Массовая 64-битовая платформа: туманные перспективы

Когда в 2003 г. появились первые 64-битовые процессоры для настольных систем, сложно было даже представить, что пройдет целых два года, прежде чем мы сможем провести первое (и все равно предварительное) нативное тестирование. От него ожидали многого: если Microsoft и разработчики ПО так долго тянули со своими продуктами, значит, полагали мы, на то были свои причины.

Прежде всего, несколько слов о том, почему мы ждали прихода истинных 64 бит так долго. Все началось с выпуска компанией AMD процессоров семейства AMD64. Однако к этому знаменательному моменту Microsoft смогла предложить лишь бета-версию 64-битовой ОС Windows XP, посмотреть и протестировать которую хоть как-то практически не представлялось возможным ввиду полного отсутствия драйверной поддержки. Другими словами, не получалось даже корректно задействовать имеющиеся аппаратные ресурсы (чипсет, видеоакселератор, сетевую карту), что уж говорить об испытании прикладного ПО, которого на то время просто не было. Шли месяцы, появлялись какие-то разработки (точнее, наработки), которые потихоньку подогревали интерес к новой 64-разрядной среде. Наиболее «продвинутым» по части слухов направлением оказалось мультимедиа – время от времени поступала информация о новых кодеках, кодировщиках и плеерах, способных полностью использовать потенциал новой платформы. Ситуация выглядела бы оптимистичной – если бы в этом списке ПО имелось хоть одно авторитетное имя или один законченный и работающий продукт. Большинство авторов подобных программ, впрочем, как и названия самих пакетов, абсолютно никому не известны, а значит, продукты не могли претендовать на массовое распространение.

К сожалению, принципиально ничего не изменилось и к финальному релизу Windows XP Professional x64 Edition, за исключением разве что драйверной поддержки от вендоров первого эшелона – производителей чипсетов и видеокарт. Однако выпуск 64-битовой ОС был совершенно необходим, ибо если на рынке присутствуют 64-битовые процессоры и их доля постоянно увеличивается, значит, должна быть соответствующая программная среда, где они смогут работать с максимальной отдачей. Причем все произошло без лишней шумихи и помпы – Microsoft не обещает заоблачных высот производительности и не предлагает новую платформу всем и каждому. Тем не менее ситуация выглядит именно так: имеются 64-битовая платформа (процессоры, ОС, основные драйверы) и... огромное количество 32-разрядного ПО, которое, впрочем, по большей части работает на ней совершенно гладко. На самом деле ничего особо удивительного в этом нет, поскольку большинство современных приложений абсолютно не нуждается в повышенной разрядности, и их миграция будет обусловлена лишь ростом популярности 64-битовой платформы.

Знакомимся поближе

Драйверы

Для устройств именитых производителейдрайверы под 64-битовую ОС уже доступны...

...владельцам же другого оборудования придется подождать

Это, наверное, самая горячая тема, возникшая с переходом на следующую ступеньку разрядности. Первое, что надо помнить, – ко всем устройствам нужны именно 64-битовые драйверы, и в их наличии следует убедиться перед тем, как ставить новую Windows XP. Видеокарта, чипсет, контроллеры SATA/PATA, звуковая и сетевая карты, принтер, сканер – все это оборудование будет неработоспособным без драйверов для Windows XP Professional x64 Edition.

Между тем имеющаяся аппаратная поддержка вряд ли может быть расценена как достаточная, причем речь идет не об экзотических устройствах, а о самых необходимых, к примеру о периферии и сетевых контроллерах. Поэтому Microsoft предполагает, что инсталляцией новой ОС будут в основном заниматься специалисты – сборщики, интеграторы и пр.

Мультимедиа

Хотя в Интернете регулярно появляются слухи о 64-битовых кодеках, увидеть их «вживую» нам пока не довелось, а со «старыми» мультимедианаборами новая ОС работать отказывается, ввиду того что 32-битовый код выполняется в собственной виртуальной среде. Так что сторонникам домашних медиацентров придется еще некоторое время подождать.

