«КЛ»-2009: процессоры и видеоадаптеры

ЦЕНТРАЛЬНЫЕ ПРОЦЕССОРЫ

В 2009 году разработчики CPU, отказавшиеся некоторое время назад от «гонки за мегагерцами», продолжили придерживаться ранее принятой концепции, сводящейся к увеличению числа ядер, повышению интеграции чипов и снижению энергопотребления. Именно эти направления и являются сейчас главными, так сказать, диктующими моду.

Ядра: чем дальше, тем больше

Вряд ли сегодня кого-то можно удивить процессорами с четырьмя ядрами: они уже давно применяются в десктопах, серверах, ноутбуках. Совсем другое дело — чип... с несколькими десятками ядер. Несмотря на то что пока такие решения на рынке не представлены, их появление — лишь вопрос времени. Подтверждение тому — недавняя демонстрация компанией Intel экспериментального процессора, разрабатывавшегося в рамках программы Tera-scale Computing Research. Этот прототип создатели называют «одночиповым облачным компьютером», и, нужно заметить, не без оснований: он содержит 48 (!) вычислительных ядер, взаимодействующих друг с другом через инновационные каналы связи. Процессор должен помочь исследователям «Интел» изучить механизмы управления и координации работы большого числа ядер, что в дальнейшем позволит вывести такие решения на массовый рынок.

Экспериментальный процессор Intel с 48 ядрами.

Но если до выхода «облачных» чипов еще далеко, то процессоры AMD и Intel с шестью ядрами должны появиться уже в наступающем году. В 2010-м, вероятно, также увидят свет первые 8-ядерные решения, а в 2011 году можно ожидать появления и первых 16-ядерных CPU.

Способствовать наращиванию ядер отчасти будет внедрение более «тонких» технологий производства. В этом смысле одно из самых значимых событий 2009 года — запуск производства Intel-процессоров с применением 32-нанометровых норм (AMD пока использует 45-нанометровую технологию). Следующим этапом станет внедрение нормы в 22 нанометра, переход на которую намечен на 2012 год. А в 2014-м, согласно предварительным оценкам Intel, появится возможность перехода на 16-нанометровую технологию.

Графика внутри

Оба крупнейших процессорных производителя — AMD и Intel — активно занимаются разработкой гибридных решений, содержащих, наряду с вычислительными ядрами, встроенный графический контроллер. Причем корпорация «Интел» преуспела здесь куда больше: уже в начале января начнутся поставки таких процессоров для всех основных потребительских сегментов, включая десктопы, лэптопы и нетбуки (соответственно чипы Clarkdale, Arrandale и Pineview). А вот AMD пока только планирует выпуск аналогичных CPU, и появятся они, вероятно, не раньше конца 2010-го, если не вовсе в 2011 году. Переход на гибридные чипы можно считать переломным для компьютерной отрасли, поскольку ранее видеоадаптеры традиционно являлись частью набора системной логики или выпускались в виде самостоятельных карт расширения.

Энергосберегающий подход

Чем большей популярностью пользуются портативные компьютеры, нетбуки и мобильные интернет-устройства (MID), тем острее встает вопрос экономии энергии: менее «прожорливый» процессор — это в первую очередь долгая работа гаджета без подзарядки. Энергетически эффективные чипы проектируют все без исключения, но с точки зрения проникновения таких решений на ПК-рынке особенно преуспела все та же «Интел». За прошедший год ее «Атомы» снискали невероятную популярность: они применяются в основной массе нетбуков, неттопов и MID-устройств.

В то же время не стоит сбрасывать со счетов и другие компании. Так, производители все больше уделяют внимания ARM-процессорам. Кстати, британская ARM не так давно порадовала анонсом чипов нового поколения Cortex-A5 для мобильных устройств: они будут производиться с применением 40-нанометровой методики, получат от одного до четырех ядер и поддержку фирменной системы обеспечения безопасности TrustZone.

Не сдается и тайваньская VIA Technologies, пару месяцев назад представившая линейку процессоров Nano 3000. Такие чипы работают на тактовой частоте от 1,0 до 2,0 ГГц, а их энергопотребление в ждущем режиме составляет всего 0,1–0,5 Вт. К сожалению, на рынке решения VIA встречаются очень редко.

По сравнению с ранее выпущенными чипами Nano процессоры серии 3000 способны обеспечить прирост быстродействия до 20% при сокращении энергопотребления на ту же величину.

