64bitové procesory dnes a zítra

Letošní rok má být pro oblast 64bitových procesorů takřka přelomový. Na trh plánuje uvést nové modely či řady č...


Letošní rok má být pro oblast 64bitových procesorů takřka přelomový. Na trh
plánuje uvést nové modely či řady čipů většina výrobců, přičemž pro mnohé z
nich by se tyto novinky měly stát přímo milníky, které výrazně ovlivní jejich
další existenci.
Už dnes lze očekávat, že v následujících letech dojde k několika razantním
změnám ať už ke vstupu nových hráčů (AMD), uvedení nových modelů, jenž mohou
výrazně ovlivnit situaci na poli 64bitových řešení (Intel), či k postupnému
ukončení výroby některých procesorů (HP Alpha).

AMD Athlon 64 a Opteron
Hned prvně jmenovaní zástupci 64bitových procesorů se v podstatě stanou
historickými unikáty (přinejmenším pro svého výrobce, firmu AMD). Letos to bude
vůbec poprvé, co AMD uvede na trh 64bitové procesory. Nadto díky nim vlastně
vznikne zcela nová rodina procesorů, označovaná jako x86-64. Již podle názvu
lze odvodit, že se bude jednat o 64bitovou nadstavbu současných 32bitových
procesorů AMD Athlon, s nimiž budou Athlon 64 i Opteron zpětně softwarově
kompatibilní. Jako jediná rodina 64bitových procesorů zřejmě umožní chod
programů pro 32bitové procesory x86 v plné rychlosti. To je ovšem současně
nevýhodou, protože si tak rodina x86-64 bere s sebou všechny nevýhody relativně
zastaralé x86 architektury.
Prvním zástupcem této rodiny možná bude Athlon 64 (kódové jméno ClawHammer).
Přímo na čipu procesoru bude integrována dělená cache L1 i jednotná L2 (o
velikosti 1 MB); o vyrovnávací paměti třetí úrovně se výrobce nezmiňuje. S
největší pravděpodobností se bude jednat o model pro jednoprocesorové pracovní
stanice a servery, který se bude vyrábět 0,13mikronovou SOI (Silicon On
Insulator) technologií v Drážďanech.
Původně jsme mohli hovořit o uvádění procesorů x86-64 v minulém čase; bylo
totiž několikrát odloženo. Podle současných oficiálních zpráv bude Athlon 64
uveden na trh v září 2003, jeho následník vyráběný 0,09mikronovou SOI
technologií (San Diego) má následovat za rok.
Následně vznikne i mobilní verze 64bitového procesoru určená pro notebooky.
Její název je Mobile AMD Athlon 64 (kódové označení opět ClawHammer) a nebude
se téměř lišit od "stolní" verze Athlonu 64. Jeho pokračovatel se má vyrábět
90nm SOI technologií (kódové jméno Odessa).
Serverový procesor rodiny x86-64 nese oficiální jméno Opteron (kódové jméno
SledgeHammer) a je určen pro stroje až s osmi procesory. Interní frekvence
prvních zástupců této řady budou zřejmě 1,4 a 1,6 GHz (skutečné takty).
Odlišností oproti Athlonu 64 je počet HyperTransport kanálů (tři oproti
jedinému). Opteron podporuje 40bitovou fyzickou adresu neboli až 1 TB paměti
RAM. Díky 128bitovému DDR SDRAM rozhraní je možné dosáhnout špičkově šířky
pásma až 19,2 GB/s, procesor přitom dokáže obsloužit paměti PC1600, PC2100 a
PC2700 (neboli virtuální takt od 200 do 333 MHz). Podle oficiálních informací
mají být procesory Opteron uvedeny na trh v prvním pololetí roku 2003,
konkrétně ještě na jaře. Následník Opteronu by se měl rovněž objevit zhruba rok
poté (jeho kódové označení zní Athens) a jediným rozdílem má být novější
výrobní technologie (90 nm).

