Procesory x86 šplhají ke 2 GHz

Pro mnoho uživatelů je jedinou klíčovou komponentou počítače jeho procesor. Není to sice pohled správný, své opodst...


Pro mnoho uživatelů je jedinou klíčovou komponentou počítače jeho procesor.
Není to sice pohled správný, své opodstatnění však do jisté míry má. Podívejme
se teď na to, jakým způsobem dosahují procesory svůj výkon a kam má tento
sektor IT průmyslu namířeno v nejbližší době.
Historie procesorů je dlouhá a trnitá. Od prvních kousků Intel 4004 s frekvencí
0,1 MHz uvedených na počátku 70. let minulého století doznala technologie
obrovských změn, aby se dnes úspěšně potýkala s frekvencemi více než 10 000x
vyššími. Přesto však zůstává základní princip procesorů, tedy provádění
jednoduchých instrukcí v určeném pořadí, nezměněn a nic nenasvědčuje tomu, že v
nejbližší budoucnosti dojde k nějaké zásadnější revoluci.
Velkou část ze zmíněných tří desítek let měla vedoucí pozici na trhu americká
společnost Intel. Nedá se říci, že by během tak dlouhé doby docházelo k nějaké
stagnaci, ať už technologické nebo tržní. Tlak producentů softwaru byl tak
intenzivní, že ke zvyšování výkonu procesorů nutili producenty zejména
nespokojení uživatelé, jejichž programy lačně hltaly další výkonový potenciál
procesorových čipů.
Posledních více než deset let se objevovaly a postupně také mizely mnohé
společnosti, vyrábějící procesory na základě specifikací daných Intelem. Čipy
to byly různě kvalitní a různě výkonné, avšak vedoucí pozici Intelu v žádném
případě neohrozily.
Loňský rok se však stal pro celé odvětví naprosto zlomový. Poprvé v historii
bylo možné říci, (a potvrdil to také tržní podíl), že produkty z dílny
společnosti Intel už nejsou jednoznačným lídrem tohoto segmentu trhu. Tím, kdo
takto výrazně zamíchal kartami, byla kalifornská firma AMD.

Athlon a Pentium III
Athlon byl prvním procesorem, u kterého se AMD odhodlala k doposud největšímu
odklonu od standardů daných Intelem. To, že vnitřně pracují čipy se značkou AMD
jinak než produkty firmy Intel, je fakt, nad kterým se nikdo nepozastavuje.
Doposud však bylo zaběhnutým pravidlem, že produkty AMD využívaly základní
desky původně určené pro procesory Intel. Ale Athlon měl být jiný.
Sběrnice Alpha EV6 využívající "Double Pumped" technologii zdvojující
přenosovou frekvenci neumožnila dodržet vývodovou kompatibilitu se Slotem 1,
který byl uveden v souvislosti s Pentiem II. AMD ale chtělo ulehčit práci OEM
výrobcům základních desek, a proto byla první verze Athlonu navržena se
sběrnicí Slot A, alespoň rozměrově kompatibilní se Slotem 1. Pentium III pak
přešlo na zcela novou paticí Socket 370, na což AMD zareagovalo uvedením
Athlonů s jádrem Thunderbird, využívají Socket A. Tato patice z dílny AMD není
kopií ničeho, co by využíval Intel, a je zcela odděleným standardem.
Zmíněné intermezzo se "slotovými" variantami procesorů byl vítaným problémem.
Intel ani AMD v té době neměly dořešenou velkou emisi tepla svých nových
procesorů, a tak raději zvolily čipy na vlastní destičce vkládané do plochého
kontaktního plůtku, u které je odvádění zbytkové tepelné energie snazší.
Zároveň to pobídlo zákazníky k nákupu nových základních desek, a tím do
budoucna umožnilo další kolo upgradu.

