Какая частота процессора лучше для планшета? Alpha тоже получит заслуженный гигагерц.

Компания AMD выпустила на рынок свои флагманские модели процессоров с ядром T-bird - Athlon 1.1 Ггц и Athlon 1.2 Ггц. Первый из них уже есть у нас в продаже. Давайте разберемся, чего можно ожидать от первого процессора AMD, перешагнувшего планку в 1 Ггц. Начнем, как обычно, с технических характеристик:

Спецификация:

• Процессор Athlon 1.1 Ггц (множитель 11х)
• Системная шина Alpha EV-6 - 200Мгц
• Кэш 1-го уровня: 64Кб команд + 64Кб данных
• Кэш 2-го уровня: 256Кб (работает на частоте процессора - ядро Thunderbird)
• Технология производства 0.18 микрон с медной подложкой
• Напряжение питания ядра 1.75 В
• Потребляемая мощность ~ 60Вт
• Кристалл состоит из 37 миллионов транзисторов

Как можно видеть из спецификации, столь мощный процессор потребляет очень много энергии, стало быть и греется очень сильно, потому, при эксплуатации последних процессоров AMD, необходимо использовать очень мощные и эффективные кулеры. Коробочные варианты (retail) процессоров, оснащенные фирменными кулерами, AMD в Россию не поставляет. По этой причине мы не смогли выяснить степень эффективности "родного" кулера, однако по аналогии с Intel смеем предположить, что они менее эффективны, чем продукция фирмы Thermaltake. В тестировании мы воспользовались кулерами от Thermaltake - SuperOrb и Chrome Orb. В кулере SuperOrb применено два вентилятора (по 5 и 5.5 тыс. об/мин) и высокий алюминиевый радиатор. При использовании данного кулера, максимальная температура процессора после часа интенсивной работы Quake3 составила 59 градусов. При использовании же менее мощного кулера Chrome Orb, максимальная температура была 62 градуса.

Для тестирования мы выбрали компьютер следующей конфигурации:

• Системная плата Asus A7V (чипсет VIA Apollo KT133), версия 1.02
• Память 128 Mb PC-133 SDRAM
• Видеоакселератор Suma Platinum GeForce2 GTS 32MB
• Жесткий диск Fujitsu MPF 3204AT
• CD-ROM Acer 50x
• Звуковая карта SB Live! Value

Для определения чистого процессорного быстродействия, мы воспользовались пакетом Winbench 99 v.1.1. Тест CPU Mark 32 демонстрирует относительный уровень целочисленного быстродействия, FPU Mark - быстродействие при операциях с плавающей запятой. Большее значение означает лучший результат.

Данный тест продемонстрировал пропорциональный рост быстродействия - повышение частоты процессора на 10% вызвало примерно такой же рост скорости. Означает ли это, что в реальных играх новый Athlon поведет себя также? Для ответа на этот вопрос мы воспользовались игрой Quake3, тесты в которой проводили в разных разрешениях. Впрочем, более всего чистое процессорное быстродействие показывают результаты, полученные в низких разрешениях. Все тесты проводились нами по 3 раза, выбирался наилучший результат; звук был отключен.

Оказалось, что в играх Athlon 1.1 Ггц на те же 9% быстрее своего предшественника…

Вывод:

Athlon 1.1 Ггц обеспечивает очень высокий уровень быстродействия за более чем умеренную цену. Однако, если вы решите приобрести этот процессор, обеспечьте его качественной материнской платой с высокой нагрузочной способностью и должным уровнем охлаждения…

,
Лаборатория "ТИМ Компьютерс"

Исторически сложилось, что тактовая частота процессора представляет собой главный показатель быстродействия компьютера, и в своё время даже необразованный человек, не знающий, чем оптический диск отличается от гибкого, мог с уверенностью заявить, что чем больше гигагерц в машине, тем лучше, и никто бы с ним не поспорил. Сегодня, в середине компьютерной эры, такого рода мода прошла, и разработчики стараются уйти в сторону создания более совершенной архитектуры, увеличения количества кэш-памяти и количества процессорных ядер, но тактовая частота является "королевой" характеристик. В общем смысле, это то количество элементарных операций (тактов), которое процессор может произвести за секунду времени.

Отсюда следует то, что чем выше тактовая частота процессора, тем больше элементарных операций способен выполнить компьютер, и, следовательно, тем быстрее он работает.

Тактовая частота передовых процессоров колеблется от двух до четырёх гигагерц. Она определяется умножением частоты шины процессора на определённый коэффициент. К примеру, Core i7 использует множитель х20 и имеет частоту шины, равную 133 МГц, в результате чего тактовая частота процессора составит 2660 МГц.

Современные и ядра

Несмотря на то, что ранее "многоядерность" была в новинку, на сегодняшний день на рынке практически не осталось одноядерных процессоров. И ничего удивительного в этом нет, ведь компьютерная индустрия не стоит на месте.

