Андрей Колесов
В последних числах июня корпорация Intel официально представила первые образцы процессора Pentium II Xeon*1, объявленного еще в середине апреля. Российская общественность познакомилась с новым продуктом 2 июля на презентации, на которую специально прибыл генеральный менеджер Intel в Европе Эрл Уэтстоун (Earl Whetstone).
-----
*1 В английском языке слово “xeon” произносится как “зион” [zion], в русском, в соответствии с правилами транслитерации перевода, - “ксеон”.
Эрл Уэтстоун: “Xeon - очень мощный процессор. И поэтому он такой большой”
Выпуск Xeon действительно весьма знаменательное событие, так как открывает еще один модельный ряд семейства Pentium II и фактически создает новый стандарт для компьютеров архитектуры Intel в сегменте высокопроизводительных рабочих станций и серверов. Внешне Xeon отличается от традиционного Pentium II несколько увеличенным размером корпуса с односторонним контактом (SECC - Single Edge Contact Cartrige), в котором используется новый разъем Slot-2. Внутри модуля находятся та же микросхема ядра микропроцессора архитектуры P6 с тактовой частотой 400 МГц, что уже была представлена в модели Pentium II в середине апреля, а также кэш-память второго уровня.
Увеличение размеров процессорной платы объясняется возросшим объемом кэш-памяти, который уже сегодня составляет в зависимости от модели процессора 512 Кб и 1 Мб и до конца года будет увеличен до 2 Мб. Однако принципиальное новшество Xeon в том, что кэш-память второго уровня (L2) работает на внутренней частоте процессора, а не вдвое меньшей, как в обычном Pentium II. Повышение быстродействия кэш-памяти приводит к увеличению потребляемой энергии и требует более массивного радиатора для теплоотвода. Следствием этого стало увеличение размера модуля (см. табл. 1). Появление нового разъема связано с существенным ростом числа выходных контактов, что определяется главным образом повышением разрядности адресной шины, а также поддержкой многопроцессорных систем.
Таблица 1. Сравнительные характеристики процессоров Intel*
Следует отметить, что на процессорной плате Pentium II находятся не только ядро и кэш-память, но и целый ряд схем согласования работы этих модулей между собой и с системной шиной компьютера. Именно эти вспомогательные компоненты, реализованные в последних моделях Pentium II с тактовой частотой 350 и 400 МГц, обеспечивают работу шины с частотой 100 МГц (при наличии соответствующих чипсетов).
От Pentium Pro к Pentium II Xeon
Появление Xeon - это фактически воплощение изначальной архитектуры Pentium Pro в техническом стандарте Pentium II. Напомним, что ключевой идеей Pentium II был переход от совместной компоновки процессорного ядра и кэш-памяти L2 в едином керамическом корпусе к размещению их на отдельной плате (см. PC Week/RE, № 49/97, с. 1), чем достигалась более высокая технологичность изделия, а значит, и снижение себестоимости. Вариант с очень плотной компоновкой элементов не обеспечивал теплоотвод, что не позволяло увеличить тактовую частоту.
Однако Pentium II, появившийся спустя полтора года после выхода Pentium Pro*1, одновременно с обновлением ядра процессора P6 (технология MMX и удвоение встроенной кэш-памяти первого уровня) представлял собой упрощенный вариант системной архитектуры. Это касалось снижения производительности за счет уменьшения частоты кэш-памяти второго уровня, размера адресуемой памяти, ограничения на построение многопроцессорных систем. В результате, несмотря на то что развитие ядра Pentium Pro остановилось на тактовой частоте 200 МГц (хотя объем кэш-памяти был расширен до 1 Мб), именно эту модель и Intel, и производители компьютеров рассматривали в качестве образца для создания систем класса high-end. Косвенным подтверждением успеха этого процессора был значительный спрос на Pentium Pro при достаточно высокой цене, которая не снижалась в течение последних двух лет (!) *2.
-----
*1 Первые модели Pentium Pro были представлены в ноябре 1995 г., а Pentium II - в мае 1997 г.
*2 Два года - это среднее время производства одной модели современного процессора, в течение которого его рыночная стоимость падает примерно на 20 - 25% в квартал.
Уменьшение в два раза частоты шины кэш-памяти второго уровня в Pentium II позволило использовать более дешевые микросхемы памяти, достаточно широко освоенные различными производителями полупроводников. В Xeon опять же, как и в Pentium Pro, применяются высокопроизводительные модули собственного производства Intel. Сравнение цен разных моделей процессоров Intel позволяет утверждать, что рыночная стоимость дополнительной кэш-памяти растет нелинейно при увеличении частоты и общего объема*1. Например, первые 512 Кб c частотой 150 МГц стоят сегодня около 150 долл. (разность стоимости Pentium II и Celeron 300 МГц), а вторые 512 Кб с частотой 400 МГц - 1700 долл. (на примере разных моделей Xeon), причем последняя цена заметно выше, чем стоимость законченного варианта Xeon/512Кб (см. табл. 2).
-----
*1 Рыночная стоимость продукта в основном отражает соответствие между спросом и предложением, но в какой-то мере служит и ориентиром для анализа его себестоимости. Следует также иметь в виду, что разные классы компьютеров характеризуются различными постановками оптимизационной задачи “цена/производительность”: low-end - максимальная производительность при заданной стоимости; high-end - минимальная стоимость для заданной производительности.
Таблица 2. Стоимость процессоров (оптовые цены июля 1998 г.), долл.
