Новости:

  Статьи:

«Золотой мост» в светлое будущее

Несмотря на не самый удачный финансовый год, корпорация Intel с оптимизмом смотрит в будущее. И сегодня мало кто из тех, кто следит за событиями в мире IT, может сказать, что радужные ожидания не имеют под собой достаточной основы. Последние сомнения должен был развеять традиционный Intel Developer Forum Fall'06, который прошел в Сан-Франциско. И, как его отголосок, 10 октября в пабе Golden Gate состоялось закрытое заседание Клуба экспертов по технологиям Intel, которое имел честь посетить и ваш покорный слуга.
Было много вкусного и интересного.

Место встречи

Сбор был назначен на четыре часа дня, причем участники заседания собрались практически без опоздания (что само по себе является уникальным событием). Однако интерес пишущей и прочей братии был вполне обоснован, поскольку совсем недавно компания AMD, основной конкурент Intel, анонсировала первые процессоры на 45-нанометровом техпроцессе, призванные составить конкуренцию не в меру зарвавшемуся Core 2 Duo. К тому же, накопилось много вопросов о предстоящем переходе на Windows Vista и степени готовности продуктов от Intel к этому эпохальному событию. И, уж простите, но трудно было удержаться и не подколоть интелистов в очередной раз по поводу хваленой многоядерности, преимущества которой до сих пор остаются абсолютно нераскрытыми.

И все-таки, забегая вперед, скажу, что практически на все вопросы был получен достойный ответ. Но то, что оказалось наиболее интересным, трудно было даже представить заранее.

Впрочем, вернемся в паб «Золотые ворота» и назовем имена двух основных действующих лиц. Всех гостей встречал пресс-атташе корпорации Intel в странах СНГ Олег Горбачев. Он же и начал «официальную» часть с краткого пересказа выступлений первых лиц Intel на американском форуме, похвастал достижениями корпорации в сфере маркетинга и, конечно же, уделил достаточно внимания технологическим новинкам и планам на будущее. Положа руку на сердце, должен признать, что некоторые цитаты из спичей исполнительных директоров и главных инженеров показались мне слегка натянутыми, а иногда — и вовсе нелогичными. Но в свете того, что было показано позже, отношение серьезно поменялось.

Вторым слово взял человек, который непосредственно присутствовал в Сан-Франциско — Сергей Шевченко. Как специалист, который отлично разбирается в тонкостях технологий Intel, Сергей сразу же приступил к рассказу о конкретных новинках, представленных на IDF, а после доклада ответил на вопросы гостей. Тут тоже хотелось бы отметить, что, несмотря на довольно колкие комментарии некоторых специалистов, корпорация Intel в лице своих представителей дала достойный ответ. Однако хочется верить, что удовольствие от общения было двусторонним.

И хватит, пожалуй, вступления, самое время переходить к подробному рассказу о том, что ждет процессорный рынок в самом ближайшем будущем.

Короли и капуста

Началась конференция, как обычно это и происходит, с пространных спичей «высоких господ». И буквально каждый, начиная с главного исполнительного директора корпорации Intel Пола Отеллини, говорил о важности внедрения в процессоры энергосберегающих технологий.

Длительный период господствования архитектуры Net Burst привел к тому, что пользователи компьютеров привыкли считать производительность гигагерцами. И это действительно было оправданным подходом вплоть до появления процессоров Athlon, которые работали на меньшей частоте, но в тестах (и в реальных задачах) могли обгонять камни от Intel. Но даже тогда нельзя было говорить о качественно ином подходе к наращиванию процессорной мощности. Сегодня же частота даже самых дорогих чипов не превышает 3–4 гигагерца, причем этот порог был достигнут уже довольно давно. В принципе, перешагнуть этот рубеж при помощи существующей кремниевой технологии не представляется возможным. Путь преграждают банальные законы физики, поэтому производителям приходится искать новые пути развития. И для Intel таким путем стала новая архитектура, выращенная из отлично зарекомендовавшей себя технологии Centrino.

Вот тут-то и кроется главный вопрос — является ли упор на энергосберегающие технологии продуманной стратегией корпорации Intel, или это просто рудимент, доставшийся от прародительской платформы, который нам настоятельно преподносят как «фичу»? Приведу дословно слова уже упомянутого выше Пола Отеллини: «Наступает эра, в которой соотношение производительности и энергопотребления станет самым важным критерием для всех секторов рынка...»