Поэтому следует ясно представлять, как рассчитывается тактовая частота для процессоров, имеющих два и более ядра.

Стоит сказать, что существует распространённое заблуждение насчёт вычисления частоты для таких процессоров. Например: "Имеется двухъядерный процессор с тактовой частотой в 1.8 ГГц, следовательно, его суммарная частота будет составлять 2 х 1.8ГГц=3.6ГГц, правильно?". Нет, неправильно. К сожалению, количество ядер никак не влияет на конечную тактовую частоту, если ваш процессор работал со скоростью в 3 ГГц, так он работать и будет, но при большем количестве ядер увеличатся его ресурсы, а это, в свою очередь, очень сильно повысит работоспособность.

Не стоит также забывать, что для современного процессора особо важен объем кэш-памяти. Это самая быстрая память ЭВМ, в которой дублируется рабочая информация, для которой необходим более быстрый доступ в данный момент времени.

Так как этот очень дорог и трудоёмок в производстве, его значения сравнительно малы, но этих показателей достаточно для того, чтобы увеличить производительность всей системы без изменения таких параметров, как тактовая частота.

Максимальная тактовая частота процессора и разгон

Насколько бы ваш компьютер ни был хорош, когда-нибудь он все же устареет. Но не спешите нести его на помойку и с распростёртым кошельком бежать в ближайший магазин электроники. Большинство современных процессоров и видеокарт предусматривает дополнительный (помимо заводского) разгон, и, имея хорошую систему охлаждения, вы сможете поднять уровень номинальной частоты на 200-300 ГГц. Для экстремалов и любителей больших цифр также существует "оверклокинг" призывающий выжать из техники максимум. Многие люди, занимающиеся таким опасным делом, могут без труда разогнать одноядерный процессор до 6-7 ГГц, а некоторые даже ставят рекордные показатели в 8.2 ГГц.

Миновал почти месяц, как компания Intel представила процессоры семейства Coffee Lake, и прошедшие недели явно продемонстрировали, что выпущены они были несколько поспешно. Показателей плохой подготовки анонса - масса. Доступность новинок в рознице крайне ограничена, а цены вследствие дефицита заметно завышаются продавцами. Не идеально обстоят дела и с материнскими платами: на прилавках имеется достаточно широкий выбор LGA1151-материнок на базе совместимого с Coffee Lake набора логики Z370, но многие из них вызывают серьёзные нарекания со стороны пользователей в связи с постоянно вскрывающимися недоработками в прошивках.

Тем не менее, несмотря на все имеющиеся проблемы, платформы на базе Coffee Lake оцениваются сообществом сугубо положительно. Добавив в новые процессоры дополнительные вычислительные ядра, компания Intel сделала именно то, чего от неё давно хотели пользователи. Производительность массовых интеловских процессоров совершила заметный рывок, и в результате представители нового семейства стали очень хорошими кандидатами на попадание в современные десктопы, даже несмотря на все «детские болезни» и существование конкурирующих процессоров AMD Ryzen.

Мы уже высказывали собственное мнение о Coffee Lake в обзоре : тестирование тогда показало, что компания Intel смогла быстро наверстать наметившееся было отставание от конкурента в отдельных аспектах. Тем не менее при всех своих достоинствах Core i7-8700K не слишком подходит для массового пользователя. Мало того, что с переходом на дизайн Coffee Lake компания Intel нарастила аппетиты и оценила свой новый флагманский массовый процессор дороже, чем раньше, подняв рекомендованную цену Core i7-8700K с привычных $339 до $359. К тому же реальные розничные цены заходят далеко за эту черту. Например, в крупнейших североамериканских онлайн-магазинах за этот чип попросят как минимум $410 (при условии наличия на складе), а отечественную розницу не сдерживают и такие рамки.

Понятное дело, покупать массовый процессор за сумму, превышающую 400 долларов, готовы далеко не все. Поэтому мы решили обратить внимание на новинки классом ниже, которые относятся к семейству Core i5, а не Core i7. Как и раньше, такие CPU отличаются от своих старших собратьев отсутствием поддержки технологии Hyper-Threading, то есть шестиядерное строение они сохраняют. А это значит, что по соотношению цены и производительности Coffee Lake в обличии Core i5 могут быть ещё привлекательнее, чем Core i7. Они тоже способны предложить возросшее по сравнению с предшественниками число вычислительных ядер, но даже согласно официальному прайс-листу их стоимость ниже, чем у Core i7, как минимум на $100.

Раньше мы часто рекомендовали разблокированные процессоры серии Core i5 для настольных компьютеров среднего уровня, в первую очередь игровой направленности. Теперь же, кажется, обзаведясь парой дополнительных ядер, эта серия предлагает ещё лучшее сочетание потребительских характеристик. Именно поэтому мы решили провести подробное тестирование старшего Coffee Lake серии Core i5 и попробовать оценить, намного ли такой вариант хуже по сравнению с обладающим технологией Hyper-Threading процессором Core i7 и как он противостоит конкурирующим предложениям серий Ryzen 7 и Ryzen 5, которые, несмотря на проведённую Intel модернизацию модельного ряда, продолжают иметь превосходство по числу потоков, а иногда и ядер.

