Ответный удар!

Хотя AMD и не является самым большим производителем x86 процессоров в мире, компания в настоящее время определенно стала фаворитом во многих сообществах энтузиастов. Выпуск микропроцессора Athlon почти два года назад перевел производительность компьютеров на новый уровень. Понятно, что архитектура Pentium III устаревает, по этой причине изначальный конкурент Athlon уже сходит со сцены. Чего же AMD должна опасаться, так это последнего соперника Athlon, Pentium 4.

Если посмотреть с чисто архитектурной точки зрения, Pentium 4 впечатляет. Но его производительность в сегодняшних приложениях удручает. Однако судя по его производительности в будущих приложениях и играх, Pentium 4 имеет более радужное будущее, чем казалось вначале. С точки зрения производительности, Athlon может продолжать соревноваться с Pentium 4, но ситуация уже не будет такой, как раньше, когда единственным конкурентом AMD был Pentium III. Платформа Pentium 4 поддерживает большую ширину пропускной способности памяти и может работать на больших тактовых частотах по сравнению с ядром Athlon Thunderbird.
AMD не собирается почивать на лаврах и они уже запланировали три ядра для замены Thunderbird. На днях AMD объявила ядро Palomino, которое будет использоваться в последней итерации процессоров Athlon – Athlon 4. Про это ядро уже давно ходили пересуды по поводу его улучшений по сравнению с ядром Thunderbird, которое было выпущено в июне прошлого года.

Почему «Athlon 4»?
Давайте посмотрим на название с техничес­кой точки зрения. Ядро Palomino является именно четвертым ядром AMD Athlon, если за первое ядро брать K7 в 1999 году. После него был выпущен 0,18-микронный Athlon на основе ядра K75, затем 0,18-микронный Thunderbird с L2-кэшем на чипе. И, наконец, вышло четвертое ядро – 0,18-микронный Palomino.
Однако давайте не будем лукавить. Всем ясно, для какой цели AMD выбрало такое название для ядра Palomino. Intel вбухала миллионы долларов в маркетинговую кампа­нию Pentium 4, утверждая что процессор является самой большой их гордостью в истории. По утверждению Intel, Pentium 4 полностью вытеснит Pentium III с рынка к концу года, а для этого нужно создать четко­ различающуюся торговую марку. AMD явно использовала название «Athlon 4» для разру­шения агрессивного Intel-овского маркетинга.
Поэтому главный мотив выбора названия Athlon 4 для ядра Palomino – полностью маркетинговый.

Что скрыто под названием?
Какие же инновации внесены в Athlon 4, кроме нового названия? Первоначально в ядре Palomino планировались незначительные изменения по сравнению с ядром Thunderbird, касающиеся снижения на 20% энергопотребления и выделения тепла. Однако так не произошло, и AMD отодвинула дату выпуска ядра на несколько месяцев. В результате в ядре Palomino были сделаны дополнительные изменения.
Начнем с того, что Athlon 4 является основой четырехстронней линии продуктов, полное производство которой развернется в следующие несколько недель и месяцев. В конечном счете, процессор Athlon 4 заменит текущий Athlon в обычных, настольных компьютерах. Но эта замена произойдет не раньше августа, так что кроме 1,4-гигагерцового процессора на старом ядре, мы ничего до этого срока не увидим. Первый вариант ядра Athlon 4 для обычных компьютеров будет выпущен на частоте 1,5 ГГц. Athlon уже имеет довольно значимый успех на desktop-рынке, Athlon 4 должен продолжить этот успех и повысить конкурентоспособность с Pentium 4, который довольно агрессивно будет увеличивать тактовую частоту в этом году.
Второе применение процессор Athlon 4 находит в мобильных компьютерах (только там он сегодня, фактически, и используется). До сих пор мобильная линия процессоров AMD была сильно разочаровывающей. Athlon 4 должен исправить положение AMD на мобильном рынке. Мы уже знаем, что ядро Athlon отличается высокой производительностью по сравнению c Pentium III. И это позволяет нам ожидать подобных результатов от Athlon 4 и на мобильном рынке.
Третье применение Athlon 4 найдет в первых высокопроизводительных рабочих станциях на процессоре AMD. В следующем месяце будет анонсирована платформа AMD 760MP, и Athlon 4 станет первым процессором Athlon, официально поддерживающим двухпроцессорность. Версия Athlon 4 для рабочих станций будет выпущена совместно с этой платформой.
И, наконец, последнее применение Athlon 4 заключается в пробивании пути на рынок многопроцессорных серверов. Этот рынок очень выгоден и позволит AMD поднять маржу прибыли. Посмотрите хотя бы на маржу от продажи Pentium II Xeon и Pentium III Xeon, и вы увидите потенциальные возможности AMD. Хотя Athlon 4 будет только пробным шаром на этом рынке, 64-битное решение должно действительно вывести компанию в лидеры.
Сейчас мы знаем четыре основные роли Athlon 4, теперь перейдем к очень интересному факту. Ядро Athlon 4 во всех этих четырех применениях будет одинаковым. Фактически, один и тот же интерфейс будет использоваться во всех процессорах. Это означает, что тот Athlon 4, который сейчас используется в ноутбуках, будет использоваться и в рабочих станциях/серверах в июле. Отличие же будет состоять лишь в тактовой частоте. Версии же Athlon 4 с еще более высокой частотой будут использоваться для обычных компьютеров в августе.

