| Новые программы oszone.net |  |
Гигагерцовый миф Пресловутая "гонка гигагерц" утомила, похоже, даже ее непосредственных участников - разработчиков центральных процессоров, корпорации Intel и AMD. Постоянное увеличение тактовой частоты привело к тому, что обе компании неожиданно оказались в заложниках этой "гонки": не выпускать новые процессоры нельзя, но и продолжать увеличение тактовой частоты прежними темпами неэффективно с маркетинговой точки зрения и тяжело с технологической. Не секрет, что подавляющему большинству бизнес приложений сегодня для комфортной работы достаточно процессора среднего уровня. Процессоры стоимостью около $100 в целом справляются с офисными и мультимедийными задачами, их производительности хватает и для игр. Разумеется, остаются еще вычислительные задачи, обработка графики, видео, звука - словом, те приложения, которым всегда необходима максимальная производительность центрального процессора. Остаются так называемые "хардкоровые" геймеры, энтузиасты... Но не они формируют спрос и не они являются ключевыми потребителями. Отсутствие финишной прямой в "гонке гигагерц" понимают, похоже, 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. 64 разряда - новый вектор развития 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. Можно долго дискутировать - и мы еще этим займемся - о востребованности и целесообразности перехода на 64-разрядную среду в настольных системах. 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. С тех пор минуло уже больше полугода. Это время было потрачено AMD на развитие инфраструктуры, насыщение рынка как самими процессорами, так и системными платами для них. Примечательно, что до недавних пор AMD не форсировала увеличение тактовой частоты. Наоборот, корпорация без лишней помпы выпустила процессоры Athlon 64 3000+, а чуть позже - 2800+, содержащие вполовину урезанный кэш второго уровня. Благодаря отличному соотношению цены и производительности, Athlon 64 3000+ приобрел огромную популярность; по-видимому, аналогичная судьба уготована и 2800+. Но речь сейчас не о них. 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. Выпущен и новый процессор Athlon 64 FX-53, тактовая частота которого составляет 2.4 ГГц. Как поступить в такой ситуации Web-сайту COMPOSTER? Не проводя никакого тестирования, можно утверждать, что Athlon 64 3400+ окажется быстрее Athlon 64 3200+, а Athlon FX-53, соответственно, Athlon FX-51. Также, без безо 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. Исходя из этих предпосылок, мы решили не тратить время на получение баллов, которые соответствуют приросту частоты в 200 МГц. Гораздо более интересной показалась нам возможность посмотреть на систему, основанную на процессорах AMD Athlon 64 и Athlon 64 FX, в родной 64-разрядной среде. Благо 64-разрядная версия Windows XP уже доступна на сайте Microsoft для бесплатной загрузки и ознакомления. Для чего нужны 64 разряда? И в самом деле - для чего? Пропагандируя 64-разрядную платформу, AMD говорит о преемственности технологий, подчеркивая, что процессоры Athlon 64, Athlon 64 FX и Opteron способны выполнять как 32-, так и 64-разрядные вычисления. Это позволяет использовать процессоры уже сегодня, с 32-разрядными операционными системами и приложениями, а затем осуществить плавную миграцию на 64-разрядную вычислительную среду. Нет никаких сомнений в том, что массовое появление 64-разрядного программного обеспечения не за горами. Если еще недавно кто-то и сомневался в способности AMD "убедить" разработчиков аппаратного и программного обеспечения в необходимости использования технологии AMD64, то теперь все сомнения должны исчезнуть сами собой - о своем намерении выпустить процессоры с 64-разрядными расширениями заявил Intel. Расширения эти будут совместимы с AMD64, хоть Intel это прямо и не признает. По словам Intel, приложения, использующие AMD64, будут работать на процессорах с 64-разрядными расширениями IA32e, но не наоборот. Расшифровываем: набор инструкция IA32e полностью совместим с AMD64, но, возможно, будет содержать некоторые дополнительные команды или регистры, не предусмотренные в данный момент AMD. Сути дела это не меняет - поддержка корпорацией Intel 64-разрядых инструкций, совместимых с AMD64, является четким и понятным сигналом всем разработчикам ПО: пора активнее переводить приложения на 64-разрядную архитектуру. Очень скоро поддержка 64-разрядных инструкций станет не просто красивой "добавкой", но свойством, необходимым любому коммерческому приложению. Чем же так хороши 64-разрядные инструкции? Главное преимущество технологии AMD64 перед традиционной 32-разрядной архитектурой состоит в способности линейной адресации гигантских объемов ОЗУ. Процессоры Pentium III, Pentium 4, Xeon, Athlon и Athlon MP, использующие 36-разрядную адресную шину, способны работать с 64 ГБ памяти, причем для доступа к областям выше 4 ГБ применяется сегментация (на самом деле, шина состоит из 32 базовых и 4 сегментных бита). Это означает, что каждый раз, когда система запрашивает данные из области памяти выше 4 ГБ, процессору и контроллеру памяти приходится выполнять дополнительные операции, что уменьшает скорость доступа. 