Core i5-8600K в подробностях

Процессор Core i5-8600K, как и Core i7-8700K, вполне можно охарактеризовать как типичного представителя семейства Coffee Lake - он имеет в своём распоряжении шесть вычислительных ядер. Главное отличие от старшего собрата - отключённая технология Hyper-Threading: именно этим десктопные Core i5 всегда и отличались от Core i7 с самого момента появления данных торговых марок в 2011 году. Приверженность Intel этому принципу делает сегодняшний Core i5-8600K особенно привлекательным — по сравнению с предшественником поколения Kaby Lake вычислительная мощность новинки значительно выросла: у неё стало не только в полтора раза больше ядер, но и поднялись рабочие частоты. Всё это отлично видно при сопоставлении спецификаций.

Никаких улучшений на микроархитектурном уровне в Coffee Lake нет, то есть при однопоточной нагрузке и на одинаковой тактовой частоте новые процессоры идентичны по производительности Kaby Lake. Однако для производства новинок используется улучшенный техпроцесс 14++ нм. Пока Intel никак не удаётся приступить к выпуску крупных процессорных кристаллов по более совершенной 10-нм технологии, начало применения которой для изготовления десктопных процессоров отодвинулось как минимум до второй половины 2018 года, инженеры занимаются оптимизацией старого 14-нм техпроцесса. И отнюдь не без успеха. Сегодняшняя технология 14++ нм по сравнению с изначальной версией техпроцесса смогла обеспечить солидное снижение токов утечки, которое вылилось в 52-процентное уменьшение тепловыделения при том же уровне производительности. Именно благодаря этому достижению в Core i5-8600K стало в полтора раза больше ядер, а максимальная частота в турборежиме увеличилась с 4,2 ГГц до 4,3 ГГц.

Правда, некоторые опасения вызывает снижение в характеристиках базовой частоты: для Core i5-8600K она установлена в 3,6 ГГц, что на 200 МГц меньше, чем у соответствующего Kaby Lake. Однако это отставание должно компенсироваться агрессивной технологией Turbo Boost 2.0, которая в Coffee Lake умеет повышать частоту процессора гораздо сильнее, чем раньше. Даже при нагрузке на все шесть ядер, если энергопотребление и тепловыделение Core i5-8600K остаётся в установленных рамках, рабочая частота процессора может возрастать до 4,1 ГГц. В результате с учётом активного турборежима Core i5-8600K должен всегда опережать своего четырёхъядерного предшественника.

Помимо увеличенных частот и дополнительных ядер Core i5-8600K может предложить увеличенный на 3 Мбайт кеш третьего уровня, а также официальную поддержку двухканальной DDR4-2666 с пропускной способностью до 42,7 Гбайт/с против DDR4-2400 с пропускной способностью 38,4 Гбайт/с.

Правда, чтобы получить все преимущества, предоставляемые новинкой, потребуется новая системная плата на базе набора логики Intel Z370. В новой версии LGA1151, которая используется процессорами Coffee Lake, добавлены дополнительные линии питания, и в старых LGA1151-платах на базе Z270 или Z170 (и других чипсетов прошлых поколений) процессоры восьмитысячной серии не работают. Зато все без исключения совместимые с Core i5-8600K новые платы могут обеспечить его разгон. Он, как и Core i7-8700K, имеет разблокированный множитель, поэтому с помощью пары манипуляций в BIOS материнской платы его рабочую частоту можно легко увеличить, как можно увеличить и частоту, на которой работает L3-кеш и системная память. При этом для оверклокерских LGA1151-процессоров семейства Coffee Lake заявляется соответствие 95-ваттному тепловому пакету, а это значит, что теоретически их умеренный разгон вполне возможен без применения громоздких воздушных или жидкостных систем охлаждения.

Нет никаких сомнений, что Core i5-8600K лучше своего предшественника поколения Kaby Lake, Core i5-7600K, по всем параметрам. Однако сравнивать этот процессор теперь нужно не только с внутренними конкурентами, но и с теми процессорами, которые в том же ценовом сегменте предлагает компания AMD. Реальная розничная цена Core i5-8600K на сегодняшний день составляет порядка $300, и за эту сумму можно купить восьмиядерный Ryzen 7 1700. Если же ориентироваться на официальные цены, то прямым конкурентом для старшего Core i5 является шестиядерный Ryzen 5 1600X. Давайте сопоставим спецификации Core i5-8600K с обоими альтернативами AMD.

С точки зрения формальных характеристик предложения AMD продолжают выглядеть привлекательно, даже несмотря на то, что компания Intel в процессорах Coffee Lake существенно увеличила количество вычислительных ядер. Ryzen 5 и Ryzen 7 продолжают превосходить соперников как минимум по числу исполняемых потоков и по размерам кеш-памяти. Однако на стороне Coffee Lake лидерство по тактовым частотам, плюс не следует забывать и о том, что современные процессорные ядра Intel имеют явное преимущество по показателю IPC - числу исполняемых за такт инструкций.

