Микропроцессоры

Athlon XP производится  с использованием 0,13-микронной технологии  вместо 0,18-микронной, применявшейся  для предыдущих версий Athlon. Этот  новый процесс финансово эффективнее  и позволяет производить менее  разогревающиеся при работе и  более экономно использующие энергию процессоры, что делает возможным появление в дальнейшем более быстрых процессоров без радиаторов. Фирма AMD предпочла производить новые Athlon XP с прежней кэш-памятью. Вероятно, именно поэтому протестированные нами системы с процессором Athlon XP 2200+ показали примерно такие же результаты, что и системы с Pentium 4, вместо того, чтобы намного опередить их. Объем кэш-памяти — не единственная проблема. Новый Athlon имеет ту же 266-МГц шину, что и его предшественники, а она вдвое уступает по скорости 533-МГц шине, используемой в Pentium 4.

 

AMD Athlon XP Barthon

У Athlon XP на ядре Barton архитектура практически  идентична первым моделям Athlon. Меньшая, в сравнении с процессорами Pentium 4, длина конвейера (12 стадий против 20) позволяет в целом ряде приложений демонстрировать высокую производительность (иногда даже выше чем у Pentium 4) при гораздо более низкой тактовой частоте. Первыми были модели 2500+, 2800+ и 3000+, выпущенные одновременно в феврале 2003 года.  Athlon XP 3200+ это уже четвертый процессор AMD на основе ядра Barton. Основное отличие чипов на ядре Barton от процессоров на предыдущем ядре Thoroughbred — в объеме кэш-памяти, увеличенной до 512 Кбайт. Такой подход, как известно, является одним из простейших (и в то же время одним из самых дорогих) способов повышения производительности. Тем не менее, AMD удалось удержать цены на сравнительно невысоком уровне, более того, увеличить свою долю на мировом рынке почти до 17%. Топовая модель 3200+ отличается системной шиной, работающей с эффективной частотой 400 МГц.

Ряд независимых  тестов показал, что преимущество новых  чипов AMD над старыми заметно, но только на определенном классе приложений, таких как компьютерные игры и  пакеты обработки трехмерной графики. Тем не менее, «догнать» последние модели Pentium 4 новинка так и не смогла. Pentium 4 по-прежнему «спасала» технология Hyper-Threading и высокая тактовая частота. 

Реальная тактовая частота новинки AMD остается сравнительно низкой: если 3000+ работал на частоте 2167 МГц, то 3200+ — на частоте 2200 МГц. По всей видимости, 2,2 ГГц — практически предельная тактовая частота для ядра Barton, поэтому инженеры AMD более года готовили смену семейству Athlon на этом ядре. Эта смена — 64-разрядные процессоры Athlon 64 на основе ядра Clawhammer. Первоначально их планировали объявить в четвертом квартале 2002 года, но сроки постоянно сдвигались, и презентация нового процессора прошла в сентябре 2003 года.

 

AMD Athlon 64

Постоянное увеличение тактовой частоты  привело к тому, что обе компании неожиданно оказались в заложниках этой "гонки гигагерц": не выпускать новые процессоры нельзя, но и продолжать увеличение тактовой частоты прежними темпами неэффективно с маркетинговой точки зрения и тяжело с технологической.  Отсутствие финишной прямой в "гонке гигагерц" понимают и разработчики. Недаром же и AMD, и Intel отказались от использования тактовой частоты для маркировки процессоров. Видимо, даже в маркетинговых отделах, наконец, поняли, что для привлечения внимания рынка одной лишь частоты мало - необходимы качественные новшества.

И новшества были предложены.

В 2003 году корпорация AMD выпустила Athlon 64 и Athlon 64 FX - первые настольные 64-разрядные процессоры, совместимые с архитектурой x86. Однако факт остается фактом - предложив в сентябре 2003 года Athlon 64 и Athlon 64 FX, AMD сумела найти качественное отличие от продуктов других разработчиков процессоров. AMD удалось не только создать дополнительное конкурентное преимущество, но и добиться увеличения производительности системы без увеличения тактовой частоты.  Корпорация безо всяких хлопот выпустила процессоры Athlon 64 3000+, а чуть позже - 2800+, содержащий вполовину урезанный кэш второго уровня. Благодаря отличному соотношению цены и производительности, Athlon 64 3000+ приобрел огромную популярность. Аналогичная судьба была уготована и 2800+.

Предложив качественное улучшение - 64-разрядные  расширения - AMD начинает постепенно наращивать производительность семейства Athlon 64 традиционным способом, путем увеличения тактовой частоты. Следующим представителем линейки стал процессор Athlon 64 3400+, главным и единственным отличием которого от модели с индексом 3200+ стала увеличенная до 2.2 ГГц тактовая частота. Был выпущен и новый процессор Athlon 64 FX-53, тактовая частота которого составила 2.4 ГГц.