Простите, но о чем думает рядовой домашний пользователь ПК, когда планирует очередной апгрейд? Неужели о том, что новый процессор поможет сэкономить $7 в год? Может, для него главным фактором все же является производительность? Впрочем, не стану спорить с тем, что для корпоративных клиентов, у которых в офисе может находиться 50–100 компьютеров, экономия может получиться достаточно существенной. Но покроет ли она переплату за «экономные» процессоры в сравнении с «неэкономными» (например, от AMD)? Трудно сказать, однако противоречие налицо.

В то же время меньшее энергопотребление процессора позволяет ставить на него более тихий кулер, благодаря чему компьютер становится тише в работе, а это уже весомый плюс. Что бы кто ни говорил, а тихий компьютер — это мечта многих нынешних пользователей. И если в погоне за тишиной и экономностью Intel не забудет о производительности (а пока это действительно так), покупатели, безусловно, оценят ее продукцию.

Кроме всего прочего на IDF вспомнили и о проблеме передачи данных по системной шине. В этой области проблем, пожалуй, еще больше, чем в деле наращивания процессорной мощности. Увеличение разрядности уже не может дать необходимого прироста скорости, а физический предел наращивания частоты привел к появлению такого извращения как DDR. Спору нет, технология отличная, но поскольку у электрического сигнала всего два среза, этот шаг является не более чем отсрочкой.

Куда двигаться дальше? И на этот вопрос у компании Intel нашелся достойный ответ.

А как итог «спичевой» части этого обзора приведу цитату из выступления Джастина Раттнера, старшего заслуженного инженера-исследователя и главного директора корпорации Intel по технологиям: «Наши новейшие достижения позволяют удовлетворить все главные требования, которые предъявляют вычисления тера-масштаба».

Что такое терафлоп? Это триллион операций в секунду, только и всего. Самое время заглянуть в физический справочник, поскольку Джастин говорил не о туманном будущем, а о реальных технологиях, которые уже работают на экспериментальных стендах Intel.

Две головы лучше, чем полторы

Многие уже знают (а кто не знает, мог вполне обоснованно догадываться), что новый флагман линейки процессоров от Intel будет четырехъядерным. Логика налицо: именно Intel Inside первой додумалась прикрутить математический сопроцессор к центральному, благодаря чему произошел качественный скачок производительности компьютерных систем. Они же разработали технологию Hyper-Threading, которая оптимизировала процессор под выполнение нескольких задач одновременно...

Кстати, на заседании в Golden Gate прозвучал вопрос о дальнейшей судьбе этой технологии. Ведь, как известно, в двуядерных Core Duo и всех последующих процессорах Hyper-Threading отсутствует. Действительно, зачем заниматься такой ерундой, если задачи можно распараллелить между двумя полноценными ядрами? Однако Сергей Шевченко сообщил, что на данный момент эта технология всего лишь «заморожена», и вполне вероятно, что мы еще увидим логотип «Hyper-Threading» на будущих процессорах Intel. Что это будут за процессоры, пока, похоже, не знают даже самые главные боссы Intel, однако наиболее вероятный вариант — это какая-нибудь бюджетная линейка одноядерных камней. В этом случае Hyper-Threading может стать неплохим аргументом «за» на фоне не таких многозадачных конкурентов.

Но вернемся к анонсам IDF. Несмотря на сумасшедший рост продаж еще совсем свежего Core 2 Duo (которого за два месяца с начала поставок было продано более пяти миллионов экземпляров), Intel не собирается упускать инициативу и уже в ноябре этого года запускает на рынок первый в мире четырехъядерный процессор Core 2 Extreme. По своей архитектуре он будет выглядеть как два двухъядерных Core 2, смонтированных на одной плате, причем кэш будет раздельным — по одному блоку на каждую «половинку» процессора. Заявленная производительность — на 70% выше, чем у предыдущего флагмана, но с одной существенной оговоркой. Такой результат возможен лишь в тех приложениях, которые специально оптимизированы под многоядерные системы, а их на сегодняшний день практически нет. Даже шутер Quake 4 от студии id Software (которая является технологическим партнером Intel), изначально написанный как многопоточное приложение, на тестах с Core 2 Extreme упорно использовал только два ядра из четырех доступных. С другими программами (и особенно — с играми) ситуация еще более плачевная: они до сих пор не научились использовать даже два ядра. Что уж там говорить о четырех...