Как показали наши предыдущие тесты, в ресурсоёмких приложениях шестиядерный Core i7-8700K выступает как минимум не хуже, чем восьмиядерный Ryzen 7 1700X. Но разрыв в характеристиках Core i5-8600K и Ryzen 7 1700 существеннее: в то время как Intel в новых процессорах среднего уровня блокирует Hyper-Threading, технология SMT в Ryzen присутствует не только в восьмиядерных Ryzen 7, но в шестиядерных Ryzen 5. А это значит, что ситуация в среднем ценовом сегменте может остаться неоднозначной даже после обновления модельного ряда процессоров Intel.

Естественно, все точки над «ё» расставят подробные тесты, однако переходить к ним пока рано.

Нас обманули: особенности турборежима в Coffee Lake

Когда мы впервые знакомились с процессорами поколения Coffee Lake и тестировали , мы отмечали, что его реальная частота всегда соответствует максимальной разрешённой турбочастоте для соответствующей нагрузки. Это положительно сказывалось на производительности: ещё бы, Core i7-8700K с номинальной частотой 3,7 ГГц даже при максимальной AVX-нагрузке на все шесть ядер «шпарил» на 4,3 ГГц, не оставляя никаких сомнений в превосходстве нового процессорного дизайна технологии и 14++ нм. Правда, некоторое недоумение при этом вызывали тепловые и электрические показатели. Дело в том, что в то время как тепловой пакет Core i7-8700K установлен в 95 Вт, а максимально допустимая температура составляет 100 градусов, его реальное потребление под максимальной нагрузкой доходило до 140-145 Вт, а температура с высокоэффективным кулером Noctua NH-U14S - до 88 градусов. Очень сомнительно, что такой режим работы CPU можно считать нормальным.

Ещё большие вопросы относительно корректности работы процессоров Coffee Lake в турборежиме стали возникать тогда, когда мы начали знакомиться с образцом Core i5-8600K. На этот раз в наших руках оказался серийный экземпляр CPU, и списать наблюдавшиеся с потреблением и температурами странности на особенности инженерного семпла было уже невозможно. А причин для удивления только прибавилось. Дело в том, что в номинальном режиме при полной AVX-нагрузке, которую по традиции мы создавали утилитой LinX 0.8.0, температура выходила за всякие рамки разумного.

Как видно по приведённому скриншоту, частота процессора под полной нагрузкой в LinX 0.8.0 составляет 4,1 ГГц - это максимально возможная частота Core i5-8600K при задействовании всех шести ядер. Потребление CPU при этом достигает уже знакомых нам 145 Вт, а температура доходит до разрешённого спецификацией максимума - 99 градусов. И это с кулером Noctua NH-U14S, обвинять который в неумении противостоять высокой тепловой мощности чипа нет ни малейших оснований! Понятно, что столь высокая температура во многом связана с низкой эффективностью используемого в процессорах Intel внутреннего термоинтерфейса, но в то же время вполне очевидно, что никакого критического нагрева Core i5-8600K в номинальном режиме быть всё равно не должно.

Поэтому мы обратились за разъяснениями к инженерам Intel, которые дали весьма обескураживающий комментарий: на многих LGA1151-материнских платах, основанных на наборе логики Z370, работа технологии Turbo Boost 2.0 реализована неверно. В попытках выжать из новых процессоров максимальную эффективность, производители плат намеренно игнорируют установленные ограничения по энергопотреблению процессоров, и это действительно может приводить к перегреву. К сожалению, используемая нами материнская плата ASUS Strix Z370-F Gaming оказалась ярким примером платы с неправильно сконфигурированным турборежимом. Поэтому нет ничего удивительного, что при испытаниях на этой платформе Core i7-8700K и Core i5-8600K демонстрировали зашкаливающую температуру и энергопотребление.

На самом же деле процессоры семейства Coffee Lake при активации турборежима вовсе не должны работать на максимальных частотах, определённых для нагрузки на то или иное количество ядер. Это - лишь верхняя граница, и к ней прилагаются ещё некоторые условия. Главное из них: потребление процессора на длительных временных отрезках должно не выходить за установленные ограничения по TDP (то есть за пределы 95 Вт для Core i7-8700K и Core i5-8600K) и лишь кратковременно может достигать 120 Вт. Однако проверку этих дополнительных условий многие производители плат заблокировали на уровне BIOS, и сейчас Intel ведёт работу с партнёрами с тем, чтобы корректная работа технологии Turbo Boost 2.0 была восстановлена.

