by PC Mania
В част втора от серията за процесори писахме за най-новите процесорни технологии в сферата на ултра-преносимите компютри, както и за новия амбициозен проект на AMD, който може да ги вкара в открита война с основните им конкуренти от Intel.
Intel тик-так
Понастоящем Intel се стремят да следват доста агресивен цикъл на обновление на продуктовата си линия – всяка година да пускат или нова производствена технология (тик) или нова процесорна архитектура (так) – като така през 2 години обновяват и двете, а избягват двойния риск като въвеждат новите архитектури с изпитана технология и обратно. 65nm Core2 се обновява след една година с 45nm Core2, а след още една година на старата производствена технология се пуска новата архитектура Core i7 (2008). Следващата година Core i7 трябва да се обнови с 32nm ядро (в комплект с 45nm северен мост с вграден графичен ускорител GMA4000 на отделна силициева пластина), а в края на 2010 се очаква следващата архитектура (Sandy Bridge с AVX векторни инструкции и вграден северен мост с графичен ускорител). В края на 2011 се очакват първите 22nm процесори (обновени Sandy Bridge), а през 2012 – следващата архитектура.
Благодарение на подобреното си финансово състояние и подсиления производствен партньор AMD се надяват да наваксат изоставането си от Intel. За 2010 AMD планират да довършат прехода към 45nm процесори и DDR-III памет във всички сегменти (CULV и нова сървърна платформа) и да довършат прехода към 40nm DX11 графични ускорители (в ниския клас, мобилните компютри и работните станции). Чипсетите ще бъдат обновени, но вграденото видео ще си остане DX10.1 и най-вероятно няма да имат USB3.0, SATA3.0 или PCI Express 3.0 (засега не се знае дали ще бъдат 55nm като сегашните или 40nm).
Тактовите честоти на процесорите може би ще се повишат с по една-две стъпки (140W 3.6 GHz Phenom II X4), ще се появят настолни варианти на 6-ядрените Opteron, а сървърите ще получат чипове с по две силициеви пластини (общо 12 процесорни ядра; първи продукт на AMD с две отделни пластини). На практика през 2010 AMD ще доизстиска каквото може от настоящите архитектури без да прави революционни нововъведения и едва ли ще настигне разширената фамилия Core i7 (средния и може би нисък клас настолни и мобилни компютри и всички сървърни сегменти), но поне ще се опита да задържи настоящите си позиции.
Същевременно през 2010 се очаква GlobalFoundries да завършат разработката на два нови производствени процеса (32nm SoI за високи честоти/процесори и 40nm/45nm с ниска консумация на енергия – за SoC комбинирани продукти). През 2011-та GlobalFoundries планират да достигнат 28nm за високи честоти/графични ускорители и 28nm с ниска консумация на енергия. Тогава от AMD очакват да са готови с две нови процесорни архитектури – Bulldozer (високопроизводителни чипове, 32nm SoI) и Bobcat (45nm/40nm/28nm с ниска консумация на енергия – специално разработена архитектура – подобно на Atom), адаптация на Radeon HD5000/DX11 графичните ускорители за SoI производствен процес, адаптация на Athlon II X4 за 32nm SoI и нов графичен ускорител (най-вероятно 28nm).
Тогава най-накрая се очаква да се появят Fusion-продуктите, обещани след покупката на ATI от AMD. Bobcat процесорите ще се комбинират с DX11/HD5000 графичен ускорител и ще са предназначени за лаптопи и netbook, 32nm SoI Athlon II X4 с DX11/HD5000 (с общо кодово име Liano) ще са предназначени за лаптопи и настолни компютри от среден клас, а Bulldozer процесорите няма да имат вграден графичен ускорител и ще са предназначени за върховите модели настолни компютри и сървъри.
Благодарение на вградения Radeon видеоускорител може да се очаква, че Bobcat със сигурност ще изпреварва наследника на Atom, който обаче ще консумира по-малко енергия. Liano ще се изправи срещу 32nm Core i7 и неговия наследник, което означава, че като процесорна мощ ще е по-слаб, но ще компенсира с графичния си ускорител и победата ще зависи от конкретното приложение. Bulldozer ще се конкурира със Sandy Bridge (наследника на Core i7) като засега няма очевиден победител.
Intel GPU
Продуктите на Intel са лидери на пазара на процесори и чипсети, но третият основен елемент в компютрите – графичния ускорител за момента им се изплъзва. Всъщност по пазарен дял те са първи и там – чипсетите с вграден видеоускорител на Intel се използват в над 50% от компютрите, но GMA4500 определено не е лидер на пазара, а по-скоро притурка към Core2 Duo и P45. През 2009-та графичните ускорители изпревариха процесорите по брой транзистори – Radeon HD5000 е с 2.1 млрд. транзистора срещу 1.9 млрд. за 6-ядрения Xeon 7400 (това се беше случвало и преди с G80, но този път се очаква първенството да се запази и през 2010-та, когато дори 8-ядреният Xeon с неговите 2.3 млрд. ще бъде „малък” в сравнение 2.9 млрд. за GF100/Fermi на nVidia).
