Представлены технологии нового тысячелетия
C 22 по 24 августа в Сан Хосе (Калифорния) прошел Форум разработчиков (IDF, Intel Developer Forum), который корпорация Intel (www.intel.com) проводит каждые полгода вот уже в течение трех лет. Эти конференции стали значительным событием в мире высоких технологий и по праву считаются крупнейшими мероприятиями по обмену опытом в области компьютерной техники. Если в работе первого Форума (он состоялся в сентябре 1997 г.) участвовало всего 829 человек, то осенняя конференция этого года собрала уже 5 тыс. человек.
Крейг Барретт: “Стандарты помогут развивать
нашу индустрию намного быстрее, чем разные,
конкурирующие между собой подходы”
Тема седьмого IDF была обозначена устроителями как “Powering the Net. Connecting the Net”. И это не случайно. Ни для кого не секрет, какое пристальное внимание уделяют сегодня лидеры компьютерной индустрии сетевым технологиям и Интернету. В программу Форума вошло почти 250 семинаров и практических лабораторных занятий, а также более 100 презентаций новейших изделий и технологий. В рамках этого мероприятия корпорация Intel представила OEM-производителям аппаратных средств, независимым поставщикам компьютерного оборудования и программного обеспечения самую подробную информацию о разрабатываемых ею технологиях и инициативах. Работу Форума освещало около 200 журналистов практически со всех континентов. Один из самых многочисленных “десантов” высадили на форуме СМИ стран Юго-Восточной Азии.
Технологии для Интернета
Надо сказать, что спектр вынесенных на IDF вопросов был довольно широк: от новых технологий для Интернета до систем охлаждения перспективных микропроцессоров. Ежедневно на Форуме с ключевыми докладами выступали руководители корпорации. Первый день прошел под знаком “Лидирующие платформы” (Leadership Platforms), второй был посвящен телекоммуникациям (Communications), а третий - решениям (Solutions). Возможно, это простое совпадение, но на седьмом IDF можно было выделить именно семь основных направлений, которым уделялось особое внимание: архитектуры IA32 и IA64, программное обеспечение, беспроводная связь, коммуникации, а также технологии Peer-to-Peer и Ease of Use.
Сразу после торжественного открытия Форума с ключевым докладом выступил президент и главный исполнительный директор Intel Крейг Барретт (Craig Barrett). Он призвал индустрию скооперироваться, чтобы создать так называемый “модульный Интернет”, где пользователи смогут легко разрабатывать новые Интернет-решения, располагая большим выбором стандартизированных компьютерных, сетевых и программных продуктов. Сославшись на прогнозы специалистов Gartner Group, Барретт отметил, что объем электронной коммерции между предприятиями (business-to-business) обещает вырасти с 400 млрд. долл. в 2000 г. до 7 трлн. долл. и выше в 2004 г. “Наша задача - облегчить потребителям создание модульных Интернет-решений на основе наших продуктов, - заявил Барретт. - Компьютерная индустрия с горизонтальной структурой добивается повышения производительности и реализует новые идеи гораздо более эффективно, чем изолированная вертикально интегрированная компания. Модульный Интернет станет реальностью, если мы будем работать над решениями все вместе как единое целое. Стандарты помогут развивать нашу индустрию намного быстрее, нежели разные, конкурирующие между собой подходы”. Барретт заметил, что через несколько лет Интернет будет “заселен” миллиардом ПК и миллиардом беспроводных устройств. В связи с этим разработчикам необходимо задуматься о “бесшовной” интеграции этих дополняющих друг друга устройств с модульным Интернетом.
Здесь хотелось бы напомнить, что подразделение корпорации Intel, занимающееся венчурными капиталовложениями, является крупнейшим инвестором в технологические компании. Портфель инвестиций Intel охватывает более 450 технологических и сопутствующих компаний по всему миру и оценен в 8 млрд. долл. Intel делает прямые инвестиции, объем которых превышает 1 млрд. долл., более чем в 40 европейских компаний в 15 странах. Intel планирует сделать еще 50 инвестиций в течение следующего года. Инвестиции используются для поддержки стратегической цели Intel - стать ведущим поставщиком “строительных блоков” Интернет-экономики. Это означает особую поддержку Интернет-технологий и, в частности, услуг электронной коммерции.
В своем выступлении Барретт также описал перспективы технологии равноправных распределенных вычислений (Peer-to-Peer), заметив, что разработчики могут помочь предприятиям в ее освоении для увеличения выгод от использования сетевых корпоративных ресурсов. Более развернутое сообщение на эту тему в последний день Форума сделал вице-президент и технический директор подразделения Intel Architecture Group Патрик Гелсингер (Patrick Gelsinger).
