AMD: прорыв не за горами

Девятого и десятого марта в калифорнийском городе Монтерей компания AMD провела несколько встреч технического руководства фирмы с небольшой группой журналистов.

Девятого и десятого марта в калифорнийском городе Монтерей компания AMD провела несколько встреч технического руководства фирмы с небольшой группой журналистов. Помимо традиционных для подобных встреч корпоративных здравиц, журналистов познакомили с новинками ближайшего будущего, а также с планами компании на более отдалённую перспективу.

Несмотря на то, что приглашённые журналисты дали подписку о неразглашении большей части информации до определённого срока, на некоторые сведения это эмбарго не распространяется, и мы можем поделиться ими с читателями.

Прежде всего, представители AMD ясно дали понять, что поглощение канадской фирмы ATI Technologies, специализировавшейся на графических ускорителях, прошло успешно, и дальнейшая стратегия компании построена как раз на базе максимальной интеграции команд, занимающихся видеоконтроллерами и центральными процессорами. Новый курс подтвердили на совместной презентации технический директор AMD Фил Хестер и технический директор группы графических продуктов AMD Боб Дребин.

Современные центральные и графические процессоры в полной мере являются процессорами общего назначения. Принципиальная разница между ними заключается в том, что ЦП ориентированы на выполнение последовательных задач, в то время как ГП - на параллельные вычисления, широко использующиеся в трёхмерных компьютерных играх или декодировании видео. Благодаря расширению возможностей программирования графических чипов расширяется и их области применения, поскольку параллельные вычисления чрезвычайно востребованы, к примеру, в научных расчётах. Однако при этом ГП плохо справляются с последовательными вычислениями, поэтому для выполнения всех прочих задач требуются мощные центральные процессоры.

Для инженеров ATI давно стало очевидным, что с ростом мощности графических ускорителей их производительность будет ограничиваться скромными возможностями последовательных вычислений. Для центральных процессоров, напротив, проблема заключается в посредственных возможностях высокопараллельных расчётов. К примеру, простой просмотр видео высокого разрешения может полностью загрузить самый мощный двуядерный центральный процессор, а графический процессор способен с лёгкостью справиться с этой задачей с куда более низкими энергозатратами. Поэтому, в любом случае, для оптимального выполнения любых задач необходим как центральный, так и графический процессор.

Очевидно, что универсальный процессор будущего должен быть построен на основе архитектуры, в которой были бы соединены возможности центральных и графических процессоров в области последовательных и параллельных вычислений. А это означает объединение центрального и графического процессора в один.

Первым шагом AMD в этом направлении должен стать процессор с кодовым названием Fusion, первая информация о котором появилась ещё в конце прошлого года. Напомним, что этот гибридный чип, объединяющий в себе центральный и графический процессор, должен появиться на рынке к 2009 году. Предполагается, что первая версия Fusion, состоящая из двух физических процессоров на отдельных подложках в одной корпусировке, будет представлять собой просто более энергоэффективный вариант платформы с интегрированной графикой. Однако в будущем ядра будут объединены более тесно и появятся специализированные вычислительные ядра для узких задач вроде декодирования видео и связи.

Если сегодня независимые центральный и графический процессор соединены лишь внешней шиной, то уже в первой версии Fusion оба процессора будут размещены в непосредственной близости друг от друга. На второй стадии, которую в AMD называют "оптимизацией", оба процессора смогут использовать в работе некоторые части друг друга. На заключительной стадии эволюции Fusion, которая была названа "эксплуатацией", оба ядра будут максимально интегрированы, и ГП можно будет управлять тем же набором инструкций, что и ЦП. Графическое ядро получит свой собственный регистровый файл - по примеру блоков вычислений целых чисел и плавающей запятой. К таким элементам архитектуры, как кэш-память, может быть организован общий доступ обеих ядер.

Графическое ядро может быть с лёгкостью размещено на общей подложке за общей кэш-памятью третьего уровня. Представление об этом можно получить, взяв за образец архитектуру Barcelona, где четыре однородных ядра расположены за кэшем третьего уровня и контроллером кэш-памяти. Если мы заменим одно из этих ядер графическим, мы получим как раз принципиальное подобие Fusion. При этом за счёт относительно несложного входного алгоритма инструкции, которые могут быть обработаны лишь каким-либо специализированным ядром, будут направляться именно к нему.