Не проводя никакого тестирования, можно утверждать, что Athlon 64 3400+ окажется быстрее Athlon 64 3200+. Также, без всякого  тестирования можно утверждать, что производительность Athlon 64 3400+ окажется сопоставима с Pentium 4 3.4 ГГц, а Athlon FX-53 будет сравним с Pentium 4 3.4 ГГц Extreme Edition. В некоторых приложениях быстрее окажется Athlon 64, в других же - Pentium 4. Вспомнив особенности архитектуры обоих процессоров, можно даже сказать, что Pentium выиграет на задачах, связанных с обработкой потоковых данных, а Athlon - там, где требуется математический блок.

 

AMD Athlon Opteron

В 2003 году компания AMD радостно отрапортовала о создании первого 64-разрядного процессора, поддерживающего набор команд х86. Опять-таки представители Intel ответили скептически: мол, для серверов гораздо полезнее семейство Itanium, а на столе хватает и 32 разрядов. И они снова поторопились раскритиковать подход конкурентов. Возможность создания относительно недорогих систем, которые поддерживают 32-разрядные приложения и обеспечивают полноценный доступ к ОЗУ объемом более 4 Гбайт, заставила применить AMD Opteron в трех из четырех крупнейших сборщиков серверов.

В феврале 2004 года Intel ответила официальным  объявлением поддержки 64-разрядной  адресации в процессорах Xeon —  технология EM64T. Я думаю, что большая  часть разработок так и остается под сукном AMD хотя бы потому, что  рынок не любит шараханий из стороны в сторону, и появление EM64T в Xeon — заслуга именно AMD. Что бы там ни говорили представители компании Intel, им нужен был адекватный ответ на Opteron. Конечно, теперь у Intel может появиться проблема, как добиться от Xeon производительности более высокой, чем у Opteron.

 

AMD Sempron

Ситуация с линейкой Sempron вполне предсказуема и уже публиковалась, на первых порах. Её популярность будут поддерживать как старые, хорошо знакомые Athlon XP Barton, так и новые 754-контактные 32-битные процессоры на ядре Paris. К середине 2005 года, первых планируется попросту убрать (вот он, конец K7), а вместо них выдвинуть на авансцену «бюджетный хит» в виде 2-х канальных Socket 939 процессоров.

Sempron - это достаточно мощные  процессоры, имеющие размер кэша второго уровня - 256 кбайт и частоту шины - 333 МГц.

Поделим все новинки процессоров на ядре Sempron на три группы:

1. процессоры на Socket A с P-рейтингом: 2200+, 2300+, 2400+, 2500+, 2600+ и 2800+.
2. мобильные процессоры Sempron 2600+, 2800+ и 3000+.
3. процессоры на Socket 754, представляющие собой Athlon 64 3100+ с отключенным 64-битным модулем и обрезанной до 256 кбайт кэш-памятью.

AMD Mobile Athlon 64 и AMD Athlon XP-M

Осенью 2004 года AMD официально анонсировала несколько новых процессоров, ориентированных на использование в портативных компьютерах. Любопытно выглядит тот факт, что состоялось это сразу же после того, как ее основной конкурент – компания Intel, объявила о выпуске новых версий мобильных процессоров Pentium M и Celeron M, а также о снижении цен на некоторые старые модели. Как это нередко бывает, дата обновления прайс-листов у двух производителей процессоров опять совпала. Итак, AMD представила две новые модели – довольно дорогой 64-разрядый процессор для ноутбуков Mobile Athlon 64 3400+, а также более дешевый 32-разрядный мобильный Athlon XP-M 2200+.

Модель Mobile Athlon 64 3400+ становится старшей  в линейке мобильных процессоров AMD, поддерживающих 64-разрядые инструкции. Эта модель работает на тактовой частоте 2.2 ГГц. Объем кэша второго уровня составляет у процессора 1 МБ.

Процессор Athlon XP-M 2200+ представляет собой  бюджетную модель с пониженным энергопотреблением. Он работает на тактовой частоте 1.6 ГГц и оснащен кэшем второго уровня объемом 512 КБ.

AMD по-прежнему испытывает трудности c заключением контрактов с крупными производителями портативных компьютеров. Но уже о готовности начать поставки ноутбуков с процессором Mobile Athlon 64 3400+ сообщили две компании – Alienware и Epson Direct.

В апреле 2005 года AMD выпустит следующее поколение процессоров на ядре Sonora. К третьему кварталу чип "разгонят" до 3100+. Sonora — 25-ваттный чип со 128 и 256 КБ кэша второго уровня. Sonora будет производиться по 90-нанометровому техпроцессу. По официальной данным компании AMD 90-нанометровый Athlon XP-M Trinidad появится во 2 полугодии 2005 года.

AMD всерьез собирается заняться  производством процессоров со  сверхнизким энергопотреблением, то  есть, процессорами для миниатюрных  субноутбуков. Особо следует отметить, что это будут 64-разрядные процессоры семейства Athlon 64. Заниматься их разработкой будут большие специалисты по миниатюризации электроники - японцы. AMD сейчас набирает для своего японского конструкторского отделения AMD Japan Engineering Lab новую группу из 15-20 инженеров. Причем эта группа займется не только разработкой самих процессоров, но и их встраиванием в компьютеры и в бытовую электронику. Конечно, японский рынок, где особенно ценят миниатюрные компьютеры, очень важен для AMD. Но новые процессоры компания намерена продавать по всему миру.