Понятно, что это повлечёт за собой некоторое снижение производительности новых процессоров при высокой вычислительной нагрузке, но зато температурный режим Coffee Lake сможет, наконец, не внушать никаких опасений. И некоторых успехов в наставлении производителей плат представители Intel уже смогли достичь. Например, в последних версиях BIOS для нашей платы ASUS Strix Z370-F Gaming (0419 и 0420) реализация турборежима уже вполне соответствует норме. После обновления прошивки частота Core i5-8600K при прохождении тестирования в LinX 0.8.0 на отметке в 4,1 ГГц уже не держится и снижается до 3,5 ГГц, благодаря чему температура и потребление остаётся во вполне допустимых рамках: 95 Вт и 72 градуса соответственно.

Что же касается производительности, то переход материнской платы к корректной работе с множителем ожидаемо привёл к 10-процентному снижению показателя производительности в тесте Linpack (с 330 до 300 Гфлоп). Однако в данном случае имеет место максимальное занижение частоты, так как Linpack пользуется чрезвычайно энергоёмкими AVX2-инструкциями. Например, при прохождении тестирования в Prime95 с деактивированными AVX-инструкциями рабочая частота Core i5-8600K составляет уже 3,9 ГГц, что заметно ближе к установленному для полной нагрузки максимуму, но всё же не дотягивает до него.

Тем не менее нельзя не обратить внимание на тот факт, что из-за неправильной поддержки турборежима материнскими платами результаты измерений производительности Coffee Lake, сделанные в момент или до анонса процессоров этого семейства, оказались несколько завышены (это касается не только нашего, но и подавляющего большинства обзоров, доступных в Сети). На самом же деле производительность Coffee Lake в номинальном режиме при тяжёлой многопоточной нагрузке будет где-то на 3-7 процентов ниже полученной в первоначальных тестированиях, но зато в реальности они теперь смогут функционировать при более адекватной температуре и демонстрировать куда более умеренное энергопотребление.

Такая работа процессоров с множителями, когда при тяжёлой вычислительной нагрузке частота заметно падает, причём порой даже ниже базового паспортного значения, раньше была характерна исключительно для платформы HEDT, где процессоры обладают значительным числом вычислительных ядер. Однако с внедрением дизайна Coffee Lake многоядерными стали и обычные массовые модели, поэтому нет ничего странного в том, что коэффициент умножения теперь динамически подстраивается к потреблению и в платформе LGA1151.

Именно поэтому компания Intel приняла решение прекратить детально описывать значения частоты турборежима при различной нагрузке, ограничиваясь указанием лишь только общего максимума, - подробности теперь не имеют особого смысла. Дело в том, что частоты, которые заложены в турборежиме, в реальности могут быть недостижимы. Всё зависит от текущего уровня энергопотребления, а оно не только определяется характером нагрузки, но и может различаться в том числе и для разных экземпляров процессоров в зависимости от качества полупроводникового кристалла и номинального напряжения VID.

Гигагерц взят, продвижение продолжается

И все-таки раньше процессорная жизнь была веселее. Приблизительно четверть века назад человечество перешагнуло барьер в 1 кГц, и эта размерность исчезла из процессорного лексикона. «Мощность» процессора стала исчисляться в мегагерцах тактовой частоты (что, строго говоря, неправильно). Еще года три назад каждый 100-мегагерцевый шаг на повышение тактовой частоты отмечался как настоящее событие: с продолжительной маркетинговой артподготовкой, технологическими презентациями и в финале - праздником жизни. Так было приблизительно до тех пор, пока частота «настольных» процессоров не добралась до 600 МГц (когда тезку Mercedes поминали всуе в каждой публикации), а основной технологией производства чипов не стала 0,18 мкм. Потом стало «неинтересно»: повышения тактовой частоты происходили ежемесячно, а под занавес прошлого года Intel и вовсе «подорвала» информационный рынок, объявив одновременно 15 новых процессоров. Пятнадцать кремниевых микросенсаций комом упали на наши головы, и за разбирательством особенностей каждого представленного чипа был утерян общий праздничный дух события. Поэтому ничего удивительно, что два ведущих производителя процессоров для ПК (Intel и AMD) чересчур буднично преодолели планку в 1 ГГц, сделав вид, что ничего особенного не произошло. В ворохе Internet-комментариев попалось лишь одно вычурное сравнение с преодолением звукового барьера, а так - никакого салюта и шампанского. Оно и понятно: планы разработчиков уже давно устремлены в загигагерцевое пространство. Кристалл Intel Willamette с тактовой частотой 1,3-1,5 ГГц мы увидим уже во второй половине этого года, а говорить будем уже об особенностях архитектуры, а не о циклах в секунду.