Кстати, вопрос об оптимизации приложений под многоядерные системы не раз всплывал в ходе обсуждения на заседании в Golden Gate. И, словно мантру, представители Intel повторяли фразу о том, что программисты — страшно ленивый, если не сказать реакционный народ. Им просто неохота переучиваться и осваивать программирование под несколько потоков, несмотря на все выгоды, которые сулит подобный подход. В то же время эта проблема уже довольно давно обсуждается в среде программистов, и многие утверждают, что разделение программ чревато совершенно непредсказуемыми последствиями. Главной проблемой называют синхронизацию отдельных потоков между собой.

Вот, например, в какой-нибудь гипотетической игре разделяются потоки с расчетами физики и графики (то есть — геометрии пространства). Игрок подходит к стопке ящиков и со всей мочи пинает один из них виртуальной ногой. В тот же миг физический поток начинает просчитывать траекторию полета ящика, а графический — отрисовывать его, следуя указаниям физического движка. Тут игрок изъявляет желание выстрелить из дробовика в другой ящик, который находится на пути полета предыдущего, но в момент выстрела в физическом потоке возникает заминка. Например, операционная система посчитала, что это ядро достаточно свободно, и запустила там какую-нибудь службу, или даже в самой игре в этот момент подлые монстры надумали разрушить целую гору ящиков, стоявшую неподалеку, благодаря чему ядро не справляется со всеми «физическими» вычислениями вовремя и не успевает передать графическому движку информацию о том, что ящик, в который стреляет игрок, уже должен быть сбит предыдущим. Получается парадокс — геометрический движок сообщает физическому о прямом попадании в объект, но физический наверняка знает, что объекта там нет!

В обычной однопотоковой игре мы наблюдали бы всего лишь небольшой лаг. В принципе, привычное дело, на которое уже давно не обращают внимания. Но описанная ситуация в многопоточном приложении чревата критической ошибкой, а это уже совсем другое дело. К тому же добавляется еще одна нетривиальная задача — как разделить приложение на более-менее равные потоки, чтобы как можно полнее использовать возможности всех ядер?

Проблема сия очень хорошо известна работникам корпорации Intel, и, как оказалось, они уже всерьез занялись ее решением. В качестве задела на долгосрочную перспективу они успешно внедряют преподавание принципов многопоточного программирования в программы обучения IT-специалистов по всему миру (и наши ВУЗы — не исключение), а также проводят специализированные конкурсы и олимпиады, призванные стимулировать новый образ мышления в умах юных (и не очень) программистов. Но гораздо внушительнее выглядит пример уже работающего образца приложения, написанного под пять потоков. Именно такой софт будет способен выжать те самые 70% прироста мощности из нового Core 2 Extreme. Причем, это не какой-нибудь виртуальный бенчмарк, а игровой проект ААА-класса от всемирно известной студии Remedy под названием Alan Wake. До Украины рабочая сборка игры пока не добралась, однако Сергей Шевченко своими глазами видел красоты ее движка на форуме в Сан-Франциско, и у нас нет повода не верить ему.

К тому же грядущая Windows Vista может стать новой вехой в плане поддержки многоядерности на уровне ОС. Но еще большие надежды возлагаются на корпорацию Adobe и других разработчиков серьезных программных пакетов, которые в первую очередь ориентируются на платформу Apple. И раз уж в ней используются новые многоядерные процессоры Intel, вряд ли кто-то решится проигнорировать этот факт. Не стоит забывать и о тех приложениях, которые много лет пишутся под многопроцессорные системы (поскольку одного процессора для них всегда мало), и благодаря этому уже сейчас могут выжать из многоядерных камней все, на что те способны.

Собственно, на этом я прекращаю излагать свои размышлизмы о двух- и четырехъядерных процессорах и возвращаюсь к анонсам новинок. Тем более, что в самом ближайшем будущем мы получим в свое распоряжение тестовый образец Core 2 Extreme и сможем самостоятельно проверить, насколько он хорош.

