IDF 2006: новая архитектура, новые планы
АрхивПлатформаНа очередном Форуме Intel для разработчиков представители корпорации подробно рассказали о новой микроархитектуре Core, на базе которой будут выпускаться все новые микропроцессоры.
7 марта 2006 года в Сан-Франциско начал работу очередной весенний Форум Intel для разработчиков. В текущем году эта конференция проходит под девизом "Энергосберегающие платформы. Прорыв на новый уровень", и поэтому, разумеется, во всех пленарных докладах особое внимание уделяется снижению энергопотребления микропроцессоров.
Открыл Форум генеральный директор Intel по технологиям Джастин Раттнер с докладом, посвящённом энергоэффективности и новой микроархитектуре, на основе которой будут строиться все новые микропроцессоры компании - как для настольных ПК, так и для ноутбуков, и для серверных систем.
На слайдах, продемонстрированных Раттнером, было наглядно показано, что с момента появления первых "настольных" процессоров Pentium в 1993 году в последующих моделях для выполнения каждой инструкции затрачивалось всё больше энергии - повышение производительности обеспечивалось увеличением расхода электроэнергии. В 2003 году с выпуском первых Pentium M удалось добиться такого же расхода энергии для выполнения каждой инструкции, как в процессорах десятилетней давности, но при сохранении производительности на современном уровне. В моделях Pentium M образца 2005 года этот расход электроэнергии несколько увеличился, однако, уже в процессорах Core Duo на выполнение одной инструкции затрачивается меньше энергии, чем в "настольных" Pentium начала девяностых прошлого века.
Раттнер сообщил официальное название микроархитектуры нового поколения: на смену NetBurst приходит простое слово Core, которое с английского переводится как "ядро". В самом начале года вышли первые процессоры, в которых используется новая микроархитектура - это чипы Core Duo и Core Solo, выполненные по 0,065-микронной технологии. Все прочие модели также будут производиться в соответствии с 0,065-микронным техпроцессом, который, по оценкам специалистов Intel, позволяет на 30 процентов снизить энергопотребление и на 20 процентов повысить производительность, по сравнению с чипами на базе 0,09-микронной технологии. По словам Раттнера, в середине 2007 года планируется перейти на ещё более тонкий 0,045-микронный технологический процесс, обладающий теми же (в процентном отношении) преимуществами перед 0,065-микронной технологией.
В микроархитектуре Core реализованы пять принципиальных инноваций, которые особо выделил Раттнер. Первая - Intel Wide Dynamic Execution - обеспечивает одновременное выполнение до четырёх полных инструкций за один такт при помощи 14-ступенчатого конвейера. В рамках этой архитектуры применяется технология Micro-fusion, при которой несколько инструкций после декодироания "сливаются" вместе и отправляются в конвейер, а также технология Macro-fusion, при которой ещё до декодирования инструкции x86 сливаются вместе и обрабатываются как единая инструкция.
Следующая новинка - технология Intel Advanced Digital Media Boost, благодаря которой все 128-разрядные инструкции SSE, SSE2 и SSE3 выполняются за один такт, в то время как ранее для их исполнения требовались, как правило, два такта. Благодаря этой доработке обеспечивается увеличение производительности в некоторых оптимизированных приложениях (к примеру, графических редакторах и пакетах для работы с цифровым аудио- и видеоконтентом) за счёт ускорения обработки мультимедийных инструкций.
Технология Intel Intelligent Power Capability предусматривает возможность снижения энергопотребления за счёт интеллектуальной подачи питания на отдельные подсистемы процессора только в случае необходимости их включения. Система Intel Advanced Smart Cache реализована в виде единой для нескольких вычислительных ядер кэш-памяти второго уровня, что позволяет максимально сократить шины обмена данными, использовать одним ядром весь объём кэша во время бездействия другого ядра, и, в результате, снизить общее энергопотребление. Наконец, технология Intel Smart Memory Access оптимизирует использование шины оперативной памяти, что позволяет минимизировать латентность подсистемы памяти.