Однако следует иметь в виду относительность таких стоимостных оценок, особенно в момент объявления первых вариантов одного модельного ряда. Реальная рыночная цена Xeon определится к моменту выхода его следующей модели, через несколько месяцев. Тем не менее можно с большой долей вероятности утверждать, что в отличие от Pentium Pro стоимость Xeon будет снижаться весьма динамично - его потенциал к уменьшению себестоимости весьма велик.
При прочих равных условиях увеличение частоты процессора и модулей памяти приводят к повышению потребляемой энергии. Хотя конструктивно Xeon более приспособлен к решению задач теплоотвода и даже при двухкратном увеличении частоты имеет более низкий показатель рассеиваемой мощности по сравнению с Pentium Pro (за счет уменьшения технологических производственных норм и снижения напряжения питания), в новом процессоре приняты дополнительные меры повышения надежности. В частности, он содержит специальные встроенные температурные датчики с внешними выходами, которые позволяют контролировать состояние устройства в процессе работы. Используя их, компьютер может автоматически произвести “мягкое” отключение процессора или всей системы при достижении критических режимов.
Рывок в класс систем высокого уровня
Сейчас, после выхода Pentium II Xeon, можно с полной уверенностью предсказать, что Intel начнет еще более активно усиливать свое давление на рынке серверов и рабочих станций высокого уровня. В этом плане показательно то, что в докладе Эрла Уэтстоуна и сообщениях сотрудников московского отделения Intel акцент был сделан именно на маркетинговые, а не на технические вопросы.
По данным IDC, приведенным на презентации, ежегодный рост мировых поставок серверов на базе IA (архитектура Intel) за 1996 - 1997 гг. составил 38%, а non-IA - 13% (в штучном исчислении). В IV квартале 1997 г. было продано более 600 тыс. IA-серверов и около 90 тыс. серверов non-IA. Для рабочих станций эти показатели составили соответственно 31% и 3%, а поставки за весь 1997 г. - 550 и 180 тысяч единиц. Эти данные включают весь спектр техники, хотя высокая динамика роста IA-техники в основном определяется массовыми поставками систем начального уровня. В связи с этим следует иметь в виду, что средняя стоимость техники non-IA в 4 - 6 раз выше стоимости техники IA. Что касается высокопроизводительных систем, то здесь продвижение Intel было не столь успешным, так как этот сегмент в последнее время представлял Pentium Pro двухлетней давности.
На презентации были продемонстрированы многочисленные результаты независимых тестирований, из которых следовало, что рабочие станции и серверы на базе Xeon имеют более высокие показатели производительности по сравнению с аналогичными системами на основе 32-разрядных RISC-процессоров. Мы уже неоднократно отмечали, что сравнивать производительность вычислительных комплексов - дело весьма неблагодарное, к тому же в качестве конкурентов были представлены далеко не все RISC-системы. Однако нужно признать, что по ценовым показателям - как по абсолютным, так и по соотношению “производительность/цена” - системы на базе IA имели весьма впечатляющее преимущество.
Особый упор был сделан на перспективах создания на базе Xeon систем с широкими возможностями масштабирования. В стандартном варианте существующие сегодня наборы микросхем поддерживают до четырех процессоров. В ближайшее время фирма Corollary (дочерняя компания Intel) должна выпустить 8-канальный чипсет для создания симметричных систем архитектуры Profusion на базе Xeon. Второй способ повышения производительности - создание кластерных систем на базе стандартных 4-процессорных узлов (такие решения тоже есть, как в рамках архитектуры распределенной разделяемой памяти, так и с использованием кластеризации без разделения ресурсов).
Как обычно, на презентации Intel было объявлено о начале выпуска ведущими мировыми производителями серийных систем на базе Xeon. В частности, одной из первых к серийному выпуску серверов приступила IBM, однако из-за проблем с таможней ее система IBM Netfinity 7000 M10 (как утверждается, самого мощного на сегодняшний день IA-сервера) на пресс-конференцию прибыть не успела. Поэтому демонстрация возможностей Xeon проводилась на технике российского производства - серверах компаний “Вист” (VIST-Forward SC4 и VIST-Forward AD4) и Kraftway Computers (GEG Express 300). Компьютеры “Вист” созданы на базе серверных платформ Intel четырехпроцессорной конфигурации - SC450NX и AD450NX соответственно, а Kraftway - на базе системной платы Intel MS440GX (сама Intel предлагает эту плату для создания двухпроцессорных рабочих станций).
Новые наборы микросхем и платформы Intel для Xeon
Одновременно с выпуском процессора Xeon было представлено два набора микросхем Intel для создания вычислительных систем на его базе. Чипсет 450 PCIset ориентирован на разработку серверов и фактически является расширением набора 450GX PCIset, использовавшегося для Pentium Pro. Он создан в двух вариантах - Full и Basic. Первый набор обеспечивает создание четырехпроцессорных систем, поддержку оперативной памяти до 8 Гб, работу с системной шиной 100 МГц, а также использование нескольких комбинаций 32- и 64-разрядных шин PCI с частотой 33 МГц (0 и 2, 2 и 1, 4 и 0). Набор Basic поддерживает до 4 Гб оперативной памяти и сокращенное число PCI-шин (0 и 1, 2 и 0). В процессорной шине 450 NX PCIset дополнительно предусмотрена возможность создания пятого разъема для кластерного соединения многопроцессорных узлов.
Чипсет Intel 440GX AGPset ориентирован на создание рабочих станций на базе Pentium II и Pentium II Xeon. Как и анонсированный ранее набор 440BX AGPset, он поддерживает до двух процессоров и работает с частотой системной шины 100 МГц, но при этом позволяет обращаться к памяти объемом до 2 Гб. В отличие от PCIset данный чипсет включает поддержку ускоренного графического порта AGP в режиме 2x.