На моей памяти о заветном гигагерце активно заговорили еще больше года назад, когда жарким калифорнийским утром зимой 1999 года Альберт Ю продемонстрировал Pentium III 0,25 мкм, работающий на частоте 1002 МГц. Под общие аплодисменты зала как-то забылось, что та демонстрация напоминала фокус. Уже позже выяснилось, что процессор «разгонялся» в криогенной установке. Есть даже косвенные свидетельства того, что холодильником послужила серийная установка фирмы KryoTech . Так или иначе, про гигагерц забыли на год , хотя процессоры подобрались к этой частоте достаточно близко. Любопытно, что зимой 2000 года председатель совета директоров Intel, легендарный Энди Гроув при содействии Альберта Ю опять повторил испытанный трюк Intel. На форуме IDF Spring’2000 он продемонстрировал тестовый образец процессора Intel Willamette, работающий на тактовой частоте 1,5 ГГц. Полтора миллиарда циклов в секунду - и все при комнатной температуре! Отрадно, что Willamette - это еще и микропроцессор с новой архитектурой, а не просто слегка улучшенный Pentium III. Но об этом - чуть ниже.

Свой маркетинговый гигагерц давно уже имелся и в запасе AMD. Компания официально сотрудничает с «повелителями холода» из фирмы KryoTech, а Athlon оказался вполне перспективным процессором для разгона в условиях экстремального охлаждения. Гигагерцевое решение на базе охлажденного Athlon 850 МГц было доступно в продаже еще в январе.

Маркетинговая ситуация несколько накалилась, когда в начале марта AMD начала отгрузку в ограниченных количествах комнатно-температурных процессоров Athlon c частотой 1 ГГц. Делать нечего, и Intel пришлось доставать туза из рукава - Pentium III (Coppermine) 1 ГГц. Хотя выпуск последнего планировался на вторую половину года. Но ни для кого не секрет, что взятие гигагерцевого барьера - аг преждевременный как для AMD, так и для Intel. Но им так хотелось быть первыми. Вряд ли можно позавидовать двум респектабельным компаниям, которые бегают вокруг единственного стула с цифрой 1 и с ужасом ждут, когда оборвется музыка. AMD просто удалось усесться первой - и больше это ровным счетом ничего не значит. Как в космонавтике: человека первыми запустили в СССP, а летать стали чаще (и дешевле) «вторые» американцы. Ну и наоборот: они - на Луну, а мы сказали «фи», и весь задор пропал. Впрочем, гонка тактовых частот давно уже имеет чисто маркетинговую подоплеку: люди, как известно, склонны покупать мегагерцы, а не индексы производительности. Тактовая частота процессора, как и прежде, - вопрос престижа и мещанский показатель «навороченности» компьютера.

Еще один подрастающий игрок микропроцессорного рынка - тайваньская фирма VIA месяц назад официально представила своего первенца. Микропроцессор, известный ранее под кодовым именем Joshua, получил очень оригинальное название Cyrix III и начал конкурировать с Celeron снизу, в нише самых дешевых компьютеров. Конечно, в ближайший год ему не видать частоты в гигагерц как своих ушей, но этот «настольный» чип интересен уже самим фактом своего существования во враждебном окружении.

В данном обзоре речь, как всегда, пойдет о новых продуктах и планах ведущих разработчиков микропроцессоров для ПК, без оглядки на то, преодолели ли они гигагерцевый избирательный барьер.

Intel Willamette - новая архитектура 32-разрядного чипа

32-разрядный процессор Intel с кодовым именем Willamette (по названию реки в штате Орегон, протяженностью 306 км) появится на рынке во второй половине этого года. Основанный на новой архитектуре, он станет самым мощным процессором Intel для настольных систем, а его стартовая частота будет существенно выше 1 ГГц (ожидается 1,3-1,5 ГГц). Поставки тестовых образцов процессора OEM-производителям ведутся уже почти два месяца. Чипсет для Willamette известен под кодовым именем Tehama.

Что же скрывается под загадочным термином «новая архитектура»? Для начала - поддержка внешней тактовой частоты 400 МГц (то есть частоты системной шины). Это в три раза быстрее, чем хваленые 133 МГц, поддерживаемые современными процессорами класса Pentium III. На самом деле 400 МГц – это результирующая частота: то есть шина имеет частоту 100 МГц, но способна передавать четыре порции данных за цикл, что и дает в сумме аналог 400 МГц. Шина будет использовать протокол обмена данными, аналогичный тому, что реализован у шины P6. Скорость передачи данных у этой 64-разрядной синхронной шины составляет 3,2 Гбайт/с. Для сравнения: у шины GTL+ 133 МГц (той, что используют современные Pentium III) пропускная способность составляет чуть больше 1 Гбайт/с.

Вторая отличительная черта Willamette - поддержка SSE-2 (Streaming SIMD Extensions 2). Это набор из 144 новых инструкций для оптимизации работы с видео, шифрованием и Интернет-приложениями. SSE-2, естественно, совместимы с SSE, впервые реализованными в процессорах Pentium III. Поэтому Willamette сможет успешно использовать сотни приложений, разработанных с учетом SSE. Сам Willamette использует для поддержки как целочисленных вычислений, так и операций с плавающей запятой 128-разрядные регистры XMM. Если не вдаваться в подробности, то задача SSE2 - компенсировать не самый сильный на рынке блок операций с плавающей запятой. В случае поддержки SSE2 со стороны сторонних производителей ПО (Microsoft двумя руками «за») никто и не заметит подмены на фоне роста производительности.