64-разрядная схема адресации позволяет одинаково хорошо работать с любыми областями памяти, в т.ч. и свыше 4 ГБ. Общий объем памяти, работа с которым возможна по 64-разрядной шине, составляет 2 в 64 степени байт. На самом деле процессоры AMD Athlon 64 и Opteron используют адресную шину шириной 40 бит. Этого достаточно для линейной работы с 1 ТБ оперативной памяти. По словам AMD, шина может быть расширена, если в этом возникнет необходимость ;-) Плоская модель адресации памяти уже находит применение в серверных системах, там, где необходима обработка больших объемов данных (например, в "тяжелых" корпоративных СУБД). Понятно, что в бизнес приложениях и играх вопрос об адресации гигантских объемов памяти пока не стоит... Настольная индустрия не дошла пока даже до 4 ГБ рубежа. Но рано или поздно это случится, и хорошо, что у AMD уже сегодня есть готовый ответ. Переход на 64-разрядную архитектуру позволяет процессору оперировать с 64-разрядными данными: производить операции сложения, деления, умножения, записи и чтения из памяти и т.п. Если в классической 32-разрядной архитектуре для записи в память 64-бит данных требуется выполнить две команды процессора, то в 64-разрядной - только одну. Ну а арифметические операции с 64-разрядными числами могут пригодиться в задачах, связанных с криптографией, возможно - 3D-рендерингом.
Увы, не обошлось без досадных оговорок. Технология AMD64 позволяет производить только целочисленные 64-разрядные операции. Блок FPU по-прежнему оперирует с 32-разрядными данными, а для выполнения математических операций предлагается использовать инструкции SSE2. Однако, скорость работы блока SSE2 у процессоров AMD ниже, чем у Pentium 4. С переходом к 64-разрядным вычислениям процессоры AMD рискуют утратить одно из своих главных достоинств - великолепную производительность в задачах, требующих интенсивных математических вычислений. Впрочем, никто не мешает по-прежнему использовать команды FPU в 64-разрядной среде для работы с 32-разрядными данными. Операционная система, драйверы, приложения Дальнейшее продвижение 64-разрядных процессоров AMD напрямую зависит от позиции Microsoft. До тех пор, пока Microsoft не выпустит 64-разрядную операционную систему, использующую набор инструкций AMD64, корпорации AMD придется продолжать говорить о преемственности технологий вместо того, чтобы демонстрировать эти технологии в деле. Да, уже давно доступны дистрибутивы Linux, использующие AMD64. Но все же, без 64-разрядного Windows не обойтись. "Информированные источники" утверждают, что у Microsoft уже сейчас есть готовая к выпуску 64-разрядная версия Windows XP. Однако, ее появление откладывается до тех пор, пока Intel не выпустит свои процессоры с 64-разрядными расширениями. Intel же до сих пор не назвал конкретные сроки - поговаривают, серверные процессоры Xeon с 64-разрядными расширениями могут появиться где-то осенью, а настольные Pentium 4 - лишь к Новому Году. В идеальном мире система на 64-разрядных процессорах AMD Athlon 64, Athlon 64 FX работает под управлением 64-разрядной версии ОС, использует 64-разрядное програмное обеспечение и 64-разрядные версии драйверов (да, 32-разрядные драйверы в 64-разрядной ОС работать не будут). Но неизвестность относительно сроков выхода Windows для AMD64 тормозит разработчиков ПО. Они и рады бы выпустить 64-разрядные версии своих приложений, но сделать это невозможно, пока нет операционной системы. Появление 64-разрядной версии Windows для AMD64 разом сняло бы все вопросы. Разработчики получили бы возможность выпустить 64-разрядные приложения в дополнение к 32-разрядным, которые, напомним, могут беспрепятственно работать в 64-разрядной операционной системе. Процессоры AMD Athlon 64 3400+ и Athlon 64 FX-53 Приведем краткие технические характеристики процессоров AMD Athlon 64 3400+ и Athlon 64 FX-53.
