Одно ядро — хорошо, а два — лучше

Источник материала:

Одно ядро — хорошо, а два — лучше

Компьютерный мир в очередной раз вовлекается в дорогостоящую гонку за мощностью
Едва успев озадачить владельцев персональных компьютеров необходимостью перехода на 64-битные системы, два основных производителя процессоров объявили о начале массового выпуска двухъядерных процессоров и призвали разработчиков ориентироваться на эту архитектуру.
Владимир БАРАНИЧ
Эпоха одноядерных процессоров уходит в прошлое. CPU, оснащенные двумя вычислительными ядрами, начали активное наступление на сегмент рынка настольных компьютеров. А там, глядишь, и многоядерные подтянутся.

Переход на двухъядерную архитектуру обусловлен тем, что традиционные методы увеличения производительности практически исчерпали себя. Из-за ряда технологических проблем темпы наращивания тактовых частот в последнее время заметно замедлились. К примеру, непосредственно перед появлением двухъядерных процессоров компания Intel смогла нарастить частоты своих CPU лишь на 400 МГц, а конкуренты от AMD ускорились всего на 200 МГц. Как видим, рост тактовых частот дается нелегко. А другие методы, такие как увеличение скорости шины и размера кэш-памяти, ощутимого прироста производительности не дают.

Поэтому внедрение двухъядерных процессоров оказалось наиболее логичным шагом на пути к новым вершинам быстродействия и ознаменовало начало новой эры в развитии процессорного рынка.

Реванш
на игровом поле

Существенно сдав позиции на рынке серверов своему основному конкуренту — компании AMD, корпорация Intel решила взять реванш на более массовом потребительском рынке, анонсировав выход новых двухъядерных процессоров, известных под кодовым именем Conroe. Их поставки должны начаться в III квартале нынешнего года. По оценкам Intel, эти процессоры смогут обеспечить рост производительности до 40% при снижении тепловыделения также в пределах 40% (по сравнению с Pentium D 950). Таким образом, делают вывод в Intel, именно Conroe станет идеальной основой для построения высокопроизводительной и функциональной платформы для геймеров.

По словам директора Intel EMEA по стратегическому планированию в области взаимодействия с игровой индустрией Арне Петерса, многоядерная архитектура и оптимизированное для многопоточного исполнения программное обеспечение позволяют реализовать параллельное выполнение программных потоков, что важно в современных играх.

Многопоточность дает возможность производить больше вычислений на тех же вычислительных мощностях. В результате удается, например, достичь более совершенной "физики" отображаемых на мониторе процессов: взаимодействие объектов в процессе игры становится более реалистичным, более похожими на настоящие становятся тени, отражения, взрывы и другие эффекты.

Поскольку в современных играх изменения объектов вызывают необходимость обновления карты теней, новые объекты требуют дополнительного вычисления маршрутов движения, во время обновления данных интерфейс игры часто "замирает". Традиционно эта проблема решалась за счет увеличения мощности графических видеоадаптеров, однако с помощью многопоточных вычислений можно обойтись и без этого.

"Современные игры — это очень сложные и разветвленные приложения, в которых одновременно приходится выполнять сразу несколько задач, поэтому они идеально соответствуют идее реализации многопотоковых вычислений", — объясняет А. Петерс. Такие эффекты, как смена ландшафта или фактуры лабиринта, перемещение персонажей, динамическое изменение освещения и звукового сопровождения, могут исполняться быстрее и качественнее с помощью многопоточных вычислений на многоядерных игровых платформах.

По оценкам аналитической компании PricewaterhouseCoopers, в 2004 году обороты мировой индустрии видеоигр впервые превзошли обороты киноиндустрии, достигнув 24,5 млрд. USD, и уже к 2008 году объем этого рынка может вырасти более чем вдвое — до 55 млрд. USD. Именно поэтому в Intel уделяют такое внимание индустрии разработки игр и прилагают все усилия, чтобы это программное обеспечение было максимально оптимизировано под новейшие технологии корпорации.

В настоящее время многопоточное программирование при создании игр уже используют такие компании, как Epic Games, Lionhead Studios, BioWare, Ubisoft и другие, однако, по мнению А. Петерса, для полного овладения тонкостями многопоточного программирования разработчикам игр потребуется еще какое-то время.

Серверы о двух головах

Еще одним свидетельством того, что будущее мощных процессоров связано с многоядерной архитектурой, стало объявление корпорацией AMD о последней модернизации своего семейства одноядерных процессоров Opteron. Отказом от одноядерных процессоров AMD надеется укрепить позиции на серверном рынке. Компании HP, IBM и Sun Micro-systems намерены использовать новые процессоры в моделях своих рабочих станций и серверов.

Производители отдают предпочтение новой архитектуре, поскольку она позволяет увеличить тактовую частоту процессора с 2,8 до 3 ГГц, при этом сохранив энергопотребление на уровне 95 Вт. Таким образом, производители смогут выпускать более быстродействующие рабочие станции, не устанавливая дополнительные вентиляторы для отвода излишнего тепла.

По словам Грехэма Лоуэлла, директора подразделения Sun по серверам x64, двухъядерные процессоры в первую очередь нужны пользователям программного обеспечения, реализующего главным образом последовательные алгоритмы. Они могут получать наибольшую отдачу, когда программы исполняются на максимально возможной тактовой частоте, что сейчас и делают одноядерные процессоры. Но бесконечно гнать частоты больше нельзя. Достигнут определенный физический предел.

По всей видимости, постепенно пользователи будут переходить на многопоточные приложения. Это программное обеспечение, в том числе системы электронного дизайна, может быть чрезвычайно дорогим, поэтому, по словам Г. Лоуэлла, пользователи предпочитают работать с многоядерными процессорами, чтобы получить наибольшую отдачу от своих инвестиций.

Sun планирует использовать новый процессор AMD Opteron 156 в серверах младшего класса Sun Fire X2100, предназначенных для широкомасштабных сред. Модель 256 предполагается использовать в системах с двумя центральными процессорами, а 856-я будет устанавливаться на четырехпроцессорные серверы.

Отказ от дальнейшей модернизации одноядерных процессоров Opteron — важный шаг для AMD, поскольку, по словам представителей компании, именно им она обязана укреплением своих позиций на рынке серверов.

AMD связывает свое будущее с многоядерными процессорами, такими как двухъядерные Opteron 185, 285 и 885. Эти процессоры, выпущенные в марте, предназначены для схожих сегментов рынка. Модель 185 рассчитана на менее масштабные серверы и рабочие станции, модель 285 будет устанавливаться на высокопроизводительные рабочие станции, а модель 885 — на серверы корпоративного класса.