И, наконец, третья ключевая особенность Willamette - более глубокая конвейеризация. Вместо 10 стадий теперь используется 20, что позволяет существенно увеличить общую производительность при обработке отдельных сложных математических приложений и повысить тактовую частоту. Правда «глубокий» конвейер - это палка о двух концах: время отработки операции резко сокращается, но увеличивающееся время задержки при отработке взаимозависимых операций может «компенсировать» прирост производительности конвейера. Для того чтобы этого не произошло, разработчикам пришлось увеличить интеллектуальность конвейера - повысить точность предсказания переходов, которая превысила в среднем 90%. Еще один путь повышения эффективности длинного конвейера - приоритезация (упорядочение) инструкций в кэше. Функция кэша в этом случае - расположить инструкции в том порядке, в котором они должны выполняться. Это чем-то напоминает дефрагментацию жесткого диска (только внутри кэша).

Кэш кэшем, но наибольшие нарекания в течение длительного времени вызывала производительность блока целочисленных вычислений у современных процессоров. Целочисленные способности процессоров особо критичны при выполнении офисных приложений (всяких там Word и Excel). Из года в год что Pentium III, что Athlon показывали просто смешной прирост производительности на целочисленных вычислениях при повышении тактовой частоты (счет шел на единицы процентов). В Willamettе реализовано два модуля целочисленных операций. Пока о них известно то, что каждый способен выполнять две инструкции за такт. Это значит, что при частоте ядра в 1,3 ГГц результирующая частота целочисленного модуля эквивалентна 2,6 ГГц. А таких модулей, подчеркиваю, два. Что позволяет выполнять, по сути, четыре операции с целыми числами за такт.

О размере кэша в предварительной спецификации Willamette, опубликованной Intel, не упоминается. Но есть «утечки», свидетельствующие о том, что кэш L1 будет иметь размер 256 Кбайт (у Pentium II/III кэш L1 составляет 32 Кбайт - 16 Кбайт для данных и 16 Кбайт для инструкций). Тот же ореол таинственности окружает и объем кэша L2. Наиболее вероятный вариант - 512 Кбайт.

Процессор Willamette, по некоторым данным, будет поставляться в корпусах с матрично-штырьковым расположением контактов для розетки типа Socket-462.

AMD Athlon: 1,1 ГГц - демонстрация, 1 ГГц - поставки

Словно отыгрываясь за предыдущую стратегию следования за лидером, компания AMD проворно щелкнула по носу всей компьютерной индустрии, продемонстрировав в начале зимы процессор Athlon c тактовой частотой 1,1 ГГц (точнее - 1116 МГц). Все решили, что шутит. Дескать, ну есть у нее удачные процессоры, но все знают, насколько велик временной лаг между демонстрацией и массовым производством. Но не тут-то было: спустя месяц Advanced Micro Devices начала серийные поставки процессоров Athlon с тактовой частотой 1 ГГц. А все сомнения в их реальной доступности развеяли компании Compaq и Gateway, предложившие элитные системы на базе этих чипов. Цена, конечно, не оставляла особо приятного впечатления. Гигагерцевый Athlon стоит около 1300 долл. в партиях по тысяче штук. Но у него есть вполне приятные младшие братья: Athlon 950 МГц (1000 долл.) и Athlon 900 МГц (900 долл.) Однако таких процессоров мало, поэтому и цены заоблачные.

Продемонстрированный ранее Athlon 1116 МГц сам по себе был примечательным. Проектные нормы - 0,18 мкм, использованы медные соединения, тепловыделение - нормальное: работает при комнатной температуре с обычным активным радиатором. Но, как оказалось, то был не просто Athlon (у «просто» межсоединения алюминиевые), а Athlon Professional (кодовое название - Thunderbird). Реальное появление такого процессора на рынке ожидается лишь в середине года (предположительно в мае). Только частота будет пониже, и стоить он будет не «гигагерц долларов», а заметно дешевле.

Сейчас о процессоре Athlon на ядре Thunderbird известно пока не очень много. Он будет использовать не Slot A (как современные версии Athlon от 500 МГц), а матричный разъем Socket A. Cooтветственно и корпус у процессора будет «плоский», а не массивный «вертикальный» картридж. Ожидается, что к лету процессоры на ядре Thunderbird будут выпущены с тактовыми частотами от 700 до 900 МГц, а гигагерц появится чуть позже. Вообще, учитывая темпы снижения цен на новые процессоры, вполне реальным становится приобретение к Новому году этакого компьютера начального ценового диапазона на базе Athlon 750 МГц или около того.

С другой стороны, основным претендентом на компьютеры low-end в линейке AMD остается еще не объявленный процессор на ядре Spitfire. Ему отводится роль младшего конкурента Intel Celeron. Spitfire будет корпусироваться для установки в процессорную розетку Socket A (питание - 1,5 В), а его тактовая частота к началу осени может достигнуть 750 МГц.