 

AMD Opteron (с двумя ядрами)

Процессоры AMD перейдут на использование  двуядерной архитектуры даже быстрее, чем это сделает компания Intel. Двуядерные процессоры Opteron появятся в конце 2005 года и будут совместимы с существующими платами. Надо понимать, что они будут основаны на 0.09 мкм ядрах. Самое замечательное свойство этих процессоров – они будут совместимы по инфраструктуре с одноядерными предшественниками. То есть, двуядерную версию Opteron можно будет вставить в материнскую плату с разъемом Socket 940, отказываться от использования которой в отношении серверных решений AMD не планирует. Кроме того, двуядерные процессоры будут работать на старых материнских платах. Возможно, потребуется лишь обновить BIOS. Утверждается, что владельцы двухпроцессорных серверов и рабочих станций на базе Opteron смогут установить по два двуядерных процессора в старые системы, и получить четырехпроцессорную систему по цене двухпроцессорной!

Кстати, о строении двуядерных процессоров  стало известно, что они не будут использовать общий кэш второго уровня, как планировалось ранее. На практике гораздо проще разместить на кристалле два ядра с независимыми блоками кэш-памяти. Системой такой процессор будет абсолютно прозрачно восприниматься, как два физических процессора. Каждое ядро будет обращаться к своему эксклюзивному кэшу объемом 1 Мб. В совокупности на кристалле будет расположено 2 Мб кэша второго уровня. Каждое из ядер сможет обращаться к данным из кэша другого.

Судя по всему, после обкатки  на серверных процессорах, двуядерная архитектура перекочует в настольный сегмент, то есть в Athlon 64. Когда это случится, представители AMD не поясняют. Поскольку появление процессоров, основанных на 0.065 мкм техпроцессе, откладывается до 2006 года, я могу предположить, что двуядерные версии Athlon 64 будут основаны на 0.09 мкм техпроцессе и сохранят совместимость с данной конструктивной платформой. Случиться это может в начале 2006 года.

 

 

Будущие технологические  процессы от AMD

Прошедший форум MDF 2004 открыл общественности планы AMD по освоению новых норм техпроцессов с перспективой на 7 лет. Попробуем проследить основные вехи технологической эволюции процессоров AMD:

0.09 мкм техпроцесс -> 2004 год; 

0.065 мкм техпроцесс -> 2006 год; 

0.045 мкм техпроцесс -> 2007 год;

0.032 мкм техпроцесс -> 2009 год; 

0.022 мкм техпроцесс -> 2011 год. 

Параллельно с совершенствованием литографического техпроцесса будет  уменьшаться длина затвора транзистора  – одна из важнейших характеристик  полупроводниковых устройств:

0.13 мкм техпроцесс -> затвор 70 нм;

0.09 мкм техпроцесс -> затвор 50 нм;

0.065 мкм техпроцесс -> затвор 35 нм;

0.032 мкм техпроцесс -> затвор 15 нм;

0.022 мкм техпроцесс -> затвор 13 нм.

Для сравнения небольшой факт из области генетики – ширина молекулы человеческой ДНК составляет 12 нм.

Важно понимать, что каждый следующий  этап освоения новых норм техпроцесса  может таить в себе неприятные неожиданности. Например, вспомним тепловые проблемы с ядром Prescott. По этой причине  указанные сроки перехода на очередной техпроцесс нужно воспринимать как ориентировочные.

Как известно, и у Intel, и у AMD есть свои почитатели и противники. С  одной стороны, в этом и нет  ничего плохого - кому-то, может быть, дедушка посоветовал доверять только Intel, а кто-то тащится от произношения слова Athlon. Дело не в этом. Главное - относиться с уважением к тяжёлому труду всех учёных,  занятых в процессе создания этих высокотехнологичных шедевров. Тем более,  что от конкуренции Intel и AMD конечный пользователь только выигрывает: появляются новые идеи и, как следствие, новые процессоры, совершенствуются технологии, снижается стоимость продуктов.

 

 

1.3.3 Корпорация Apple

В настоящее время IBM PC – совместимые  компьютеры – это мощные высокопроизводительные устройства. Однако возможности IBM PC - совместимых персональных компьютеров по обработке информации и графики все же ограниченны, и не во всех ситуациях их применение оправдано. Ниже я расскажу о наиболее распространенном типе других компьютеров - компьютеров типа Macintosh фирмы Apple.

Основание компании и первые шаги (1976–1985 годы)

Стив Джобс и Стив Возняк стали  друзьями еще в школе. Они больше увлекались электроникой и "видением мира", чем учебой. Видение мира было не более чем розовой мечтой: как изменится этот мир, когда  миллионы вычислительных устройств войдут в быт обычных людей, возьмут на себя управление рутинными операциями и сделают простое человеческое существование более интересным, захватывающим и творческим.