Новости и аналитика: производительность и энергетический баланс обеспечиваются микроархитектурой ядра
Проблема энергосбережения все сильнее заботит корпоративных клиентов, поэтому наращивать мощность новых микросхем больше нельзя. Четко осознав это, Intel вновь усадила своих инженеров за разработку новой архитектуры микропроцессора. Задача стояла непростая - нужно было сменить всю схемотехнику семейства х86, обеспечив при этом повышенную производительность и меньшее энергопотребление.
"Сегодня все считают ватты, - заявил главный инженер корпорации Джастин Раттнер на недавно прошедшем в Сан-Франциско форуме разработчиков Intel, где представлял новую архитектуру. - Но между производительностью и энергосбережением существуют серьезные противоречия. Здесь приходится искать классический компромисс".
Пропагандируя энергосберегающие технологии (и, безо всяких сомнений, пытаясь перехватить лавры у AMD, которая в последнее время стремительно выходит вперед в серверной области), Intel готовится к концу года выпустить сразу три двухъядерных микропроцессора на базе новой микроархитектуры ядра Intel Core Microarchitecture. В основу концепции заложена идея о том, что скорость работы должна обеспечиваться не за счет увеличения рабочей частоты (как известно, чем она выше, тем больше потребляется энергии), а благодаря большему количеству операций в каждом такте. Инженерам из Intel, скажем, удалось добиться того, что за один цикл выполняется сразу четыре инструкции. "Это позволило делать вчетверо больше работы почти при таком же потреблении энергии", - рассказал участникам форума Раттнер.
Кроме того, в своей новой архитектуре компания решила использовать 14-элементный конвейер, а конструкторы сумели снизить время доступа к внутреннему кэшу. Был также расширен канал упреждающей выборки данных из системной памяти, благодаря чему удалось избежать простоя ядер в режиме ожидания.
Длина конвейера влияет не только на производительность процессора, но и на потребляемую им мощность: чем больше здесь элементов, тем выше должна быть тактовая частота для их эффективной работы. В качестве компромисса Intel выбрала промежуточный вариант в 14 элементов. Такой конвейер чуть длиннее, чем в архитектуре Banias, использованной в микропроцессорах для ноутбуков Core Duo (там он содержит 12 элементов), но примерно вдвое меньше, чем в последних версиях процессора Pentium 4, где за один такт обрабатывается от одной до трех инструкций.
По словам Раттнера, в Intel Core Microarchitecture реализованы и другие функции, способствующие выполнению большего количества операций в каждом такте. В качестве примера он назвал ускоренную обработку мультимедийных инструкций SSE (Streaming SIMD Extensions - расширения потоковой архитектуры с одним потоком команд и несколькими потоками данных) и группирование нескольких элементарных инструкций так, что они обрабатываются в один прием.
Кроме того, предусмотрена возможность временного отключения неработающих компонентов процессора, что также снижает его общее энергопотребление.
Дебют новой архитектуры намечен на III квартал нынешнего года, когда она будет реализована в двухъядерном серверном процессоре Woodcrest. По расчетам Intel, эта микросхема будет потреблять энергии на 35% меньше, чем процессор Xeon DP, и при этом станет на 80% производительнее его.