Коротко о многогигагерцевых амбициях IBM

Пока весь мир по старинке радуется взятию гигагерца, IBM рассказывает о технологии, позволяющей прибавлять чипам по гигагерцу в год. По крайней мере на 4,5 ГГц при существующих технологиях производства полупроводников вполне можно рассчитывать. Итак, согласно данным IBM, разработанная ею технология IPCMOS (Interlocked Pipelined CMOS) позволит года через три обеспечить массовый выпуск чипов с тактовой частотой 3,3-4,5 ГГц. При этом энергопотребление понизится раза в два относительно параметров современных процессоров. Суть новой процессорной архитектуры состоит в использовании распределенных тактовых импульсов. В зависимости от сложности задачи тот или иной блок процессора будет работать на более высокой или более низкой тактовой частоте. Идея лежала на поверхности: все современные процессоры используют централизованную тактовую частоту - все элементы ядра, все вычислительные блоки синхронизируются с ней. Грубо говоря, пока все операции на одном «витке» не завершатся, к следующей процессор не приступит. В результате «медленные» операции сдерживают быстрые. Кроме того, получается, что если вам требуется выбить пыльный ковер, то вам приходится трясти весь дом. Децентрализованный механизм подачи тактовой частоты в зависимости от потребностей того или иного блока позволяет быстрым блокам микросхемы не ждать отработки медленных операций в других блоках, а заниматься, условно говоря, своим делом. В результате снижается и общее энергопотребление (трясти надо только ковер, а не весь дом). Инженеры IBM совершенно правы, когда говорят о том, что повышать синхронную тактовую частоту из года в год станет все труднее. В этом случае единственный путь - применение децентрализованной подачи тактовой частоты либо и вовсе переход на принципиально новые (квантовые, наверное) технологии создания микросхем.. Из-за подобного названия так и подмывает отнести его к тому же классу, что и Pentium III. Но это ошибка. Сама VIA позиционирует его как конкурента Intel Celeron - процессора для систем начального уровня. Но и это оказалось излишне самонадеянным поступком.

Однако начнем с достоинств нового процессора. Он рассчитан на установку в процессорную розетку Socket 370 (как и Celeron). Однако, в отличие от Celeron, Cyrix III поддерживает внешнюю тактовую частоту (частоту системной шины) не 66 МГц, а 133 МГц - как у самых современных Pentium III семейства Coppermine. Второе ключевое достоинство Cyrix III - интегрированный на кристалле кэш второго уровня (L2) емкостью 256 Кбайт - как у новых Pentium III. Кэш первого уровня - тоже большой (64 Кбайт).

И, наконец, третье достоинство - поддержка набора SIMD-команд AMD Enhanced 3DNow!. Это действительно первый пример интеграции 3Dnow! для Socket 370-процессоров. Мультимедийные инструкции AMD уже широко поддерживаются производителями программного обеспечения, что хоть отчасти поможет компенсировать скоростное отставание процессора на графических и игровых приложениях.

На этом все хорошее заканчивается. Процессор выпускается по 0,18-микронной технологии с шестью слоями металлизации. На момент выхода самый «быстроходный» Cyriх III имел Pentium-рейтинг 533. Реальная тактовая частота ядра - заметно ниже, поэтому со времен самостоятельной Cyrix свои процессоры она маркировала «рейтингами» по отношению к тактовым частотам процессоров Pentium, Pentium II, а позже - Pentium III. Лучше бы уж вели отсчет от Pentium: цифра была бы повнушительнее.

Руководитель VIA Уэн Чи Чен (в прошлом, кстати, процессорный инженер Intel) изначально собирался противопоставить Celeron низкую цену Cyrix III. Насколько это удалось - судите сами. Cyrix III PR 500 стоит от 84 долл., а Cyrix III PR533 - от 99 долл. Короче, Celeron порой стоит и дешевле. Первые испытания процессора (проведенные, конечно, не в России) показали, что его производительность на офисных приложениях (там, где акцент делается на целочисленные вычисления) мало уступает Celeron, а вот на мультимедийных разрыв очевиден. Конечно, не в пользу Cyrix III. Ну что ж, первый блин комом. Однако в резерве VIA есть еще интегрированный процессор Samuel, построенный на ядре IDT WinChip4. Там результат может оказаться лучше.

Alpha тоже получит заслуженный гигагерц

Компания Compaq (владелец части наследства DEC, включая процессор Alpha) намерена во второй половине года выпустить версию серверного RISC-процессора Alpha 21264 с тактовой частотой 1 ГГц. А следующий ее чип - Alpha 21364 - и вовсе стартует именно с этой пороговой частоты. Кроме того, усовершенствованная версия «Альфы» будет оборудована 1,5-мегабайтным кэшем L2 и контроллером памяти Rambus.

КомпьютерПресс 4"2000