Заглядывая в близкое будущее

Центральные процессоры, обрастая ядрами, продолжат брать на себя функции, ранее закрепленные за другими компонентами ПК. Лидерству «Интел» на рынке компьютерных CPU пока ничего не угрожает, а вот в сегменте смартфонов и смартбуков куда более перспективны энергетически эффективные ARM-чипы...

ВИДЕОАДАПТЕРЫ

Тенденции, характерные для CPU-рынка, заметны и в области графики. Крупнейшие разработчики дискретных адаптеров в лице AMD, купившей в 2006 году канадскую ATI Technologies, и nVidia наперегонки наращивают количество потоковых процессоров в своих ускорителях и совершенствуют технологии производства. Растет объем установленной на видеокартах памяти, а самым требовательным пользователям предлагаются двухчиповые решения. Собственно графические процессоры, в частности устройства линейки nVidia Tesla, все чаще используются для ускорения решения задач, которые раньше возлагались исключительно на чипы общего назначения.

Достижения года

2009-й, несомненно, стал годом AMD. Именно эта компания сумела первой вывести на рынок акселераторы с поддержкой передового программного интерфейса DirectX 11: адаптер ATI Radeon HD 5870 дебютировал в сентябре и на момент анонса стал самым производительным однопроцессорным ускорителем с быстродействием в 2,72 терафлопса (триллиона операций с плавающей запятой в секунду). В 2011 году графические контроллеры с поддержкой DirectX 11 мигрируют в чипсеты AMD, а может, и непосредственно в CPU.

Ускоритель HIS Radeon HD 5870. Жаль, что не каждому по карману…

Другой инновационной разработкой AMD, стала технология ATI Eyefinity, позволяющая формировать единое изображение на нескольких мониторах. Что тут говорить, картинка, выведенная на шесть дисплеев, подключенных к одной видеокарте, способна зажечь кого угодно, особенно хардкорных ПК-игроков. Да и качество говорит само за себя: суммарное разрешение может примерно в 12 раз превосходить показатель для картинки Full HD.

Генеральный директор и президент nVidia Дженсен Хуанг демонстрирует прототип Fermi-карты.

Успехи AMD не прошли бесследно: доля компании на рынке дискретных видеокарт поползла вверх, а в сегменте мобильных решений AMD даже сумела вырваться на первое место, обойдя nVidia. Что же касается последней, то, пожалуй, ее «премьерой года» стала презентация архитектуры Fermi для графических чипов нового поколения. Fermi, не без гордости заявляют создатели, предполагает поддержку системы Parallel DataCache — первой в мире иерархии кешей в GPU. У ускорителей на базе Fermi будет до 512 потоковых процессоров, они смогут поддерживать до 6 Гб памяти GDDR5. Впрочем, пока дальше анонса не пошло, Fermi-решений на рынке еще нет...

Провал года

Рынок дискретных видеоускорителей традиционно делят между собой вышеупомянутые AMD и nVidia. Конкуренцию им попыталась было составить Intel со своим инновационным проектом Larrabee: этот мощный чип, «надежда компьютерных игроков», с производительностью выше терафлопса должен был дебютировать в первой половине 2010-го. Однако неожиданно «Интел» огорошила всех известием о прекращении разработки процессора в его первоначальном виде, усомнившись в конкурентоспособности решения. И хотя компания дала понять, что не собирается полностью отказываться от создания дискретных многоядерных видеопроцессоров, теперь эта затея выглядит, мягко говоря, туманно.

Чего стоит ждать

Только не кардинальных перестановок на рынке видеоадаптеров. На поприще дискретных ускорителей отношения между собой продолжат выяснять AMD и nVidia, доли которых, возможно, начнут выравниваться (в конце третьего квартала nVidia контролировала 64% рынка в штучном выражении против 36% у AMD). Если же рассматривать рынок графических контроллеров в целом, то на нем за счет встроенных решений безоговорочным лидером остается «Интел» с долей более 50%. Как уже отмечалось, корпорация усиленно занимается интеграцией видеоадаптеров в CPU, а учитывая, что «Интел» поставляет бóльшую часть ПК-процессоров, в доминировании компании в сегменте встроенных видеорешений в ближайшие годы сомневаться не приходится.

Каждый день слушайте итоговый подкаст Свободного Радио «Компьюлента»!