Говоря о производительности процессоров нового поколения (мобильных Merom, десктопных Conroe и серверных Woodcrest) на базе микроархитектуры Core, Раттнер назвал несколько конкретных цифр. По сравнению с мобильным чипом Core Duo T2600 процессор Merom обеспечит на 20 процентов более высокую производительность при сходном энергопотреблении. По сравнению с процессором Pentium D 950, производительность чипа Conroe будет на 40 процентов выше, а энергопотребление - на те же 40 процентов ниже. Цифры для серверных чипов ещё более впечатляют: по сравнению с Xeon 2,8 ГГц c раздельным кэшем второго уровня, процессор Woodcrest будет на 80 процентов быстрее и на 35 процентов экономичнее.
Раттнер подчеркнул, что теперь ограничивающим фактором дальнейшего снижения энергопотребления становится сама платформа. Если сегодня энергопотребление системы делится примерно поровну между процессором и другими компонентами (чипсетом, памятью, дисплеем), то при использовании архитектуры Core соотношение изменяется коренным образом: процессор потребляет всего около трети всей энергии, а остальные две трети приходятся на прочие компоненты. Иными словами, перед разработчиками чётко встаёт новая задача - снизить энергопотребление всех важнейших компьютерных комплектующих.
Старший вице-президент Intel Патрик Гелсингер продолжил разговор об новой архитектуре Core и коснулся ближайшего будущего корпоративных вычислений. По словам Гелсингера, десктопный двуядерный процессор Conroe войдёт в состав ориентированной на корпоративных заказчиков платформы Professional Business Platform с кодовым названием Averill, которая будет официально представлена во второй половине текущего года. Платформа будет построена на основе нового чипсета Broadwater с поддержкой технологии виртуализации VT и второго поколения технологии удалённого управления Intel Active Management Technology.
Гелсингер заявил, что архитектура Core обеспечивает величайший за всю историю микропроцессоров скачок в производительности и проиллюстрировал своё утверждение этим слайдом:
Cовместно с представителями Microsoft была проведена демонстрация реальной производительности процессора Conroe c тактовой частотой 2,66 ГГц в сравнении с чипом Pentium D 950: тестировалось выполнение задач в пакете офисных программ Microsoft Office 12, который пока существует только в виде бета-версии. С задачей в Excel 12 процессор Conroe справился более чем вдвое быстрее, чем его современный собрат:
По словам Гелсингера, в 2006 году Intel планирует представить три новых процессора для рабочих станций и двухпроцессорных серверов. Буквально на следующей неделе должна появиться модель с кодовым названием Sossaman со сверхнизким энергопотреблением, предназначенная для тонких блейд-серверов, систем хранения данных и телекоммуникационного оборудования. Серверный чип Xeon c кодовым названием Dempsey будет выпущен до конца марта - этот процессор войдёт в новую платформу Bensley, общее энергопотребление которой, в большей части модификаций, не будет превышать ста ватт. В третьем квартале 2006 года в составе платформы Bensley появится ещё один новый чип - Woodcrest, производительность которого будет на 80 процентов выше современного Xeon (на ядре Paxville).
Гелсингер впервые публично продемонстрировал перспективный четырёхъядерный процессор Clovertown, предназначенный для двухпроцессорных серверов. Чип Clovertown будет физически совместим с платформой Bensley и будет представлен в самом начале 2007 года, наряду с ещё одной четырехъёдерной моделью Kentsfield, предназначенной для высокопроизводительных настольных компьютеров.
В новых серверных процессорах будет реализована технология виртуализация VT нового поколения - Intel Virtualization for Directed I/O (Intel VT-d), в рамках которой можно будет каждой виртуальной машине назначать конкретные устройства ввода и вывода, что обеспечит повышенную гибкость настройки системы, позволит оптимизировать использование вычислительных ресурсов и, в целом, положительно скажется на организации серверной инфраструктуры предприятия. В Intel уже сейчас готовы предоставить спецификации технологии VT-d заинтересованным разработчикам. Кроме того, доступна и предварительная спецификация технологии безопасности LaGrande (LT). Релизацию LT в "настольной" бизнес-платформе Averill мы увидим уже в этом году.