Rychlé a levné procesory
Kancelářský trh netoužil a ani netouží po superrychlých čipech. Tento důležitý
segment oba hlavní výrobci nepřehlížejí a mají mezi svými produkty řady určené
právě této oblasti. Celerony byly před několika lety symbolem dokonalých
procesorů levné, výkonné, kompatibilní. Dnes jsou na jejich místě Durony, se
stejnými přednostmi a výrazně nižšími cenami. Akcelerace boje o výkonné
procesory, kterou spolu vedly AMD a Intel, s sebou přinesla zajímavý problém:
Požadavky současného softwaru jsou v podstatě výkonem nynějších procesorů
saturovány a pro běžné užití je i ten nejpomalejší nabízený čip dostatečný.
To se samozřejmě projevuje v obrovském tlaku na snižování cen procesorů zejména
střední kategorie, kde zákazníka ke koupi často přesvědčí nikoliv skutečná
potřeba vyššího výkonu, ale pouze minimální cenový rozdíl oproti nižšímu
modelu. Proč se tedy cena celého počítače nesnižuje?
Hlavní díl viny na tom nesou dva faktory: tím prvním jsou drahé základní desky
a tím druhým pak nové a dražší druhy zařízení, jako například DVD mechaniky.
Procesory se dnes na ceně počítače podílejí přibližně 1/5. Zbytek je třeba
investovat do ostatních komponent a samozřejmě i monitoru. Ale zpět ke
kancelářským procesorům.
Dnes je situace taková, že drtivé většině kancelářských aplikací s přehledem
stačí výkon počítače vybaveného tím nejslabším dostupným Duronem. Kancelář, to
je dnes textový, tabulkový, prezentační program a přístup k Internetu. A to
všechno jsou aplikace, kde ani s nejpomalejším Duronem, a v podstatě ani s
Celeronem, nebudete mít problémy.

Intel Pentium 4
S uvedením Pentia 4 měl Intel opravdovou smůlu. Destiloval do něj podobné
problémy, jaké měl už s prvním Celeronem, a má stejně chmurnou budoucnost jako
první varianta Pentia očekává se změna použité patice. Stejně jako u Celeronu
bez cache 2. úrovně obdrželo Pentium 4 velmi nelichotivé hodnocení svého výkonu
od mnoho renomovaných časopisů. Není to dáno nějakou chybou v jeho návrhu, jen
zatím není k dispozici na frekvenci, která by poskytovala konkurenceschopný
výkon. Už to mnohokrát padlo, ale je třeba to zopakovat: Současné Pentium 4 je
v běžných desktopových aplikacích výkonově slabší než Athlon.
Důvodů je několik. Tím nejzávažnějším je příliš moderní vnitřní architektura.
Pentium 4 je intenzivně připraveno na vyšší frekvence, ke kterým měla dopomoct
například menší kapacita cache. Její výhodou by do budoucna byla menší latence,
ale dnes je zmenšení na takto klíčovém místě spíše problémem.
Dalším krokem ke zvýšení výkonu na vyšších frekvencích bylo prodloužení
pipelinového řetězce, tedy zvětšení počtu instrukcí, které jsou současně
prováděny v procesoru. Bohužel, při neúspěchu techniky předvídání skoků, musí
být celá rozkódovaná instrukční řada zahozena a ztráty v takto "hluchém" výkonu
jsou značné.
Na druhou stranu je zcela zřejmé, že Pentium 4 má ještě velkou rezervu ve
zvyšování frekvence. Tepelná emise je poměrně dobře zvládnutá, sběrnice si
snadno poradí s vyšším taktem, a tak současný náskok AMD může Intel časem
dohnat pouhým zvýšením pracovního kmitočtu. Naproti tomu Athlon už příliš
velkou rezervou nedisponuje, už na 1 GHz produkuje při značném příkonu obrovské
množství tepla.
Programy optimalizované pro Pentium 4 ukazují, že s novými generacemi náročných
aplikací se může karta opět obrátit ve prospěch čipu od Intelu, ale dnes se
situace, a to zejména s přihlédnutím k cenám obou variant, zcela převážila ve
prospěch AMD a Athlonu.

Nový procesor od AMD...
AMD už má připravený nový čip s kódovým označením Palomino. Na letošním CeBITu
sice ještě oficiálně představen nebyl, ale někteří novináři a velcí partneři
AMD se s ním mohli seznámit. Na jeho uvedení však AMD příliš nespěchá. Důvod je
prostý AMD ještě nemusí. Současná situace na trhu jej k tomu rozhodně nenutí a
navíc problémy s dostatečným objemem výroby vysoko taktovaných Athlonů by byly
s obsazením výrobních kapacit novým procesorem ještě více prohloubeny.
Technologie Palomina je orientovaná do budoucna možná ještě více, než současné
Pentium 4. Řada inovací ve výrobním procesu výrazně omezí produkci zbytkového
tepla, což otevře dveře k výraznému zvyšování frekvence. Jádro Athlonu je již
dostatečně kvalitní a výkonné, takže není důvod, aby jeho derivát byl s výkonem
na štíru.

