Автор: Васечкин,Валерий

О новой процессорной архитектуре, которая идет на смену клюющей носом K8, компания Advanced Micro Devices объявила еще в начале 2006 года. Изучая роадмапы и следуя обещаниям ответственных лиц, сторонники AMD приготовили бутылки с шампанским еще к августу. Однако ж ожидание "дня X" затянулось, и лишь сейчас производитель дает команду праздновать.

Вино за три месяца явно не стало хуже, а вот новая линейка процессоров, еще не увидев свет, уже рискует немного состариться, так как заклятый конкурент AMD - корпорация Intel - не дремлет и в ближайшее время запускает усовершенствованную версию архитектуры Core 2 Duo под общим названием Penryn. Этот не столь большой шаг по сравнению с тем, который сейчас делает AMD, вполне может поставить под сомнения ее новые достижения. K10 выходит более чем вовремя, и теперь, наконец, можно ответить на вопрос: сумеет ли AMD восстановить паритет, нарушившийся с выходом Core 2 Duo?

После этого события AMD оказалась не в том положении, чтобы скрывать сведения о новом процессорном семействе, поэтому еще задолго до анонса основные черты новинки были хорошо изучены сетевыми и "бумажными" обозревателями. Среди того немногого, что фирма до поры скрывала, было кодовое название проекта. Долгое время все пребывали в уверенности, что он называется K8L. Потом неожиданно всплыло K10, и человеку, на пару недель выпавшему из темы, могло показаться, что AMD затеяла что-то новое. На самом деле, как гласили быстро затерявшиеся в лентах новостей заметки, обозначение K8L относится к мобильным процессорам Turion 64, что более логично, а новая архитектура проходит под кодом K10. Вот так AMD проскочила номер девять в своей исторической цепочке. Торговые марки процессоров и вовсе определились сравнительно недавно. Заслуженное имя Athlon уходит из авангарда в средний ценовой ряд, его место займет брэнд Phenom, почему-то вызывающий у меня ассоциации из области технического ретро - громадные исследовательские проекты середины-конца XX века или советские телевизоры того же времени. "Наукообразный" стреловидный логотип новых процессоров эти ассоциации лишь усиливает. AMD отказалась и от давно утратившей адекватность системы рейтингов, вместо которой вводятся строгие кодовые обозначения. В серверном секторе продолжает править бал торговая марка Opteron. Но это все формальности, куда важнее и интереснее узнать, какая реальность за ними скрывается.

Самое заметное новшество K10 состоит в том, что эта архитектура изначально рассчитана на четыре процессорных ядра, из чего следует добрая половина остальных изменений. Тогда как Intel сделала четырехъядерный Kents-field, упаковав в один конструктив два кристалла Conroe, AMD решила не плодить "сиамских близнецов": Phenom представляет собой более элегантное решение с единым камнем. Теоретически это должно давать ему преимущество в быстродействии (ядра избавлены от необходимости общаться через системную память), но, как однажды заметил по этому поводу представитель Intel, пользователю все равно, что находится под крышкой процессора, если он быстрее. Окажется ли Phenom быстрее - большой вопрос. В то же время раздельное производство "половинок" для четырехъядерного CPU гораздо выгоднее, так как годных чипов с конвейера выходит больше. У AMD с этим могут возникнуть трудности - "камень" огромный, состоит из 463 млн. транзисторов. При изготовлении используется техпроцесс 65 нм. В этом Intel пока безусловно впереди: обновленные процессоры Core 2 Duo под кодовым названием Penryn уже готовы к массовому выпуску на 45 нм, а Phenom перейдет на такое исполнение лишь в нынешнем году.

Так вот, первое следствие настоящего четырехъядерного дизайна Phenom и один из самых громких рекламных лозунгов AMD - это новая организация кэш-памяти. Фирма по-прежнему испытывает трудности с ее объемом и не может угнаться за Intel в искусстве выпускать крупные чипы с регулярно уменьшающимся техпроцессом: процессоры Penryn уже хвастаются памятью до 12 Мбайт! В прошлом ситуацию спасал чрезвычайно быстрый встроенный контроллер памяти, отчасти уменьшавший нужду в больших кэшах. Теперь же поневоле пришлось раскошелиться на дополнительные транзисторы: четыре ядра для эффективной работы обязаны обладать общим хранилищем данных. В четырехъядерных Core 2 эту задачу решает разделяемый кэш L2 в каждой паре ядер. AMD сочла такой дизайн слишком сложным и решила оставить иерархию памяти K8 как есть, лишь добавив надстройку в виде общего кэша L3. Кроме общих данных, в нем хранится и весь получаемый процессором код, а каждое из четырех ядер снабжено 64 килобайтами персонального кэша первого уровня и 512 килобайтами второго.

Сам контроллер памяти - конек всех последних процессоров AMD - стал еще более эффективным. Говоря точнее, их теперь две штуки: по одному на каждый канал. Многоядерному процессору это дает ощутимое преимущество, особенно в случае работы с разными потоками. Если же этого не требуется, контроллеры могут перейти в сгруппированный режим, имитируя один. Кроме того, устройство поумнело и научилось выжимать последнее из пропускной полосы памяти: операции записи теперь накапливаются в специальном буфере, и как только набираются в достаточном количестве, выполняются скопом. Заодно происходит слежка за всеми обращениями к оперативке, и потенциально нужные данные заранее скачиваются в "мини-кэш" контроллера. Такая предвыборка на общем уровне тоже приходится весьма кстати для многоядерного CPU. Однако на все эти хитрости AMD пошла не спроста, ведь в поддержке памяти Phenom пока ограничен DDR2 c частотой 1066 МГц, хотя и к работе с DDR3 потенциально готов. AMD снова скептически относится к новому типу памяти, предоставляя другим фирмам прокладывать дорогу прогрессивным стандартам, благо Intel всегда готова быть первопроходцем. Но на самом деле, DDR2 Phenom хватает за глаза, поскольку частота фронтальной шины у него так и не поднялась выше 800 МГц, тогда как Intel готовится удвоить этот показатель. Зато шина HyperTransport прогрессировала до версии 3.0 и теперь будет работать на частотах до 2 ГГц в каждую сторону в зависимости от модели процессора.