Исполнительный вице-президент Intel Шон Мэлоуни продолжил разговор о новой микроархитектуре Core и уделил основное внимание будущему мобильных платформ и широкополосной беспроводной связи. По своей конструкции мобильный процессор Merom очень напоминает современные чипы на ядре Yonah, однако производительность у него будет ещё выше, а энергопотребление - ещё ниже. В отличие от Yonah, у Merom не 12-, а 14- ступенчатый конвейер, как и во всех будущих чипах с архитектурой Core. При этом за один такт могут выполняться не три, как в Yonah, а четыре инструкции. Общая для обеих ядер кэш-память второго уровня увеличится вдвое и достигнет объёма в 4 Мбайта.
Одновременно с появлением во втором полугодии процессоров Merom обновится и мобильная платформа Napa, и лишь в первой половине будущего года её на смену придёт новая платформа с кодовым названием Santa Rosa. В состав Santa Rosa войдут двуядерные чипы Merom с системной шиной 800 или 1066 МГц, набор системной логики с кодовым названием Crestline c южным мостом ICH8M (поддерживающим до 10 портов USB 2.0 и до трёх портов SATA), а также контроллер беспроводных сетей Kedron, работающий в сетях стандартов IEEE 802.11n и IEEE 802.11b/g.
Мэлоуни продемонстрировал прототипы мобильных ПК, имеющих встроенные контроллеры WiMAX и WLAN, а также способные принимать сигнал цифров ого телевидения. Ещё одна технология, которая будет реализована в платформе Santra Rosa, носит кодовое имя Robson. Эта технология при помощи флэш-памяти типа НЕ-И (NAND) и специальных алгоритмов кэширования позволяет ускорить загрузку операционной системы и отдельных приложений. Кроме того, Robson обеспечивает снижение энергопотребления за счёт минимизации использования жёсткого диска. В ходе демонстрации открытие приложения Microsoft Office и выполнение специального макроса на ноутбуке с технологией Robson заняло всего 3,3 секунду, в то время как полностью аналогичная система без этой технологии справилась с заданием за 15 секунд. Энергопотребление при этом снизилось с 2,7 до 2,0 Вт.
Шон Мэлоуни рассказал, что во втором полугодии начнутся поставки WiMAX-контроллеров в форм-факторе PCMCIA-карт, предназначенных специально для мобильных компьютеров. Мэлоуни также продемонстрировал первый многодиапазонный чип Wi-Fi/WiMAX c кодовым названием Ofer, которых позволит подключаться не только к локальным, но и к самым различным широкополосным беспроводным сетям WiMAX.
Intel готовит новые процессоры и для карманных компьютеров: уже начались поставки образцов чипов с кодовым названием Monahans, представляющих уже третье поколение архитектуры Intel XScale. В новинках применяются такие фирменные технологии, как Wireless Intel SpeedStep, MusicMax, Wireless MMX 2 и VideoMax, специально оптимизированные для портативных устройств.
В своём докладе Мэлоуни упомянул и такую новую категорию устройств, как ультрамобильные ПК (UMPC), к которым можно отнести и разрабатываемый в Microsoft компьютер Origami. Первые устройства форм-фактора UMPC, по словам Мэлоуни, будут официально представлены уже в текущем квартале - то есть, до конца марта! На стендах участников Форума, демонстрировались несколько разновидностей таких устройств с дисплеями размером 5-6 дюймов c разрешением 800 х 600 точек, жёсткими дисками до 30 Гбайт и весом порядка 500-600 г.
На прототипах работала операционная система Windows XP, что свидетельствует о приличной вычислительной мощности системы при всей её компактности.
Работа форума Intel для разработчиков в Сан-Франциско продолжается, и о других интересных событиях, происходящих на этой конференции, мы расскажем в следующих материалах.
