Пять ключевых инноваций, реализованных в микроархитектуре Intel Core, предъявлены как основная ударная сила корпорации на следующем витке «ядерной гонки»

Кульминацией мартовского форума IDF (Intel Developer Forum), по мнению большинства участников и гостей конференции в калифорнийском Сан-Франциско, стал официальный анонс новой процессорной микроархитектуры, получившей название Intel Core. Появление на рынке коммерческих продуктов, основанных на этой микроархитектуре, намечено на третий квартал текущего года, но уже сейчас можно сказать, что своим немногочисленным конкурентам на рынке процессоров (в первую очередь, естественно, корпорации AMD) в Санта-Кларе приготовили удар, справиться с которым будет очень непросто.

Джастин Раттнер: «В будущем вы не увидите, как вычислительная производительность одного ядра приносится в жертву лишь ради того, чтобы разместить больше ядер на одном кристалле»

О новой микроархитектуре Intel многое было известно и до нынешней весны. В частности, детали ее реализации обсуждались в рамках прошлогодней осенней сессии IDF, пусть и с меньшим количеством подробностей. В Intel уже тогда не делали секрета из замысла совместить в рамках новой (на тот момент — безымянной) микроархитектуры достоинства платформ Pentium M и NetBurst, дополнить их инновационными решениями и заложить таким образом фундамент для следующего поколения процессоров, предназначенных как для ноутбуков, так и для настольных систем и серверов. Назывались и кодовые имена этих процессоров — Merom (для ноутбуков), Conroe (для настольных систем, рабочих станций и однопроцессорных серверов) и Woodcrest (для двухпроцессорных серверов). Говорилось, что все они будут двухъядерными, поддерживать виртуализацию и 64-разрядный режим EM64T, что производство будет осуществляться по технологии 65 нм и что за ними последует выпуск других процессоров на базе новой микроархитектуры, уже с большим числом ядер.

Полгода назад все это воспринималось как отдаленная перспектива, а потому — без особого оптимизма. Вторая половина прошлого года для Intel складывалась непросто, что не могло не найти отражения в аналитических комментариях и отчетах.

Процессоры, до появления которых на рынке оставался примерно год, свидетельствовали о том, что корпорация сохраняет огромнейший исследовательский потенциал и не меньший запас прочности на рынке, но были в тех условиях явно не самым сильным ответом скептикам, особенно той их части, которая склонна преувеличивать реальные трудности Intel и объединять их в своем воображении с мнимыми. Запала у таких скептиков хватило надолго — нападки и критика в адрес корпорации и ее продукции продолжались практически вплоть до начала весенней сессии IDF, даже несмотря на январские победные реляции Intel о рекордных финансовых итогах 2005 года.

Скептики, думается, остались скептиками и после анонса Intel Core, но теперь их позиции стали менее прочными, как минимум на ближайшие несколько месяцев. И дело тут не только в пресловутой экосистеме Intel и ее влиянии на ИТ-индустрию. До третьего квартала остается не так много времени. При таком раскладе козыри, предъявленные корпорацией в ходе IDF Spring, выглядят куда более весомо, чем раньше, хотя, конечно, еще остается сыграть их.

Представляя новую микроархитектуру аудитории IDF, в Intel, как водится в таких случаях, не преминули воспользоваться возможностью наглядно продемонстрировать разницу в производительности между опытными образцами будущих систем и коммерческими системами на базе нынешних процессоров. Сравнение вышло, естественно, в пользу Intel Core (иначе и не могло быть), но сама микроархитектура пока вызывает больший интерес, нежели пробные ее воплощения.

Пять ключевых инноваций, которые реализованы в Intel Core, получили названия Wide Dynamic Execution (обеспечивает выполнение одним ядром четырех инструкций за такт — на одну больше по сравнению с Pentium M и процессорами на основе микроархитектуры NetBurst), Intelligent Power Capability (улучшенное наследство Pentium M: технология управления питанием, реализующая, в частности, отключение неиспользуемых блоков процессора даже в режиме интенсивной работы и оптимизирующая использование внутренних шин в зависимости от ширины проходящих потоков данных), Advanced Smart Cache (динамически распределяет кэш второго уровня между процессорными ядрами в зависимости от их потребностей), Smart Memory Access (включает интеллектуальное переупорядочение инструкций записи в память и чтения из памяти и наличие в каждом ядре одного устройства предварительной выборки инструкций и четырех — предварительной выборки данных, по два — на кэш-память первого и второго уровня) и Advanced Digital Media Boost (обеспечивает выполнение всех 128-разрядных инструкций Streaming SIMD Extensions за один такт). Технология Wide Dynamic Execution также включает в себя 14-стадийный вычислительный конвейер и такой интересный механизм, как слияние макроопераций (macro-fusion), точнее — инструкций x86, которые декодеры инструкций в процессорах на основе Intel Core могут в ряде случаев обрабатывать парами, преобразуя их в одну микрооперацию, отправляемую на конвейер (ранее в процессоре Pentium M была реализована технология micro-fusion, реализующая объединение микроопераций перед их выполнением; она также присутствует и в новой микроархитектуре). В качестве такой пары инструкций, которые могут преобразованы при декодировании в одну микрооперацию, назывались, в частности, следующие друг за другом команды сравнения и условного перехода.

Трем упомянутым выше двухъядерным процессорам отведена роль первопроходцев, но уже в первом квартале 2007 года, как обещают в Intel, будут выпущены четырехъядерные процессоры на базе Intel Core — Kentsfield (для настольных систем, рабочих станций и однопроцессорных серверов) и Clovertown (для двухпроцессорных серверов). Следом должен появиться и четырехъядерный процессор под кодовым названием Tigerton, предназначенный для многопроцессорных систем и также выполненный на основе новой микроархитектуры.

Что ожидать дальше? Может быть, в 2008 году появятся уже восьмиядерные процессоры на базе Intel Core?

«Наверное, этого не произойдет. Я полагаю, что мы придерживаемся сравнительно консервативного подхода, стараясь уделять главное внимание повышению производительности одноядерной и однопоточной обработки инструкций, потому что это все еще требуется многим сегодняшним приложениям, и увеличивать число ядер в наших процессорах, чтобы обеспечить преимущества многопоточным приложениям по мере их разработки и появления на рынке», — заявил в ходе IDF директор по технологиям Intel Джастин Раттнер. По его словам, будущее Intel Core зависит в первую очередь от того, как ИТ-сообщество в целом будет реагировать вообще на многоядерные процессоры, и от интереса разработчиков к многопоточным приложениям. Звучит почти как истина: столь же банально, сколь и неоспоримо.

Другие материалы, посвященные весеннему форуму IDF, читайте в следующих номерах Computerworld Россия.