Тем не менее в состав Windows XP Professional x64 Edition включена именно 32-битовая версия Windows Media Player 10, но наши многочисленные попытки установить различного рода наборы кодеков (в дальнейшем они просто не обнаруживались), проигрывателей и т. д. ни к какому позитивному результату не привели. К примеру, MPEG-4 проигрывался только в режиме Video, без звукового сопровождения. Среди реально функционирующих 64-битовых программ из этой сферы нам, правда, удалось обнаружить бета-версию Virtual Dub, которая, к сожалению, смогла опознать лишь несжатое видео в формате AVI. Ввиду описанных недоразумений тестирование с кодеками оказалось малоинформативным, хотя для любопытных сообщим: 32-битовая версия работала быстрее где-то на 5%.

По имеющейся в Интернете информации, совсем скоро, должны увидеть свет две программы, которые смогут изменить к лучшему удручающую действительность: 64-битовые версии Windows Media Encoder 9 с соответствующим набором кодеков Microsoft и XviD. К сожалению, до тех пор реально судить о преимуществах 64-битовых процессоров в обработке мультимедиаданных не представляется возможным. Напомним, однако, что мнения экспертов по этому поводу разделились. Одни утверждают, что 64 бита – именно то, что нужно для кодирования/воспроизведения медиаданных, другие – что для подобных задач давно существуют наборы инструкций SSE/SSE2/SSE3, а следовательно, особых преимуществ новые CPU не принесут. Гадать и яростно спорить осталось совсем недолго, по приблизительным подсчетам около двух месяцев (до релизов тех самых продуктов).

Память

Работа с памятью также была одним из животрепещущих вопросов для теоретиков, обсуждающих смену платформ. Опытным путем было установлено, что основные модули Windows XP Professional x64 Edition, находящиеся в памяти, занимают в среднем на 15–25% больше места в ОЗУ, чем у 32-битовой версии. Аналогичная картина наблюдалась и с другими программами, откомпилированными для обеих платформ. С одной стороны, радует, что увеличение занимаемого объема памяти не столь драматично, с другой – приходит понимание, что трехлетний «штиль» со схемой 256-512-1024 МВ должен закончиться, и очень может быть, что к концу года мы начнем привыкать к 1024-2048-4096 МВ. Особенно актуально это будет в случае появления мощного коммерческого ПО для работы с графикой, 3D-изображениями и, конечно, игр.

Что касается 32-битовых приложений, то под 64-битовой ОС они обычно занимают столько же памяти, сколько и в своей родной среде, а если и удавалось обнаружить какие-то отличия, то они не превышали погрешности измерений.

Игры

Если программа не запускается, то можно попробовать вручную установить режим совместимости с Windows XP

Первыми многочисленными пользователями новой ОС, скорее всего, станут геймеры-энтузиасты – не столько в силу реальной необходимости, сколько из любви ко всему новому и большому. Все игры, применяемые нами в качестве тестов, без проблем запустились под Windows XP Professional x64 Edition, причем показанная производительность полностью соответствовала 32-битовой среде. Но вот с играми по сети при использовании разных версий ОС могут возникнуть проблемы, так что сторонникам сетевых баталий придется либо менять платформу сообща, либо, наоборот, повременить с ее сменой.

Что касается нативных 64-битовых игр, то их попросту нет. Столь категоричное высказывание объясняется стандартными обещаниями, которыми разработчики «кормят» нас начиная с 2003 г. Пока общественности не покажут какой-нибудь игровой пакет, доступный для обеих платформ, который продемонстрирует, в чем 64-битовая версия лучше 32-битовой, можно смело сказать, что развлекательного ПО, использующего весь потенциал новых процессоров, не существует. Согласитесь, за два года хотя бы демо-версию можно было сделать. Другой вопрос, удалось ли добиться тех самых преимуществ, о которых так много говорят? Более детально об этом ниже.

Результаты тестирования

Эталонные тесты Dhrystone/Whetstone, отображающие производительность блоков ALU/FPU с учетом многопоточности, зафиксировали в среднем 10%-ный прирост быстродействия в обработке инструкций и чисел с плавающей запятой. Примечательно также то, что только по скорости целочисленных блоков двухъядерный процессор практически вдвое обогнал конкурентов, в то время как по MFOPS оба топовых CPU от Intel примерно одинаковы. В недавнем тестировании Pentium D именно в задачах рендеринга, где основная нагрузка ложилась именно на ALU, многоядерные CPU имели значительный отрыв.

Пакет SciencеMark 2.0, имитирующий научные вычисления, имеется в обеих версиях, что было как нельзя кстати для оценки математического потенциала новых процессоров в 64-битовом режиме. Хорошо знакомый нам тест Primordia приносит первый сенсационный результат – наиболее медленный в 32-битовом режиме Pentium D улучшил свои показатели почти на 65%, превратившись из аутсайдера в лидера. Очень неплохо выглядит и Pentium 4 670 (50%), а вот с Athlon 64 в данном случае не сложилось: только 12%.

Следующий тест, Mol dyn, из области молекулярной динамики (рассчитывает кинетическую энергию молекул, находящихся в сосуде) мы решили провести в двух вариантах: с визуализацией процесса через аппаратный API OpenGL (видеокарту) и без нее. В 32-битовом режиме практически все участники одинаково справились с задачей, но с переходом на бо2льшую разрядность старший представитель 600-го семейства процессоров продемонстрировал аномальные способности – прирост быстродействия составил без малого 200% (в три раза быстрее) притом, что другие CPU лишь удвоили свои результаты. Наверняка сказался больший кэш и огромная частота ядра.

Без визуализации ситуация противоположная – большой разброс результатов в 32-битовом режиме и практически равные показатели в 64-битовом, при очередном преимуществе Pentium 4 670. Если сравнивать между собой процессоры по потерям на визуализацию, то становится понятным, почему одноядерный Pentium 4 оказался таким быстрым. Видимо, благодаря упомянутым преимуществам по спецификациям и технологии Hyper-Threading ему удается «успевать» обрабатывать необходимые видеокарте данные, не прерывая основной ветви вычислений, что привело только к 8% потерь на отрисовку.

Буквально за неделю до тестирования появился тест Cinebench 2003 64-bit, основанный на пакете 3D-моделирования Cinema 4D 8. Программный рендеринг зафиксировал неоспоримое преимущество двухъядерного процессора Pentium D 3,2 GHz, однако по приросту производительности при смене режима работы CPU лучшим оказался Athlon 64 3800+. Следующий подтест с помощью аппаратного OpenGL (видеокарты) считает количество кадров в секунду при «облете» камерой трехмерной сцены (при некотором приближении данный тест можно сравнить с 3D-игрой). И вот первая неожиданность – производительность в 32-битовом режиме оказалась ощутимо выше (в среднем на 14%). Вероятно, данному факту можно дать привычное объяснение (сырость и синтетичность ПО, недоработанные драйверы и т. д.), но даже предпосылки к тому, что аппаратная визуализация по каким-то причинам может оказаться медленнее вследствие смены разрядности платформы, однозначно не радует.

Тот же тест, но с программным пререндерингом несколько меняет картину: оба процессора Intel смогли получить минимальное преимущество (около 3%), однако показатели Athlon все равно снизились на 10%.

Последний тест также использует ресурсы процессора для подготовки изображения, но с более сложными алгоритмами затенения. Как и следовало ожидать, 64 бита снова показали себя с лучшей стороны, однако результат мог быть и более впечатляющим.