В AMD убеждены, что следующим этапом развития процессоров x86 станет эра гетерогенных, то есть разнородных вычислений. По словам технического директора AMD Фила Хестера, к концу текущего десятилетия однородные многоядерные процессоры перестанут удовлетворят требованиям к микрочипам. Подготовка к выпуску гетерогенных процессоров модульной конструкции, состоящих из нескольких ядер специализированного назначения, займёт порядка 2-4 лет, а серийное производство таких чипов планируется начать после 2010 года.

Пример подобных процессоров можно видеть на слайде:

Такие чипы могут, в зависимости от назначения, быть оснащены не только графическими ядрами, но и ядрами для аппаратного кодирования и декодирования видео, ускорения сетевого обмена данных, ускорения работы антивирусных сканеров и любыми другими специализированными ядрами.

С модульными процессорами Fusion непосредственно связана и модульная технология Torrenza, о которой мы писали почти год назад. Говоря о платформе Torreza, в AMD проводят параллели с разъемом для сопроцессоров 287/387, который присутствовал на материнских платах для процессоров 286/386. Не более трёх процентов владельцев 286-х машин приобрели сопроцессор 287, однако уже до 20 процентов владельцев 386-компьютеров обзавелись сопроцессором 387, единственная функция которого заключалась в вычислениях с плавающей запятой. В результате рост спроса заставил разработчиков 486-го процессора интегрировать сопроцессор непосредственно в чип.

Платформа Torrenza, предполагающая открытое лицензирование шины HyperTransport, позволит использовать вместе с чипами AMD и совместимые специализированные процессоры, разработанные другими компаниями. Принцип работы Torrenza таков: совместимый чип просто помещается в дополнительный процессорный разъём и работает в составе системы через шину HyperTransport. Очевидно, что это, своего рода, промежуточный этап на пути к полной интерграции в лице процессора Fusion. При этом технология Torrenza обладает довольно высоким потенциалом, поскольку она предоставляет большую гибкость, чем Fusion, и, разумеется, дешевле.

В AMD полны оптимизма относительно ближайшего будущего объединённой компании. Главные надежды возлагаются на четырёхъядерные процессоры под кодовым названием Barcelona, а также на графические ускорители семейства R600.

Интересно, что в ходе встречи представители AMD заявили, что журналисты поторопились назвать новую микроархитектуру "K8L" - на самом деле, скорее всего, она будет называться "K10". Собственно, и Barcelona, строго говоря, является кодовым именем лишь для первой версии новых чипов, предназначенных для серверов. "Настольные" версии K10 носят названия Agena (четырёхъядерный), Kuma (двуядерный) и Agena FX (четырёхъядерная версия для Socket-1207).

Процессоры следующего поколения смогут работать на материнских платах с разъёмами Socket-AM2 и Socket-1207, однако будут выпущены и новые платы с разъёмами Socket-AM2+ и Socket-1207+, совместимыми по контактам с сокетами без плюса. AMD гарантирует полную обратную совместимость новых процессоров со старыми платами. Принципиальным отличием новых плат будет поддержка шины HyperTransport 3.0 вместо 2.0, что позволит заметно поднять производительность многопроцессорных конфигураций.

На выставке, проходившей одновременно с этим мероприятием, были показаны работающие системы на базе четырёхъядерных чипов Barcelona. Несмотря на впечатляющую производительность этих систем, в AMD не стали уточнять конкретные показатели и даже тактовые частоты процессоров. У некоторых участников даже создалось впечатление, что окончательных данных, касающихся технических характеристик новых флагманских процессоров AMD, пока попросту нет.

В ходе встречи затрагивались также вопросы развития графических ускорителей. В частности, особое внимание планируется уделить видеопроцессорам для цифрового телевидения и мобильных устройств, тем более что в арсенале ATI уже есть масса наработок в этой области.

Далеко идущие планы AMD подкреплены и модернизацией производственных мощностей. К середине текущего года завод Fab 36 полностью перейдёт на 0,065-микронный технологический процесс. Планируется, что примерно к середине 2008 года будет осуществлён переход на более тонкую 0,045-микронную технологию, а к 2010 году - и на 0,032-микронную. Скорее всего, первой на новые техпроцессы будет переведён всё тот же завод Fab 36 - как самый высокотехнологичный.

Заметная утрата положения этой компании на рынке не омрачает оптимизма представителей AMD. Действительно, такие высокотехнологичные продукты, как Barcelona и Fusion, вполне способны исправить ситуацию. Несомненно, компании поможет и подразделение графических ускорителей, готовое представить новое поколение ГП и взявшее курс на расширение своего присутствия на рынках видеочипов для игровых приставок, бытовой техники и мобильных устройств. Так что, судя по всему, очередной прорыв уже не за горами - в AMD доказали, что они умеют это делать.