Технология, используемая в Athlon 4
Итак, сегодня мы будет рассматривать тот же Athlon 4, который будет применяться в обычных компьютерах через три месяца. Посмотрим, что же в нем нового. AMD достаточно много поработала над ядром Athlon 4, использовав свой большой опыт и знания, полученные от оптимизации предыдущего ядра Thunderbird.
При разработке микропроцессора используются различные типы транзисторов. В ядре Athlon Thunderbird находятся 37 миллионов различных транзисторов, но такое число явилось результатом переноса L2-кэша на кристалл процессора. В основе Athlon 4 лежит то же самое ядро Thunderbird, подвергшееся дальнейшему улучшению с использованием оптимизированных транзисторов для различных частей ядра. В соответствии с AMD, улучшения в Athlon 4 позволили уменьшить мощность на 20% по сравнению с Athlon Thunderbird, работающим на той же частоте. Размер кристалла почти не изменился, чуть увеличившись с 120 кв. мм до 128 кв. мм.
Частью процесса оптимизации явилось изменение раскладки ядра, поэтому вид ядра Athlon 4 отличается от старого Athlon Thunderbird.
В Athlon 4 добавлено еще четыре черты, не считая уменьшение потребления энергии. Три из них направлены на улучшение производительности, а последняя относится к мобильному применению процессора.
Но следует сразу отметить, что в Athlon 4 нет улучшенного модуля предсказаний переходов, о котором долго ходили слухи.

Увеличение числа строк в L1 TLB
Первое преимущество Athlon 4 заключается в увеличении числа строк в буфере быстрого преобразования адреса (Translation Lookaside Buffer, TLB) для кэша первого уровня. Это повышает степень успешного попадания в буфер при разрешении адреса.
Однако увеличение числа строк на самом деле приводит только к росту граничной производительности Athlon 4 по сравнению с Athlon Thunderbird, так что не следует слишком уж принимать его во внимание.

Упреждающая выборка данных (data prefetch)
Размеры L1 и L2 кэшей и схема их работы (mapping) не изменились в Athlon 4. AMD использует исключающую архитектуру (адреса L1 не дублируются в L2), что позволяет AMD объявлять о наличии 384 кБ кэша на кристалле Athlon 4. Работа с кэшем не изменилась, но некоторые усовершенствования коснулись механизма упреждающей выборки данных, который работает совместно с кэшем.
Механизм похож на аппаратную упреждающую выборку в Pentium 4, которая предсказывает, какие данные необходимы перед запросом и затем извлекает их из основной памяти в кэш. Этот процесс явно нагружает FSB и пропускную способность памяти, поэтому он лучше всего подходит для FSB и памяти с большей частотой и большей пропускной способностью. По этой причине DDR SDRAM будет намного более заметна и полезна в Athlon 4, нежели чем в Athlon Thunderbird.

У Athlon 4 появляется SSE
Если вспомнить выпуск первого микропроцессора Athlon, то у него появилось 19 новых инструкций, которые AMD назвала Enhanced 3DNow! Они принадлежат к инструкциям SIMD (Single Instruction Multiple Data, одна инструкция – много данных) и на самом деле все это очень напоминает частичное задействование SSE. Athlon 4 идет еще дальше и добавляет 52 новых инструкции, которые теперь уже называются 3DNow! Professional. На самом же деле они являются теми же SSE-инструкциями, которые вышли в Pentium III больше двух лет назад.
Линейка процессоров AMD x86-64 должна получить полный набор инструкций SSE2, но Athlon 4 совместим только с первыми SSE-инструкциями. И не очень-то рассчитывайте на большой прирост производительности из-за использования SSE. Хотя, может быть, сей факт успокоит тех, кто с пеной у рта показывает на результаты “SSE-оптимизированных” тестов.