Именно в этот день корпорация Intel объявила о формировании общеотраслевой рабочей группы, целью которой станет совершенствование стандартов и протоколов для архитектуры равноправных вычислительных систем, в особенности в сетевой бизнес-среде. Помимо Intel в состав этой группы вошли 19 компаний, включая таких компьютерных гигантов, как IBM и Hewlett-Packard.
В своем докладе Гелсингер подробно разъяснил, как применение Интернета в качестве вычислительной среды позволит корпорациям повысить эффективность использования имеющихся у них вычислительных ресурсов. “В будущем вычисления в равноправной среде могут иметь столь же важное значение для развития Интернета, какое в прошлом имели первые Web-браузеры, например Mosaic”, - указал Гелсингер. У равноправной вычислительной среды есть все шансы сыграть ведущую роль в сфере бизнес-вычислений. Внедряя поддержку равноправных вычислений, компании немедленно получают доступ к вычислительным ресурсам, производительность которых измеряется терафлопами, а емкость накопителей - терабайтами. Ресурсы такого класса резко повышают эффективность работы существующих приложений и открывают путь приложениям совершенно нового типа.
Дело в том, что в бизнес-среде, построенной на основе подобных систем, каждый подключенный к сети сервер, настольный или мобильный ПК становится равноправным источником ресурсов (таких, как вычислительная мощность или емкости хранения данных) для нужд всего предприятия. Подобная архитектура делает клиентские системы не просто потребителями, но и поставщиками сервисных средств. Например, можно будет одновременно использовать вычислительные ресурсы и накопители всех компьютеров предприятия для выполнения особо ресурсоемких расчетов или моделирования в сети, не перегружая при этом корпоративную инфраструктуру.
С учетом того, что нагрузка на корпоративные серверы имеет тенденцию к неуклонному росту, возможности вычислений в равноправной среде могут использоваться для передачи другим равноправным системам части выполняемых этими серверами функций, например по обслуживанию файлов или защите от вирусов. То есть ресурсы серверов могут быть сосредоточены на выполнении таких задач, как обработка транзакций.
Патрик Гелсингер: “В будущем вычисления в равноправной
распределенной среде могут иметь столь же важное значение для
развития Интернета, какое в прошлом имели первые Web-браузеры”
В беседе с журналистами Гелсингер подчеркнул, что до того как Intel начала свою программу, “мэйнфреймы покупались, как пирожки”, причем их полная мощность расходовалась не более чем на 30-50%. Внедрение технологии Peer-to-Peer позволит компаниям не только увеличить вычислительные ресурсы, но и сохранить миллиарды долларов.
Микропроцессоры
Хотя на Форуме неоднократно подчеркивалось, что Intel - не просто компания - производитель полупроводниковых микросхем, а в большей мере поставщик высокотехнологичных решений, тем не менее интерес к кремниевым изделиям корпорации (особенно со стороны прессы) не угас, а даже, пожалуй, увеличился.
По-прежнему кипели страсти вокруг микропроцессора Itanium, использующего новую архитектуру EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing), которая, как утверждается, дает значительный выигрыш в производительности по сравнению с существующими 64-разрядными решениями. Правда, на Форуме представители Intel признали, что задержки с выпуском этого микропроцессора вызвали некоторый скептицизм. “К сожалению, в отношении сроков создания процессора Itanium мы не были слишком напористы, - сказал, в частности, вице-президент и генеральный менеджер Intel Enterprise Platform Group Майк Фистер (Mike Fister). - Однако теперь продукт, несомненно, готов к выпуску в четвертом квартале”.
Девять ведущих производителей компьютерного оборудования, пять разработчиков операционных систем и более 30 независимых производителей аппаратного обеспечения заявили на Форуме о своей готовности к выходу нового процессора Itanium. По их мнению, платформы, операционные системы, приложения и компиляторы достигли уровня стабильности, необходимого для начала экспериментального производства и испытаний новых систем конечными пользователями. На IDF были представлены прототипы серверов и рабочих станций, демонстрировавших работу с рядом новейших приложений, призванных удовлетворить требования быстро развивающихся корпоративных сред. Отметим, что Intel предоставила более 6 тыс. прототипов систем и свыше 18 тыс. микропроцессоров Itanium, чтобы обеспечить возможность своевременной разработки систем и программного обеспечения.