Голяма част от транзисторите при процесорите се използва за кеш памет, докато при графичните ускорители почти всичко отива за изчислителни блокове и неслучайно nVidia полагат големи усилия да реализират своите Tesla продукти (“изчислителни” платки с GeForce чипове) на пазара на „големи изчислителни машини” (High Performance Computing). Недостатък на графичните ускорители е това, че те не са подходящи за всякакъв вид изчисления (само някои приложения могат да се възползват), но с всяко следващо поколение те стават все по-гъвкави в това отношение. Същевременно Intel се стремят да направят процесорите си все по-подходящи за видеообработка (всички SSE набори инструкции спомагат за това). Същевременно вградените видеоускорители в чипсетите достигнат „достатъчна” производителност (за всичко освен игри и 3D приложения) и съответно Intel и AMD планират да ги вградят в процесорите си. AMD, след като закупиха ATI, притежават най-мощния за момента видеоускорител.
Intel не могат да оставят основния си конкурент (AMD) и един потенциален такъв (nVidia) да си поделят пазара за този основен елемент. Според визията на nVidia не само потребителските устройства трябва да бъдат Tegra-базирани (без процесор на Intel) и не се нуждаят особена изчислителна мощ, но и сървърите, извършващи изчисленията, следва да използват техен продукт – Tesla вместо традиционните Intel Xeon процесори (естествено това не може да стане със сегашните Tesla, но това е крайната цел). Всичко това обуславя решението на Intel отново (след i740) да навлязат на пазара на видеоускорителни чипове за видеоплатки – чрез Larrabee. Идеята е, следвайки естествения ход на развитие на х86 процесорите и използвайки огромните си производствени възможности, Intel да навлезе на основния пазар на конкурента си и да предотврати потенциалните заплахи.
Larrabee представлява многоядрен х86 процесор с голям брой (32 и повече) опростени ядра (дори в сравнение с Atom), но за сметка на това с конфигурация на изчислителните блокове, подходяща за обработка на графични данни. Подобно на настоящите GPU-та и Larrabee ще има широк интерфейс за достъп до локална памет. Повечето функции, като текстуриране и други, ще се извършват „софтуерно” от х86 ядрата, а не от специализирани блокове, но Intel се надяват като цяло (благодарение на големия брой ядра и високата тактова честота) Larabee да не отстъпва на продуктите на ATI/nVidia през 2010 г. Предстои да видим доколко тази прогноза ще се сбъдне, но имайки предвид потенциалните проблеми с драйвери и другите неизвестни, за Intel ще е голям успех, дори ако Larrabee достигне само до графичните ускорители от среден клас през 2010. Intel смятат първите Larabee да използват 45nm производствена технология, но за разлика от nVidia/ATI имат възможността при нужда да го пренесат на по-фините 32nm и евентуално 22nm през 2012-2013.
Според някои слухове 22nm процесорната архитектура на Intel, която се очаква да се появи през 2012 г., ще бъде с вграден Larrabee видеоускорител – така, както 80486DX получи вграден 80387 FPU/NPU блок за изчисления с плаваща запетая. Подобно твърдение се подкрепя и от обявената еволюционна линия на Intel – едноядрени процесори, едноядрени с многонишковост (Hyper-Threading), двуядрени, многоядрени (4-, 6-, 8- и повече еднакви х86 ядра) и накрая хетерогенни (многоядрени с различни видове ядра оптимизирани за съответните приложения – което може да се тълкува като няколко „стандартни/големи” и множество „графични/малки” х86 ядра).
Евентуалната интеграция CPU+GPU най-вероятно наистина фигурира в плановете на Intel (а и на AMD) и следването на тик-так модела ще доведе до достатъчно силициево свободно пространство (което няма полза да се запълва с кеш памет/повече обикновени CPU ядра), ако не при новата архитектура на 22nm/2012, то при 16nm/2014.
Сървърни процесори
ARM се опитва да подкопава пазара на Intel (и х86 като цяло) отдолу, а амбицията на nVidia Tesla е да завладее изчислителните клъстери. Огромно предимство на ARM при преносимите устройства е настоящата му популярност в този сегмент за разлика от Tesla, които по скоро отбелязват първите си стъпки извън видеоускорението.
Като цяло в последните години се наблюдава тенденция на оттегляне на конкурентите – DEC, Compaq, HP, MIPS, SGI и други вече не предлагат собствени процесори, а използват Xeon, Opteron и Intel Itanium. Единствено IBM продължават активно да разработват своите POWER процесори. Sparc също е сериозен претендент, но ако Oracle успеят да купят Sun (Европейската комисия все още не е разрешила сливането), най-вероятно Sun ще спре разработката му и бъдещото развитие на Sparc ще зависи от някои доста по-малки компании.
Itanium е единственият не-х86 продукт, който Intel развива в момента (все още се предлагат и някои специализирани ARM и i960-базирани продукти, но се очаква, че те ще бъдат прехвърлени към х86 ядра в скоро време). През 2010 г. се очаква да се появят 65nm четириядрени Itanium процесори, които ще използват същата платформа (цокли, чипсети, дънни платки и охладители) като осемядрените Xeon MP моделите базирани на Core i7. От една страна това ще помогне на Itanium – много повече дънни платки/сървъри ще са съвместими с него, но от друга – ще отнеме едно от основните му предимства – възможността за многопроцесорната работа с над 8 цокъла (по отношение на производителността Xeon процесорите вече го изпреварват в почти всички приложения).
Автор: Стоян Спахиев