HP Alpha 21364 a PA 8800
Po spojení s Compaqem se stala vlastníkem procesorů Alpha firma
Hewlett-Packard. Jádro procesoru 21264/EV68CB je pak použito i v novém modelu
21364. Ten však na rozdíl od předchozích modelů přímo na čip integruje cache L2
o velikosti 1,75 MB i paměťové rozhraní (de facto North Bridge). To umožňuje
postavit nejen víceprocesorové servery, ale také velmi jednoduché
jednoprocesorové pracovní stanice. Procesory jsou vyráběny ve verzích
taktovaných na frekvence 1 GHz a 1,15 GHz. Cache L1 je stále dělena na
instrukční a datovou (64 + 64 KB). Při taktu 1 GHz dosahuje přenosová rychlost
L2 cache 10,7 GB/s, při 1,15 GHz to je 12,3 GB/s. Mezi další inovace patří
technologie Multi-Threading, která pracuje podobně jako Hyper-Threading firmy
Intel. Posledním zástupcem rodiny Alpha bude roku 2004 model EV79
(0,13mikronová technologie). Poté dojde k naplnění dohody, kterou s firmou
Intel uzavřel Compaq, a namísto procesorů Alpha budou po roce 2006 v počítačích
HP/Compaq používány procesory a s architekturou IA-64.
Společnost Hewlett-Packard v současné době produkuje 64bitový procesor PA-RISC
8700+. Následníkem se ještě letos má stát model PA-RISC 8800. Ten bude mít
interní takt 1 GHz. Přímo na čipu s procesorem bude umístěna pouze cache L1
nezvyklé velikosti 3 MB 1,5 MB pro instrukce a 1,5 MB pro data. Cache druhé
úrovně bude umístěna na základní desku a může dosahovat velikosti až 32 MB.
Na jednom čipu však nebude umístěn procesor jeden, ale dva. Každé jádro přitom
má svou dělenou cache L1, takže na jeden tak vlastně vychází 0,75 MB pro
instrukce a stejná velikost pro data.
Tyto procesory nicméně čeká podobný osud jako rodinu Alpha: Posledním
procesorem této řady má být model PA-8900, plánovaný na rok 2004. Poté hodlá
Hewlett-Packard ve svých 64bitových serverech používat opět už jen procesory
IA-64.

IBM Power5 a PowerPC 970
Firma IBM produkuje serverové procesory s označením PowerPC, přičemž poslední
model představený 11. listopadu 2002 nese název IBM Power4+. V průběhu roku
2003 se očekává zvýšení pracovní frekvence na 1,7 a možná i 1,8 GHz.
Nová verze Power5 bude vyráběna shodnou technologií (tj. 130 nm) a první verze
budou mít vnitřní takt v rozpětí 1,4 a 1,5 GHz. Maximální hranice se očekává
někde kolem 2 GHz, možná i výše. Sekundární cache bude zřejmě oproti Power4+
zvětšena na celkové 3 MB na čip. IBM dále hodlá implementovat tzv. Simultaneous
Multithreading (SMT), což je vlastně opět obdoba HyperThreadingu. Každý
procesor se tedy bude virtuálně tvářit jako procesory dva (tj. jeden čip se
dvěma fyzickými procesory bude vypadat jako procesory čtyři). Na trh by se tato
verze měla dostat na konci roku 2003 či na začátku roku 2004.
Letošní rok však pro IBM v oblasti 64bitových procesorů znamená hlavně příchod
modelu PowerPC 970. Ten slučuje dva rozdílné světy 32bitové procesory PowerPC
(známé např. z počítačů firmy Apple) a 64bitové procesory PowerPC
(reprezentované dnes procesory Power4+). Každý z nich má svá pozitiva a
výsledný PowerPC 970 by tak měl získat to nejlepší z obou světů včetně toho
nejdůležitějšího, a to zpětné kompatibility. Znamená to, že má nativní podporu
programů jak pro stávající 64bitový Power4, tak pro 32bitový PowerPC. Najde
tedy využití všude od počítačů Apple až po servery IBM.
Jádro procesoru Power4 bude přizpůsobeno 0,13mikronové technologii tak, aby se
výsledný interní takt prvních modelů mohl pohybovat v rozmezí od 1,4 do 1,8
GHz. Vedle vysokého výkonu jeho jádra bude navíc přidána podpora technologie
SIMD (Single Instruction Multiple Data) zvané AltiVec, jež zahrnuje 162
instrukcí pro zpracování multimediálních programů, ale také pro šifrování,
kompresi apod. Rychlá vyrovnávací paměť připomíná spíše 32bitové PowerPC
procesory: Cache L1 je dělená na instrukční a datovou (64 + 32 KB), zatímco L2
cache velikosti 512 KB je vcelku, přičemž obě se nacházejí přímo na čipu
procesoru. První vzorky mají spatřit světlo světa ve druhém čtvrtletí 2003,
masová výroba má následovat v průběhu 2. pololetí letošního roku.