Уже на этапе опытного производства кристаллов архитектура микропроцессора Itanium продемонстрировала высокие показатели быстродействия алгоритмов защиты информации, интенсивно использующих вычислительные мощности. Например, при работе с алгоритмом дешифрования RSA-1024, опытный образец Itanium производил более 1200 операций дешифрации в секунду без аппаратного ускорения - приблизительно в 10 раз больше, чем система Sun UltraSPARC III. Данные теста на производительность Linpack 1000, который отражает быстродействие наиболее мощных суперкомпьютеров при решении плотной системы линейных уравнений, превысили лучшие из опубликованных показателей для однопроцессорных RISC-систем. Ожидается, что быстродействие серийно выпускаемых платформ на базе Itanium превысит два гигафлопа.
Некоторое разочарование участников IDF вызвало отсутствие обещанных чипов Itanium с тактовой частотой 800 МГц (представлены были только 733 МГц кристаллы), хотя официальные лица Intel настаивали на том, что небольшое расхождение в тактовой частоте не столь важно по сравнению с революционными усовершенствованиями в области технических характеристик Itanium.
Не меньше споров и всплесков эмоций вызвала обнародованная на IDF микроархитектура NetBurst микропроцессора Pentium 4. Она была впервые реализована на площади кристалла 217 кв. мм с использованием 42 млн. транзисторов и позволяла выпустить первые модификации микропроцессора с тактовой частотой 1,4 ГГц. Ключевыми особенностями NetBurst являются технология Hyper Pipelined и механизм Rapid Execution Engine. Представители Intel утверждают, что гиперконвейерная микроархитектура NetBurst, дебютировавшая в Pentium 4, переносит компанию в будущее на 4-5 лет.
Удвоенная до 20 ступеней длина конвейера (по сравнению с Pentium III) существенно повышает производительность нового микропроцессора и увеличивает резерв по тактовой частоте. Старший вице-президент и генеральный директор Intel Architecture Group Альберт Ю (Albert Yu) продемонстрировал на IDF систему на основе процессора Pentium 4 с воздушным охлаждением и тактовой частотой 2 ГГц (!).
Отметим, что арифметико-логические устройства (Arithmetic Logic Units, ALU) нового микропроцессора работают на удвоенной, по сравнению с ядром, тактовой частоте. Это позволяет выполнять некоторые инструкции за половину такта. Так, все целочисленные операции выполняются с удвоенной скоростью. А ведь известно, что некоторые команды, такие, как сложение и вычитание, встречаются куда чаще других. В результате достигается более высокая скорость обработки и уменьшаются задержки при выполнении вычислений.
400 МГц системная шина (с функциями разделения транзакций и высокой степенью конвейеризации) обеспечивает утроенную пропускную способность по сравнению с системной шиной процессора Pentium III. Благодаря этому скорость передачи данных между Pentium 4 и контроллером памяти достигает 3,2 Гб/с.
В кэш-памяти первого уровня, названной теперь кэшем линии исполнения (Execution Trace Cache), хранятся дешифрованные инструкции, благодаря чему в цикле исполнения команд устраняются задержки, связанные с их декодированием. Кроме того, новая архитектура предусматривает кэш-память второго уровня типа Advanced Transfer Cache (объемом 256 Кб), обеспечивающую передачу данных со скоростью 48 Гб/с, которая увеличивается пропорционально тактовой частоте ядра.
Кристалл Pentium 4 включает усовершенствованный механизм динамического исполнения (Advanced Dynamic Execution), обеспечивающий оптимальную загрузку вычислительных устройств. Микропроцессор содержит улучшенные схемы предсказания ветвлений, позволяющие ему выполнять программы в нужной последовательности и снижающие потери времени, связанные с ошибочным выбором последовательности вычислений. Роль подобных потерь оказывается более значительной при увеличении длины конвейера.
Потоковые SIMD-расширения 2 (SSE2) дополняют технологии MMX и SSE 144 новыми командами, в том числе 128-разрядными целочисленными инструкциями и 128-разрядными инструкциями для вычислений с плавающей точкой.
Что же касается сравнения скорости работы Pentium III и Pentium 4 при одной и той же тактовой частоте, то Альберт Ю по этому поводу сказал, что Intel не собирается выпускать данные кристаллы с соблюдением одних и тех же проектных норм и с одной и той же тактовой частотой одновременно. Конечно, будущие Pentium III, выполненные с соблюдением проектных норм 0,13 мкм (тактовую частоту которых планируется довести до 1,4 ГГц), будут работать быстрее, чем Pentium 4, выполненный по 0,18 микронной технологии. Отметим, что потеря производительности связана в данном случае с более длинным конвейером. Однако тактовая частота Pentium 4 будет на несколько сотен мегагерц выше даже тогда, когда оба микропроцессора будут производиться с соблюдением проектных норм 0,13 мкм.
(Продолжение следует)