Более подробный анализ технических характеристик и позиционирования процессоров можно найти здесь. О различиях между сокетами и "сокетной политике" AMD можно узнать из эксклюзивного интервью COMPOSTER`у, которое дал глава представительства корпорации AMD в странах CНГ Александр Беленький. Windows XP beta для AMD64 Как мы уже упоминали, Microsoft выложила у себя на сайте предварительную версию Windows XP для процессоров на основе технологии AMD64. Этот предварительный вариант, предназначенный для ознакомления, можно бесплатно скачать с сайта Micrsoft или же заказать на компакт-диске. Работать он будет на системах, оборудованных процессорами AMD Athlon 64, Athlon 64 FX, Opteron и... гм... несуществующими пока процессорами Intel с 64-разрядными расширениями. Получив в свое распоряжение процессоры AMD Athlon 64 3400+ и Athlon 64 FX, мы поспешили воспользоваться случаем и установить публично доступную 64-разрядную бета-версии Windows XP. К сожалению, единственным 64-разрядным тестов, который нам удалось раздобыть, стала SiSoft Sandra 2004. Все остальные тесты и приложения были 32-битными. Сама же Windows XP на поверку оказалась вполне устойчивой и работоспособной системой. Она установилась безо всяких проблем, нашла необходимые драйверы. Большинство программных пакетов работало под управлением Windows XP 64 bit вполне адекватно: лишь некоторые при установке заявляли, что под этой версией операционной системы они работать не могут. Вероятно, просто от незнания. Конфигурация тестовых стендов
Все тесты запускались сначала на системе с установленной Windows XP 64-bit edition, а затем - на коммерческой версии Windows XP Professional SP1. Результаты Что ж, посмотрим на результаты. Для начала - в 64-разрядной версии теста SiSoft Sandra 2004. На первой диаграмме видно, что на целочисленных операциях оба процессора - Athlon 64 3400+ и Athlon FX-53 - демонстрируют увеличение производительности порядка 10% при переходе от 32- к 64-разрядным вычислениям. В то же время, производительность блока FPU, который, как уже отмечалось, по-прежнему оперирует с 32-разрядными данными, остается неизменной. Это же справедливо и в отношении блока SSE2. Вторая диаграмма иллюстрирует изменение скорости работы с памятью при переходе к 64-разрядным вычислениям. Здесь наблюдается пусть и небольшое, но увеличение производительности. К сожалению, этим тестом нам приходится закончить блок измерений с использованием 64-разрядных приложений. Остальные примененные тесты - 32-разрядные. В примененных нами 32-разрядных тестах наблюдается падение производительности. В счетных задачах оно минимально, в играх - довольно значительно. Удивляться нечему - вряд ли стоит ожидать высокой производительности от предварительной, неоптимизированной версии драйвера видеокарты. Выводы Анализируя результаты тестирования, следует, прежде всего, помнить, что изучалась работа предварительной версии Windows XP для 64-разрядных систем, от которой нельзя требовать высокой скорости работы. Но даже под управлением этой бета-версии в 64-разрядных тестах (пока, увы, синтетических) мы наблюдаем увеличение производительности. 32-разрядные приложения, связанные со счетными задачами, работают в 64-разрядном Windows практически с той же скоростью, что и в 32-разрядной версии. А вот 32-разрядные графические приложения демонстрируют падение производительности, связанное, по-видимому, с недостаточной оптимизацией драйвера видеокарты. С уверенностью можно говорить о том, что к моменту официального выхода 64-разрядной версии Windows XP необходимые оптимизации будут проведены. В то же время приятно отметить высокую стабильность 64-разрядной версии Windows XP - как уже упоминалось, ОС установилась безо всяких проблем, корректно распознала оборудование и в дальнейшем прошла все тесты без сбоев. Это вселяет определенный оптимизм. Наконец, можно сделать вывод о том, что переход к 64-разрядным приложениям в 64-разрядной операционной системе должен дать определенный прирост в производительности. Количественно оценить этот прирост сложно. Можно лишь предположить, что наиболее заметен он будет в приложениях, производящих интенсивные операции с памятью. К ним относятся игры, системы документооборота, графические пакеты, ПО для обработки видео. Осталось лишь дождаться, когда оно станет повсеместно доступно. А произойдет это не ранее, чем появится 64-разрядная версия Windows XP, чего мы все с нетерпением ждем.
Теги:
Комментарии посетителей
Комментарии отключены. С вопросами по статьям обращайтесь в форум.
|
|
Анализируя архитектуру современных 32-разрядных процессоров, можно сделать вывод, что необходимость перехода на 64-разрядную платформу давно созрела. Судите сами - инструкции MMX, внедренные Intel во второй половине 90-ых, имеют разрядность 64 бита. Инструкции SSE и SSE2 - 128 бит. Модули MMX, SSE, SSE2, принятые "на ура" разработчиками программного обеспечения, дополняли 32-разрядную архитектуру. AMD пошла дальше - 64-разрядные вычисления лежат в основе вычислительного ядра процессоров Athlon 64, Athlon 64 FX и Opteron. 
