что двуядерные мобильные процессоры уже можно считать реальностью.

И "на закуску" - еще одно неподтвержденное известие, которым, впрочем, удивить уже сложно: двуядерные мобильные процессоры Yonah c большой долей вероятности будут использоваться компанией Apple Computer в ноутбуках PowerBook и в миниатюрных настольных компьютерах Mac mini. Впрочем, этого может и не случиться до тех пор, пока Intel не начнет выпускать 64-разрядные мобильные процессоры.