Низкое напряжение, PowerNow! и, наконец, термодиод
Так как Athlon 4 в первой своей итерации выпускается как мобильный процессор, он несет в себе несколько решений, предназначенных для мобильных компьютеров. Для начала, 1-гигагерцовая версия Athlon 4 работает на 1,4 В в отличие от 1,75 В у 1-гигагерцового Athlon Thunderbird. Такое низкое напряжение стало возможным благодаря оптимизации транзисторов и схемы расположения узлов процессора.
Athlon 4 использует технологию AMD PowerNow! Эта технология позволяет процессору динамически менять тактовую частоту и рабочее напряжение в зависимости от требований приложения. Например, мобильному 1-гигагерцовому Athlon 4 не нужно функционировать на 1 ГГц/1,4 В для работы с MS Word. Поэтому, он может уменьшить частоту до 500 МГц/1,2 В и автоматически увеличить ее до 750 МГц, если вы пожелаете проиграть DVD.
И еще одной особенностью Athlon4 является термодиод, который располагается на кристалле процессора и измеряет внутреннюю температуру процессора, точно так же, как и в Pentium III и Pentium 4. Эта функция очень важна, так как процессор сейчас может не только измерять свою внутреннюю температуру, но и снижать частоту или даже выключаться при экстремальном значении температуры (конечно, если эта функция будет правильно реализована).

Ноутбуки и чипсеты для мобильного Athlon 4
Так как процессор, который был анонсирован на днях, является мобильным Athlon 4, то мы должны упомянуть ноутбуки, в которых будет использоваться этот чип. Изначально, Athlon 4 будет доступен в четырех вариантах: 850 МГц, 900 МГц, 950 МГц и 1 ГГц на 1,4 В. Все процессоры используют 200 МГц FSB (100 МГц DDR). По причине тепловыделения и потребления энергии, вряд ли в скором времени следует ожидать мобильной версии Athlon 4 с использованием 266 МГц FSB.
Compaq уже анонсировал и продает ноутбуки на основе мобильного Athlon 4. И хотя другие производители пока не выпустили анонсов, мы можем предполагать выпуск ноутбуков HP и Sony.
У большинства ноутбуков на Athlon 4 продолжительность работы батарей составляет 3-3,5 часа в соответствии с Ziff Davis Battery Mark по данным AMD.
Производительность Athlon 4
К сожалению, на сегодняшний день версия для обычных компьютеров еще не вышла. Так что мы можем привести лишь официальные данные AMD. У Athlon 4 производительность на 2-15% выше, чем у Thunderbird той же частоты. Среди тестов, проведенных AMD, наиболее любопытно отметить 6-процентный прирост под Quake III Arena, 5-процентный рост Business Winstone 2001 и 10-процентный рост SYSMark 2000. В основном это объясняется упреждающей выборкой данных в Athlon 4.
Если рассматривать производительность ноутбуков, то мобильный Athlon 4 должен обеспечить весомое превосходство над мобильным Pentium III по производительности. Однако Pentium III все еще имеет такое преимущество, как доступность в более мелкой упаковке, что позволяет использовать его в ноутбуках с маленькими форм-факторами.
Вместе с запуском мобильного Athlon 4, был анонсирован и мобильный Duron. Он базируется на ядре Morgan, которое будет также использоваться в Duron'ах для рабочих станций в этом году. Ядро Morgan идентично ядру Palomino за исключением уменьшенного кэша L2 (64 кб): собственно такой его размер всегда и был у Duron.
Ноутбуки на мобильном Athlon 4 будут иметь цену $1800 и выше, в то время как мобильный Duron будет применяться в высокопроизводительных недорогих ноутбуках дешевле $1800.

Заключение
Сейчас, с выпуском Athlon 4, встает еще один острый вопрос: будет ли работать новый процессор с существующими материнскими платами с Socket A? Как заявила AMD, если производители четко придерживались рекомендаций AMD, то сегодняшние материнские платы будут работать не только с Athlon 4, но и с будущими ядрами Thoroughbred и Bartod.
Но не очень-то радуйтесь. К сожалению, далеко не все производители четко придерживались рекомендаций AMD. Для работы с Athlon 4 и будущими Thoroughbred и Bartod, вам понадобится поддержка со стороны BIOS и обеспечение процессора требуемым напряжением. И даже если ваша текущая материнская плата будет работать с будущим процессором, вы наверняка захотите поменять ее на более современную, которая сможет поддерживать больше возможностей. Но все же приятно знать, что AMD не собирается менять So­cketA для своих процессоров Athlon.
До выпуска версии для обычных компьютеров осталось несколько месяцев. В заключение хотелось бы отметить, что AMD все еще имеет нескольких тузов в рукаве.


Рекомендуем почитать: