Один взгляд в кристальный шар

Процессорная индустрия подошла к очередному "судьбоносному" моменту в развитии полупроводниковой техники. Все смешалось: 90-нанометровый технологический процесс, новые тенденции в проектировании серверных CPU, новые наборы команд. При этом линейки продуктов ведущих производителей как никогда раздроблены вследствие необходимости заполнять широкий спектр применения современных компьютеров. Данная статья является скромной попыткой немного упорядочить разрозненные сведения о планах ведущих компаний процессорного рынка платформы x86.

90 нм vs. Intel: победа будет за нами!

64 бита счастья

Начнем обзор, вероятно, с наиболее интересной, но и наиболее далекой от нашей повседневной практики линейки продуктов корпорации, а именно: 64-битной платформы Itanium. На IV квартал текущего года запланирован выпуск двух версий Itanium 2 под кодовыми именами Deerfield и Madison. Процессор Deerfield является низковольтной версией для компактных низкопрофильных серверов. Его параметры, согласно официальным данным, таковы: частота -- 1 GHz, 1,5 MB кэша L3, оптимизация для двухпроцессорных конфигураций. Madison -- флагман линейки 64-битных процессоров: 6 MB кэша L3, рабочие частоты -- от 1,3 до 1,5 GHz, процессорная шина -- пока 400 MHz.

В III квартале 2004 г. должен появиться Madison 9M, или Fanwood, согласно новой терминологии. 9M расшифровывается как 9 MB L3-кэша. Модель будет работать на частотах 1,5--1,67 GHz и взаимодействовать с чипсетом с помощью 533-мегагерцевой процессорной шины, а это несколько ниже предполагавшихся ранее значений. Соответственно, низковольтная версия Itanium 2, проходившая под кодовым именем Deerfield, получит новое название -- Fanwood LV (Low Voltage), что немного уменьшит неразбериху в "пространстве имен" продуктов Intel.

В 2005 г. обе линии (низковольтных и стандартных) процессоров продолжит версия, называющаяся Montecito: прогнозируются два ядра на подложке, 90-нанометровый процесс и частота около 2 GHz. Маловероятно, но возможно, что чип будет снабжен колоссальным кэшем третьего уровня объемом 18 MB. Приблизительно в 2006 г. должен появиться Chivano, который возьмет самое лучшее из проекта Alpha и также должен состоять из двух ядер. Однако некоторые источники, упоминая новинку Shavano, уже похоронили нерожденное дитя Intel и предполагают, что отдельного чипа не будет, а существующие наработки интегрируют в архитектуру Montecito.

По мнению аналитиков, 2006 год ознаменуется премьерой мирового масштаба: на сцене появится Tanglewood со своими восемью ядрами, кэшем 16--32 MB и элементами архитектуры невышедшего Alpha EV8. Есть основания предполагать, что Intel исполнит заветное желание HP и снабдит чип встроенным векторным движком.

Несколько слов о наиболее загадочном анонсе, который свободно путешествует по календарю корпорации, поскольку существует пока лишь в воображении энтузиастов, отслеживающих любые малейшие движения на рынке микропроцессоров. Его название -- Yamhill. Одна часть "нострадамусов" видит в нем процессор, взявший на вооружение набор команд x86-64, позаимствованный у AMD, -- очевидный реверанс в сторону покупателя, который "всегда прав". Другие же полагают, что Yamhill -- самостоятельная попытка Intel вывести на орбиту собственный набор 64-битных команд для платформы x86.

Замученная предположениями и бесконечными вопросами Microsoft отреагировала на шумиху более чем неоднозначно, заявив о намерении поддерживать лишь один набор инструкций класса x86-64. В обстоятельной статье под заглавием "Разглядывая подложку Prescott" Ханс де Врайис (Hans de Vries) практически доказал, что уже Prescott (следующая за Northwood версия Pentium 4) содержит в себе элементы 64-битной архитектуры. Согласно таблице, приведенной там же, Yamhill (его новое название -- *T) появится на рынке одновременно с Jayhawk и Potomac (о них читайте ниже).

32 бита... тоже ничего

Перейдем теперь к серверному сегменту 32-битных платформ. Здесь царствуют Xeon DP и MP, ориентированные на двухпроцессорные и многопроцессорные системы соответственно. На IV квартал нынешнего года ранее поставлен апгрейд Xeon MP (Gallatin), в результате чего CPU должен был получить 4 MB кэша третьего уровня, а также намечен переход от Xeon DP (Prestonia) к новой "реинкарнации", названной Nocona. Ни первого, ни второго ожидать в текущем году не стоит. Новый MP уже перенесен на I квартал 2004 г. Прогноз рабочих частот неизменен -- "от 2,8 GHz". Выпуск базирующегося на 90-нанометровом производственном процессе Nocona, согласно последним данным, перенесли на II квартал будущего года. Процессор будет работать с 800-мегагерцевой шиной FSB.

Во втором полугодии 2004 г. на смену Nocona должен прийти Jayhawk, а Gallatin уступит место Potomac. Последний будет ориентирован на четырехпроцессорные серверы и, возможно, получит в свое распоряжение некоторое количество 64-битных расширений. Дальнейшая судьба Xeon теряется в тумане. Японские провидцы с сайта Hiroshige Goto якобы увидели нечто, напоминающее следующую реинкарнацию данного семейства чипов на основе общей для Pentium 4 и Xeon платформы Nehalem, которая ожидается в середине 2005 г. Более реалистичные англичане различили вдалеке очертания очень актуально названного процессора Tulsa (2005--2006).

Но довольно разговоров о серверах, пора вспомнить и о рядовых "энтузиастах". Вместо того чтобы ускорять старые Northwood, корпорация Intel предлагает им уделять больше внимания делу и копить деньги на Prescott. Новое изделие -- почти "райский фонтан технологий": его ядро площадью 81 мм² планируется изготовлять по 90-нанометровому процессу, стартовые рабочие частоты -- 3,2 и 3,4 GHz; однако в реальности ситуация может оказаться не столь оптимистичной. Кроме того, на сцену выходят 800 MHz FSB, Prescott New Instructions (11 новых команд), поддержка пресловутой встроенной криптозащиты внутрисистемных коммуникаций LaGrande, улучшенные алгоритмы Hyper-Threading и предсказания ветвлений, в два раза увеличенный L1-кэш (32 KB состоит из 16-килобайтового блока для инструкций и такого же для данных). Кэш второго уровня -- 1 MB.

Сначала Prescott будет довольствоваться чипсетом 875P (Canterwood), а затем перейдет на Grantsdale. Последний писк компьютерной моды обойдется всего в $637 (за версию 3,4 GHz). Выход процессора был заявлен на IV квартал текущего года. Но по мнению экспертов, пристально наблюдающих за каждым шагом Intel, его не следует ожидать в ближайшей перспективе, анонсирование переносится на следующий год (о вероятных причинах чуть позже).

Стоит также упомянуть Pentium 4 Extreme Edition, который мигрировал из линейки Xeon (Gallatin). Процессор уже выпущен, и таковы его параметры: частота 3,2 GHz, кэш L2 объемом 512 KB, L3 кэш -- 2 MB, шина -- 800 MHz. В I квартале 2004 г. должна состояться презентация Pentium 4 Extreme Edition, функционирующего на частоте 3,4 MHz, оснащенного 2 MB кэша L3 и изготовленного по 0,13-микронной технологии.

В будущем ожидается появление мобильной версии процессора (пока носит название Prescott Mobile или Prescott DTR). "Младший брат" будет работать на частоте 3,4 GHz и потреблять 74 или 94 Вт энергии. Во второй половине следующего года должен дебютировать Tejas или Pentium V. Частота FSB поднимется до 1066 MHz, будут поддерживаться DDR-II и PCI Express -- все это чипсет Grantsdale. Частота ядра вначале составит 4,5 GHz, а затем должна постепенно увеличиваться до 9 GHz. В "лексикон" процессора войдет 8 новых команд Tejas New Instructions, реализующих технологию ускорения обработки аудиоинформации Azalia (Azalea). Он будет устанавливаться в новое гнездо Land Grid Array (LGA), содержащее 775 контактов. Еще одно преимущество нового чипа -- Extended Enhanced Hyper-Threading. В дальнейшем планируется переход на 65-нанометровый производственный процесс, что позволит поместить на кристалл 2 MB кэша второго уровня. Вследствие задержек с Prescott выпуск Tejas тоже отодвинули, предположительно на 2005 г. Высказывается мнение, что в будущем данная линейка должна влиться в семейство кристаллов Nehalem.

Что представляет собой Nehalem? Согласно некоторым предположениям, кристалл будет производиться на основе 65-нанометровой технологии и по площади окажется вдвое меньше ядра Northwood, частота его FSB, по самым консервативным оценкам, достигнет 1200 MHz. Рабочие частоты мифического Nehalem начинаются с 9,6 GHz.

Линейка Celeron на диаграммах с сайта Hiroshige Goto прослеживается вплоть до III квартала 2004 г. и базируется исключительно на ядре Northwood. Но, учитывая практику, примерно к концу следующего года "младшенькие" должны адаптироваться к новой версии архитектуры.

И наконец, каковы перспективы сенсационного Centrino, он же Banias? Ожидается, что в I квартале 2004 г. его сменит Dothan, или Centrino 2, в комплекте с которым должен поставляться трехдиапазонный чипсет, поддерживающий коммуникационные стандарты 802.11a/b/g. Полагалось, что данный набор должен появиться в 2003 г., но как видим, планы Intel стремительно меняются. Основой для Dothan будет 90-нанометровый производственный процесс с шиной 400 MHz и стартовой частотой 1,8 GHz.

Во II квартале будущего года ожидается выпуск Jonah -- сменщика Dothan -- вместе с чипсетом Alviso-GM. Каково будет его маркетинговое название, еще неясно, но на этом история не заканчивается -- в 2005 г. мы увидим Merom или Centrino 3. Кристалл собираются изготовлять по 65-нанометровой технологии, компанию ему составит чипсет Crestina. Год спустя нам должен быть представлен еще один отпрыск под названием Gilo, производимый на все том же 65-нанометровом процессе.

Возможно, Intel оказалась в весьма щекотливой ситуации. Даже не обладая аналитическим складом ума, несложно заметить, что все перенесенные анонсы процессоров чем-то связаны между собой, а именно: использованием 90-нанометрового технологического процесса. Менеджеры корпорации на прямой вопрос о подобных подозрениях дают вполне прямой ответ: "Без комментариев". "Был ли мальчик", мы не узнаем никогда, а вот будет ли он и дальше озорничать, мы поймем в I квартале 2004 г.

AMD: просто и ясно?

Если говорить о 64-битной линейке, то ближайший запланированный анонс -- Athlon 64 Mobile, который должен был появиться до конца нынешнего года, но теперь "уплыл" на первую половину следующего. А наиболее значительным событием стало решение отказаться от Athlon MP -- он будет топтаться на своих нынешних характеристиках до тех пор, пока не уйдет с производства.

90-нанометровый процесс отчаянно не желает "даваться в руки" производителям. AMD в последнем релизе, датированном 6 ноября, сообщила, что собирается зарезервировать все мощности, способные выпускать чипы по новой технологии, исключительно для 64-битных процессоров. Тем самым менеджеры компании убивают сразу двух зайцев: облегчают жизнь новым неотлаженным линиям, снимая с них нагрузку по выпуску самых массовых линеек, и повышают вероятность того, что ключевые потребители получат новые чипы в срок.

Чипами для ключевых потребителей считаются, в первую очередь, Opteron, которые во II квартале 2004 г. должны мигрировать на 90-нанометровый процесс SOI и дать побеги, а вернее, три ветки -- Athens, Troy и Venus. Младший, Venus, предназначен для однопроцессорных конфигураций и поддерживает три канала шины HyperTransport. Для двухпроцессорных систем и DDR-II оптимизирован Troy, а для мощных серверов, содержащих до 8 процессоров, подойдет Athens. Во II квартале 2005 г. компания собирается анонсировать следующее поколение чипов Opteron (Hammer), или AMD K9. Пока планируется таким же образом разделить семейство на три группы -- Egypt, Italy и Denmark. Позиционирование, видимо, соответствует: первый -- самый мощный, последний -- самый слабый. Производственный процесс в данном случае характеризуют неизменные 90 нм и SOI.

В отличие от диверсифицированной программы Intel, у AMD все просто, и уже можно переходить к описанию злоключений десктопных процессоров корпорации. Ближайшее событие здесь -- выход в I квартале 2004 г. Athlon 64 Newcastle на технологии 0,13 мкм. Чип, оснащенный 512 KB L2-кэша, будет выпускаться в двух вариантах -- для Socket 754 и Socket 939. Во II квартале за ним последует Winchester на 90 нм по технологии SOI с 512 KB L2, дальнейшие же планы пока неизвестны.

Athlon 64 FX также во II квартале перейдет на 90 нм и станет называться San Diego, а ровно год спустя его сменит Toledo, который ранее ошибочно относили к серверной линейке чипов. San Diego, или Clawhammer-S, должен был бы уже несколько месяцев работать в готовых системах, но его выпуск отложили. Тем не менее это не дает оснований сомневаться в данных о его предполагаемой частоте (4400+ по индексу AMD) и типе разъема на 939 контактов, несовместимом с Socket 940.

Athlon XP пока останется неизменным, но во II квартале 2004 г. он увидит Paris (так будет называться новый чип) и покинет сцену, уступив дорогу дебютанту. Последний будет производиться по 0,13-микронной технологии вплоть до II квартала 2005 г., когда его сменит Palermo, базирующийся на 90-нанометровом процессе. Среди экспертов существует подозрение, что Paris на самом деле не будет иметь никакого отношения к Athlon XP. Возможно, что CPU создадут на ядре Athlon 64, а также он будет содержать функциональные, но блокированные 64-битные компоненты. Остается только ожидать инструкций, как с помощью паяльника и зубила превратить "XP" в "64" и расширить L2-кэш с 256 до 512 KB. И печальная весть: Duron ожидает та же участь, что и Athlon MP, -- его собираются отправить на покой.

Мобильные процессоры развиваются довольно бурно. В I квартале 2004 г. на рынок выпустят новую версию Mobile Athlon 64 на 0,13 мкм, а во II появится его сменщик Odessa, сделанный с разрешением 90 нм. В III квартале последнего сместит Oakville.

32-разрядный Athlon XP-M шагает в ногу со своим старшим братом XP и во II квартале 2004 г. синхронно с ним перейдет на новое ядро под кодовым именем Dublin (0,13 мкм). Таким же образом оба братца во II квартале 2005 г. вступят в эру 90-нанометрового техпроцесса, и у мобильных потребителей появится Trinidad.

VIA -- скромно, очень скромно...

В стратегии компании определены три процессорные ветви, покрывающие сегменты мобильных ПК (Antaur), настольных систем среднего класса (C3), низкопрофильных тихих ПК и тонких клиентов (Eden). Сразу отметим, что у всех производимых сегодня CPU размер кэша L1 составляет 128 KB, а L2-кэш имеет объем 64 KB, и выпускаются они в корпусах EBGA (за исключением C3, которого иногда "одевают" в CPGA).

В первую из упомянутых категорий попали процессоры Antaur, функционирующие на частотах 1--1,2 GHz и рассеивающие от 11 до 15 Вт. К этой же ветке относятся чипы Antaur-M с частотами от 1 до 1,4 GHz, расходующие 7--21 Вт.

Eden -- это решение класса "полная тишина", рассчитанное на безвентиляторные системы. Соответственно, здесь в ходу низкие частоты (300 MHz -- 1 GHz) и малая рассеиваемая мощность -- всего от 3 до 7 Вт.

Наконец "основное направление удара" сосредоточено на С3. Эти процессоры бывают обычными (Regular) и экономными (Low Power). Обычные выпускаются с частотами от 1,0 до 1,4 GHz и потребляют 15--25 Вт, в то время как экономные пока ограничены 1,2 GHz сверху и рассеивают всего от 11 до 15 Вт.

Теперь о планах компании. В I квартале следующего года должны появиться первые процессоры в корпусах nanoBGA, которые, судя по рекламным слоганам, обеспечивают "наименьшую площадь x86 чипа в мире" -- 15 x 15 мм. В отношении С3 roadmap VIA обрывается на I квартале 2004 г. После шумного выпуска Nehemiah с частотой 1,2 GHz в текущем квартале (премьера была на International Microprocessor Forum) далее ничего экстраординарного не предвидится, кроме увеличения рабочей частоты процессора до 1,3 GHz в I квартале 2004 г.

Примерно в первой половине января компания обещает выпустить Samuel 2 с неизменными 128 KB L1 и 64 KB L2, FSB 100 и 133 MHz. В отличие от Nehemiah, данный процессор не получит поддержки SSE и останется при своих MMX и 3DNow!. На текущий квартал запланирован выпуск экономной версии C3 с частотой 1,2 GHz (15 Вт).

В декабре нынешнего года потребителей собираются познакомить с новым представителем ветки чипов Eden -- ESP 8000. Он будет поддерживать SSE-инструкции и, работая на частоте 800 MHz, рассеивать всего 6 Вт. В I квартале 2004 г. выйдет ESP 10K, который отличается частотой 1 GHz с потреблением 7 Вт.

На этом гадания закончились по причине недостатка кофейной гущи. Реальное положение дел сегодня зависит уже не только от инженеров, но и от ученых-исследователей. Сейчас тот редкий случай, когда может реализоваться концепция Энди Гроува "10X", только шиворот-навыворот. И вместо "десятикратного ускорения" вследствие технологических инноваций полупроводниковая индустрия получит "десятикратное торможение". "И это все о нем" -- о 90-нанометровом технологическом процессе. Еще один знак времени -- мультиядерные кристаллы. Новая идея Sun "Процессор -- это сеть" становится актуальной.

Решительность AMD -- что-то новенькое. До сих пор Intel играла роль злого полицейского, а AMD -- доброго. Только в Санта-Кларе решат "закрыть" линейку процессоров, как тут же конкуренты из Саннивейла ее подхватят и удовлетворят нужды несчастных, оставленных на произвол судьбы пользователей. Intel говорит: "Быстро все бросили и перешли на новую 64-битную архитектуру". AMD тут же нарочито вежливо предлагает сделать то же самое, но постепенно. Резкий маневр с прыжком к тотальной 64-битности и 90-нанометровости буквально обескураживает. То ли еще будет...

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