Intel Madison a Deerfield
Uvedená kódová jména byla vybrána pro budoucí procesory rodiny IA-64, které
budou následovat po současném modelu s oficiálním pojmenováním Itanium 2.
Madison bude pozici nejnovějšího procesoru v rámci rodiny IA-64 zaujímat ještě
od letošního roku. Bude to současně poprvé, co bude doposud jednolitý kmen
rodiny IA-64 rozdělen na "maximální" verzi Madison a "ořezaný" Deerfield.
Vnitřní frekvence má dosáhnout hodnot 1,2 a 1,5 GHz a cache L2 velikosti 6 MB,
přestože bude umístěna na stejný kousek křemíku jako samotný procesor.
Oba procesory se budou vyrábět 0,18mikronovou technologií. Následník této verze
Madisonu bude vyráběn také 0,13mikronovou technologií, ovšem cache L3 bude mít
zvětšenou na 9 MB. Intel tento model dodatečně přidal, takže ještě nemá vlastní
kódové jméno a používá se pro něj označení "Madison s 9MB cache L3". Má spatřit
světlo světa přibližně v roce 2004. Po něm bude roku 2005 následovat model s
kódovým jménem Montecito, který bude v rámci jednoho čipu obsahovat dva
procesory a bude vyráběn 90nm technologií. Na jeho návrhu mimochodem pracují
mj. i inženýři z vývojového týmu Alpha procesorů, přičemž jádro procesoru
Montecito bude odlišné od toho současného.
Deerfield se stane prvním procesorem rodiny IA-64 s výhodným poměrem
cena/výkon. Dojde i ke zmenšení cache, a to poměrně razantnímu na pouhou
šestinu původní kapacity (z 6 MB dojde ke zmenšení na 1MB cache L3). Je určen
pro servery s nízkou spotřebou (typicky tedy blade a 1U servery) a levné
jednoprocesorové pracovní stanice. Na trhu se má objevit ve třetím čtvrtletí
2003.

MIPS R16000
Rok 2003 se pro společnost Silicon Graphics nese ve znamení uvedení inovované
pracovní stanice Fuel. Jejím srdcem se stal nový procesor MIPS R16000, jehož
dosavadní kódové jméno bylo N0. Interní frekvence stanula na hodnotě 700 MHz
(externě 200 MHz), interní L1 cache je rozdělena na datovou a instrukční (32 +
32 KB). Rychlá vyrovnávací paměť druhé úrovně je umístěna mimo samotný procesor
a může dosáhnout kapacity v rozmezí 4 a 16 MB. Sběrnice procesoru je schopna
špičkové přenosové rychlosti 3,2 GB/s. MIPS R16000 se vyrábí 0,11mikronovou
technologií.

Sun UltraSPARC IV
Firma Sun Microsystems aktuálně vyrábí hlavně 64bitové procesory UltraSparc III
Cu. Srpen 2002 znamenal překonání hranice 1 GHz (a to o 15 MHz) a nyní je
očekávána verze taktovaná na frekvenci 1,2 GHz. Cache L1 je stejně jako v
případě IBM PowerPC 970 tvořena dělenou cache nesymetrické velikosti, jen
významy se otočily, 32 KB je určeno pro instrukce, 64 KB pro data. Podobně jako
u konkurence i zde bude integrována též L2 cache. Procesory se vyrábějí s
využitím "měděné" 0,15mikronové technologie a tzv. low-k dielektrika.
Připravovaný UltraSparc IV bude díky přechodu na 0,13mikronovou technologii
rychlejší neoficiální informace hovoří o rozmezí 1,2 až 2 GHz.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.