Кстати, на IDF продемонстрировали первый в мире процессор с производительностью на уровне терафлоп. Думаю, вы уже догадались, каким образом была достигнута такая цифра. Конечно, 80 ядер на одном кристалле... Но программистам «старой закалки» пока что рано пить валерьянку, поскольку показанный процессор был предназначен исключительно для тестирования межкомпонентных соединений и никоим образом не планируется к запуску в серию. И, тем не менее, достижение весьма и весьма достойное.

Но вернемся к более приземленным вещам.

Одновременно с Core 2 Extreme стартуют серверные процессоры Xeon серии 5300, предназначенные для использования в двухсокетных системах, а в первом квартале 2007 года к ним добавится серия L5310 с энергопотреблением всего 55 Вт, что позволит использовать их в серверах с высокой плотностью монтажа. Кроме того в дополнение к hi-end Core 2 Extreme (2.64 ГГц) выйдет более доступный Core 2 Quad, который будет работать на частоте 2.40 ГГц. Тем не менее, оба процессора ориентированы на системную шину с частотой 1066 МГц — и этот порог шина, скорее всего, не перешагнет вплоть до внедрения новой технологии передачи данных. Но об этом поговорим в следующем номере, а пока — предмет истинной гордости корпорации Intel.

Меньше — значит, лучше

Если многоядерность пока что не дает оснований говорить о качественно новом способе улучшения показателей процессора, то переход на новый техпроцесс всегда был и будет основой для наращивания вычислительной мощности при одновременном снижении энергопотребления. Собственно, о чем и твердили на IDF в Сан-Франциско.

На сегодняшний день все процессоры семейства Core производятся по 65-нм техпроцессу, а это уже более половины всех чипов, которые выпускает Intel. Ответ конкурента еще только анонсирован, и нет никакой гарантии, что переход на новый техпроцесс окажется легким.

А Intel тем временем анонсирует во второй половине 2007 года постепенный переход своего производства на 45-нм технологию, которая уже успешно прошла тестирование. Сейчас полным ходом идет разработка новых процессоров под этот техпроцесс, а в строительство заводов для их производства вложено 9 миллиардов долларов. Сообщая эту цифру, докладчики не удержались от упоминания о приобретении компанией AMD канадского производителя видеочипов Ati Technologies за более чем 5 миллиардов. Очевидно, что эти затраты никак не помогут главному конкуренту Intel в «нанометровой» гонке.

На данный момент запланированная под 45-нм техпроцесс микроархитектура носит кодовое название Nehalem. Это будет уже не просто «уменьшенный» Core, а совершенно новый процессор. Вернее, линейка процессоров с новой архитектурой, которая начнет заменять старые модели в 2008 году. Но на этом Intel останавливаться даже не думает, поэтому параллельно с Nehalem будет разрабатываться микроархитектура Gesher (всем выйти из сумрака!), которая сменит своего предшественника на 32-нм техпроцессе.

Стратегия Intel очевидна: новый техпроцесс осваивается процессорами на старой и хорошо обкатанной микроархитектуре, после чего внедряется новая линейка, которая использует возможности улучшенного техпроцесса в полной мере. Таким образом Intel подтверждает свои более ранние заявления о том, что будет выпускать новые микроархитектуры каждые два года. Только кто ж думал, что вместе с тем на каждые два года запланирована смена техпроцесса?

В этом свете настораживает гробовое молчание из стана AMD. Если зеленые в самом ближайшем будущем не предоставят на суд общественности достойный ответ, то этой компании придется уходить в нижний сегмент рынка (что, впрочем, ей будет не в новинку), а Intel фактически станет монополистом. Думаю, нет смысла рассуждать о том, как это повлияет на ее ценовую политику, тем более, что первые симптомы «лидерства» видны уже сейчас.

Пока мы говорили только о процессорах, но проблема физического предела при наращивании рабочих частот касается всех компонентов компьютера. И в первую очередь — процессорного кэша второго уровня, а также шины памяти. О том, что думают специалисты корпорации Intel по этому поводу, читайте в следующем номере МК. К тому же мы никак не можем оставить без внимания новые разработки для мобильных и ультрамобильных систем, а также совершенно уникальные технологии для web и мультимедиа.