Samara Portal Technology, Computers

Самарский портал "Технологии, компьютеры"

В физике коэффициент полезного действия является безразмерной величиной, поскольку соотносятся подведённая энергия и выполненная полезная работа. То, что энергия может подводиться в виде топлива, а работа выполняться механическая, давно никого не смущает: действует закон сохранения энергии и соответствующие преобразования, ставшие стандартными и общепризнанными.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

В случае с процессорами ситуация выглядит даже сложнее, чем в случае преобразования энергии в вещество. Знаменитая эйнштейновская E=mc², как говорится, отдыхает, потому что информация, создаваемая или перерабатываемая процессором, мягко говоря, не совсем материальна. Очевидно, что производительность процессора прямо пропорциональна частоте, на которой он работает. Но частота является всего лишь одним сомножителем, другой сомножитель намного сложнее. Он представляет собой некоторый объём вычислений, который процессор способен выполнить за один такт. Однако, во-первых процессор работает не сам по себе, а взаимодействует с оперативной памятью и другими устройствами. Во-вторых, оценить объём полезных вычислений отдельно стоящего процессора тоже нельзя. Поэтому термин «производительность процессора» является расплывчатым и не совсем корректным. К тому же известно, что на реальную производительность сильно влияет процессорная память, которая, строго говоря, не имеет прямого отношения ни к гигагерцам, ни к исполняемым инструкциям.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

Именно поэтому такое значение приобрели гигагерцы как в техническом, так и в маркетинговом смысле: удвоение частоты приводит практически к удвоению производительности, это ясно и инженеру, так и любому покупателю. Нельзя сказать, что архитектура всё это время не развивалась, она развивалась и очень активно, но акцент всё же делался на частоту. И вот оказалось, что хотя дальнейший рост частоты возможен, но смысл в нём уже потерялся. Похожая ситуация была в гражданской авиации, когда в порыве гонки за скоростью в начале 70-х годов ХХ века были сделаны Конкорд и Ту-144 с единственным результатом: убедиться, что в гражданской авиации такая скорость не нужна. На форуме фирма Kraftwayдемонстрировала процессор, разогнанный до 5.2 Ггц. Расплатой было наличие фреонового охладителя, превышающего по размеру сам системный блок. Систему водяного охлаждения представляла фирма Gygabite. А проблема заключается в том, что с ростом частоты потребление энергии на единицу производительности растёт и актуальным становится именно увеличение объёма вычислений за один такт.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

Именно эту задачу и решает новая микроархитектура Intel® Core™. Вот её компоненты:

  • Многоядерность, позволяющая увеличить объём полезных вычислений без увеличения частоты.
  • Intel® Wide Dynamic Execution, оптимизирующий «прохождение» информации по процессору за счёт объединения команд и слияния микро- и макроопераций.
  • Intel® IPC - интеллектуальная эффективность энергопотребления, обеспечивающая отключение или «засыпание» неработающих элементов процессора.
  • Intel® Advanced Smart Cache – общий для всех ядер кэш второго уровня, обеспечивающий больший процент использования кэш-памяти, уменьшение трафика на шине и низкую задержку.
  • Intel® Smart Memory Access - аппаратное устранение противоречий памяти, необходимое при обращении к ней нескольких процессов
  • Intel® Advanced Digital Media Boost - набор команд SSE (SSE/SSE2/SSE3) с одним циклом. Поскольку обработка медиаконтента уже стала важным компьютерным приложением, специальные меры по ее оптимизации должны значительно снизить энергопотребление.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

Кроме чисто процессорных усовершенствований, Intel предлагает и другие, называя их своим любимым словом «платформенные». Отдельного упоминания заслуживает технология Robson. Суть её в следующем: поскольку флешь-память значительно дороже жёстких дисков 1, хранить на ней всю информацию пока нереально. Однако некоторые данные, например, используемые при загрузке компьютера, вполне можно переместить с жёсткого диска на менее прожорливое устройство. К тому же флеш-память работает значительно быстрее дисков, поэтому Intel технологией Robson убивает сразу двух зайцев. Идея понятная и, как это бывает после оглашения, очевидная. А по большому счёту, даже и не новая: использование быстрой внутренней памяти процессора вместе с относительно медленными модулями оперативной памяти было всегда.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

На сегодняшний день устройства, изготовленные по этим технологиям, ещё не попали на прилавки магазинов. Мы знаем только, что после того, как потребители «распробовали» технологию Intel® Centrino®, появилось огромное количество точек доступа к беспроводной сети, а продажи ноутбуков резко пошли вверх. Реальные результаты применения новой энергосберегающей архитектуры нам ещё предстоит увидеть.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

IDF-2006, Москва. КПД – куда пойдём дальше.

1 Цена на мобильные винчестеры ёмкостью 100 Гб составляет около 5000 рублей, за эту же цену можно купить флешь-память ёмкостью всего 4 Гб.

Fujitsu HMD: с ним бы я в разведку пошёл

«КРОК Поволжье» зовёт к диалогу