Intel vládne mobilním CPU
To je fakt, se kterým lze dnes jen těžko polemizovat. Intel má technologii
nízké spotřeby energií a kvalitního chlazení v miniaturním prostoru notebooku
zvládnutou téměř dokonale. AMD se bezmocně chytá jakékoliv šance na zvrácení
tohoto stavu, kterou bylo například nedávné uvedení mobilního Duronu, jež však
nedisponuje(!) technikou pro snížení odběru energie v době odpojení od
elektrické sítě. Případnou změnu této situace může přinést snad jedině
Palomino, ale v současné době je nejlepším řešením notebook s procesorem značky
Intel. Tomu také odpovídá tržní podíl, který má pro Intel v této oblasti
výrazně dominantní charakter.
Zájmem AMD však mobilní procesory zůstávají. Ještě letos na počátku léta bude k
dispozici první notebook, ve kterém bude bušit srdce mobilního Palomina.
Paradoxně tak bude jeho mobilní varianta uvedena dříve, než Palomino pro
desktopové počítače.

Problémy s VIA C3
Tchajwanský kolos VIA Technologies se svými procesory pokusil rozvířit trh
zejména low-endových řešení počítačů. Když zakoupil procesorové divize Centaur
(IDT) a Cyrix (National Semiconductors), zdálo se, že je nový čip nadosah.

Skutečně byl.
Loňské uvedení VIA Cyrix III bylo ale vším, jen ne obrovským úspěchem. VIA
podcenila výkon konkurenčních procesorů a Cyrix III obdržel velmi nelichotivá
hodnocení od testovacích laboratoří i odborných časopisů. Ve srovnání s
Celerony a zejména s nejslabšími Durony byly jeho výkony opravdu slabé. Právě
proto nedostal velkou podporu výrobců počítačů a objevil se pouze v minimu
počítačů. VIA sice chápala výkon Cyrixu III jako problém, ale technologická
situace jí nedovolila nic jiného, než pouze přidat vyrovnávací paměť. Tak se
zrodil C3 (Samuel 2).
Popravdě řečeno, procesor to není nový. Jádro Centaur vychází z technologie
uvedené na trh v roce 1997 a National Semiconductors také nepřinesl příliš
novinek. Zásadním problémem C3 je velmi slabá neceločíselná jednotka FPU, která
v žádném případě nemůže konkurovat výkonově mnohem silnější ztrojené jednotce
například v Duronu. To, že se s jeho uvedením čekalo až na letošní CeBIT, jen
potvrzuje, že VIA si s jeho výkony a budoucím úspěchem není příliš jistá. Navíc
ani cenová politika zřejmě nebude tím, co by u zákazníků rozhodlo, a tak není
vyloučeno, že na C3 čeká pouze "ultralevný" koncept Information PC.

Hrr na 64 bitů
Nové procesory s 64bitovou architekturou na svou premiéru teprve čekají, i když
letošní CeBIT ukázal, že všichni velcí výrobci serverů jako IBM, Compaq či
Fujitsu Siemens s nimi již počítají. Ať už ale půjde o Itanium od Intelu nebo
některý z čipů rodiny Hammer od AMD, budou jejich první doménou právě serverové
aplikace, kde se nárůst výkonu projeví nejvíce.
Ještě do poloviny roku nás čekají nové varianty Pentia III, tedy Coppermine-T a
Tualatin. Se startovními frekvencemi nad 1 GHz budou jistě zajímavou konkurencí
pro Athlony a zřejmě se podepíší i na urychlení uvedení nového Palomina od AMD.
Pentium 4 se do konce roku snad dostane na 2 GHz, ale nové jádro Northwood,
uvedené na přelomu let 2001 a 2002, si vyžádá už zmíněnou změnu patice. Místo
současného Socketu 423 přijdou základní desky se Socketem 478.
AMD připravuje nástupce Duronu, který bude vycházet z jádra Palomina. Morgan,
jak dnes zní jeho krycí jméno, bude stejně jako Palomino k dispozici jak v
desktopové, tak v mobilní variantě určené pro notebooky. Ta bude vybavena
přinejmenším technikou PowerNow! pro snížení odběru podle aktuálního
požadovaného výkonu.
Také mobilní procesory Intel čeká příjemné vylepšení. Opět bude snížena
spotřeba, u Ultra Low Voltage modelů dokonce pod 1W, při napětí 1,1 voltu. Na
druhé straně spektra se nachází mobilní Pentium III pracující na frekvenci 1
GHz. Budoucnost procesorů zkrátka nikdy nebyla tak růžová jako dnes.
1 0659 / zaj









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