Еще один тест, использующий возможности аппаратной акселерации, подготовила фирма Realtech VR. В качестве основы используется примитивный объект – куб, на который в зависимости от задачи накладываются различные эффекты (зеркалирование, рельефное текстурирование и т. д.). Полезность данного теста заключается в практической независимости результата от вычислительных возможностей центрального процессора. Замеры для обеих платформ проводились дважды – в обычном режиме и с максимально возможным качеством (анизотропная фильтрация х16, полноэкранное сглаживание 6×6). К сожалению, в обоих случаях 32-битовый режим оказался предпочтительнее, причем для первого теста с перевесом до 20%. Как ни странно, программа, работающая совершенно по другому принципу, чем Cinebench 2003, снова фиксирует уменьшение частоты кадров примерно на ту же долю. Обе программы в качестве API используют OpenGL, и это дает некоторые основания полагать, что проблема кроется именно в этой составляющей драйвера видеокарты. Но, с другой стороны, в тестировании использовалась новейшая версия 64-битовых драйверов ATI Catalyst 5.5 (пятая по счету среди 64-битовых релизов). Так что если предположить «невиновность» драйвера, почему-то сразу вспоминается двухгодичная пауза с играми для новых платформ. Может, действительно 64-битовое ПО, работающее с 3D-сценами, ввиду своей большей требовательности к ресурсам в результате функционирует медленнее, чем 32-битовое? Еще один вопрос, ответить на который разработчикам придется в ближайшее время.

Особенности тестирования

Основной упор в тесте мы сделали на двухъядерные CPU. Как нам кажется, реальный переход на 64-битовые платформы должен как раз совпасть с массовым распространением десктопных систем на процессорах Dual Core.

Еще одной особенностью данного тестирования стало появление в нашей лаборатории самого старшего представителя одноядерных Pentium 4 – чипа с индексом 670 (3,8 GHz, HT, EM64T, 2 MB L2-кэша). Как оказалось, по своим способностям он иногда не уступает полноценным двухъядерным собратьям меньшей частоты.

Платформу AMD64 представлял хорошо знакомый нашим читателям Athlon 64 3800+ (ядро NewCastle, 0,5 MB L2-кэша). К сожалению, на сегодняшний день это самый производительный (серия FX в данном случае не учитывается) из доступных на территории Украины процессоров семейства AMD64. Скажем более, до сих пор неизвестна даже дата появления следующего поколения Athlon 64 X2 у нас. Так что пока мы можем опираться только на результаты, продемонстрированные производительным «ветераном».

В качестве 64-битовой ОС задействовался официальный релиз Windows XP Professional x64 Edition. Все 64-битовые драйверы взяты с сайтов производителей.

Используемое в качестве бенчмарков ПО в основном представляет собой синтетические тесты. После упорных поисков нам так и не удалось обнаружить реальное коммерческое ПО, реализующее преимущества новых платформ, и при этом способное выступить в качестве инструмента измерения производительности. Откровенно говоря, никакого «нетестового» ПО для 64-битовой Windows XP мы тоже не нашли.

Синтетические тесты хоть и позволяют получить представление об отличиях в быстродействии между различными режимами работы процессоров, но, как обычно, они несколько далеки от реальности. Так что трехкратный прирост скорости работы в некоторых тестах не стоит проецировать на будущее ПО, использующее 64-битовые расширения современных процессоров.

Итоги

Поскольку все, что можно сказать на сегодня о Windows XP Professional x64 Edition, уже сказано, построим выводы по принципу плюсы/минусы.

Плюсы:

• совместимые 32-битовые приложения работают стабильно и с той же производительностью;
• требования к аппаратным ресурсам, в частности к объему оперативной памяти, возросли незначительно;
• программы, активно использующие вычисления, действительно выполняются быстрее.

Минусы:

• отсутствие 64-битовых драйверов для большинства устройств;
• неясная ситуация с поддержкой мультимедиа;
• полное отсутствие коммерческого ПО в 64-битовом формате;
• пока меньшая производительность при работе с аппаратной графикой.

Массовые 64-битовые процессоры, а теперь и 64-битовые ОС – уже реальность, и хотим мы того или нет, а через год-два о существовании 32-битовых сред мы наверняка забудем. Однако пока проблем с переходом на повышенную разрядность предостаточно, и наша задача – оперативно их отслеживать и информировать читателей. Пока же от конкретных рекомендаций мы решили воздержаться – надеемся, имеющейся информации окажется достаточно, чтобы пользователи при необходимости смогли принять решение самостоятельно.

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365