Все новости от 4 декабря 2003 г.

Кому нужны 64-разрядные ЦПУ?

Появление долгожданного процессора для настольных ПК Athlon 64 фирмы Advanced Micro Devices заставляет покупателей корпоративных систем шире взглянуть на потенциал таких кристаллов.

Типичная ошибка пользователей состоит в том, что они обращают внимание только на 64-разрядные возможности этого и других процессоров для ПК следующего поколения.

В результате у них возникает некорректный по самой своей сути вопрос: "А кому нужны эти 64 разряда?".

Когда для оценки машины люди начинают использовать такие величины, как длина слова данных или размер адресного пространства, они на самом деле пытаются найти одну простую единицу измерения возможностей сложной системы.

В свое время это привело к явной переоценке значения рабочей частоты процессора, хотя такая его характеристика сама по себе просто не в состоянии дать представление о возможности всего компьютера.

Размер слова, как и количество рабочих тактов в секунду, -- это всего лишь исходная характеристика, но вовсе не результирующая. Наращивание и того и другого параметра, конечно, открывает новые возможности, но одновременно с этим увеличивает и стоимость каждой компьютерной подсистемы.

Таким образом, создателям 64-разрядных ЦПУ нужно ответить на более общий вопрос скептически настроенного покупателя: "А что все эти биты дадут лично мне?".

И сделать это может новое поколение 64-разрядных ПК -- уже выпускаемых компьютеров G5 фирмы Apple Computer и готовящихся к производству систем с процессорами Athlon 64 от AMD.

Прежде всего от предшественниц их отличает значительно увеличенное адресное пространство. Правда, чтобы полностью реализовать это преимущество, их создателям приходится подтягивать до 64-разрядного уровня и другие технологии.

Совершенствуются, в частности, подсистемы ввода-вывода и распределения памяти.

Общий же прирост вычислительной мощи хорошо выражается словосочетанием "кинематографический компьютер", входящим в наш обиход с легкой руки AMD.

Рискуя стать жертвой остракизма, мы тем не менее напомним, что 64-разрядные процессоры вышли на рынок довольно давно.

В шумихе рекламных заявлений насчет "первого в мире 64-разрядного персонального компьютера" легко забыть, что пробные серии таких однопользовательских настольных систем появились еще несколько лет назад, когда Microsoft только-только вывела свою Windows NT за рамки платформ x86.

Такие компьютеры начал выпускать целый ряд производителей, все они оснащались процессором Alpha корпорации Digital Equipment. Реакция рынка на них оказалась тогда такой же прохладной, как и на нынешние персональные системы с 64-разрядным процессором Intel Itanium. Таким образом, апологеты G5 и Athlon 64 должны быть готовы ответить и еще на один вопрос: "Почему именно сейчас?".

У нынешнего Itanium то же слабое место, что было и у процессора Alpha: оба они разрабатывались, что называется, с нуля. В результате покупки новой дорогостоящей системы предприятие не только не получало дополнительных преимуществ, но еще и сталкивалось с обесцениванием своих прежних инвестиций в ПО для платформы x86 (не говоря уже об инструментальных средствах и накопленном опыте).

Создатели Alpha постарались решить эту проблему с помощью технологии двоичной трансляции, однако она красиво выглядела только в технических проектах, а на практике оказалась очень громоздкой и отнюдь не привлекательной.

Что касается Itanium, то первоначальные обещания плавного перехода на него с программной базы х86 гораздо эффектнее смотрелись на бумаге, чем в жизни.

Особого впечатления не произвели на потребителя и рисуемые радужные перспективы: дескать, благодаря тому что будущее программное обеспечение будет специально создаваться для этой блестящей новой архитектуры без оглядки на обратную совместимость, его производительность невероятно возрастет.

Потенциальный же покупатель прекрасно понимал, что если он не клюнет на эти посулы, то проектировщики хоть и без особого удовольствия, но все же вернутся в свои лаборатории, чтобы продолжить исполнять закон Мура -- выжимать все большую скорость из двоично-совместимых устройств.

Это откроет перед пользователями более предсказуемые пути повышения производительности, а времени займет не больше, чем потребовалось бы на весьма рискованную кардинальную замену программного обеспечения.

С процессорами Apple и AMD ситуация складывается намного лучше. Фирме Apple для перехода на 64 разряда потребовалось преодолеть лишь обычные технические барьеры, поскольку такая возможность с самого начала предусматривалась в ее архитектуре PowerPC.

Компании же AMD пришлось труднее: ей нужно было расширить набор инструкций x86 и прежнюю архитектуру для работы в 64-разрядном пространстве, однако затраченные усилия оправдались, и у пользователей появилась возможность устанавливать собственный баланс между прежним программным обеспечением и новым потенциалом микропроцессора.

В своем "унаследованном" режиме AMD 64 справляется с 16- и 32-разрядными кодами так же хорошо, как и кристаллы класса Intel Pentium. В "длинном" же режиме новый процессор AMD вместе с 64-разрядной операционной системой запускает 32-разрядные процессы в отдельных сегментах памяти объемом 4 Гб.

Одновременно он способен обслуживать 64-разрядные приложения, предоставляя им более обширное адресное пространство и вдвое больше расположенных на кристалле регистров общего назначения, необходимых для хранения данных и промежуточных результатов.

Кроме того, здесь значительно усовершенствованы интегрированные аппаратные возможности прогнозирования ветвления инструкций с учетом результатов выполнения предшествующих операций. Такое сочетание не только придало микропроцессору AMD 64 дополнительную вычислительную мощь, но и улучшило обработку команд.

Его ресурсы используются для выполнения полезной работы, а не растрачиваются впустую на исправление бесконечных ошибок прогнозирования.

Довод, будто новые возможности формируют спрос, уже был опробован при создании сверхзвукового авиалайнера "Конкорд", который очень быстро сошел со сцены по экономическим причинам.

Сколько времени понадобится пользователям, чтобы перейти на 64-разрядные платформы? Или 32-разрядные ЦПУ станут своего рода "Боингом 747" компьютерных архитектур?

Что ж, тогда нам предстоит еще десяток лет, а то и больше жить в мире обычных персональных компьютеров.

И все же быстрое распространение цифровых мультимедийных технологий, интеллектуального анализа данных, псевдореалистической имитации, равно как и развлекательных приложений, обязательно подтолкнет разработчиков ПО к выходу в 64-разрядное адресное пространство.

А покупатели вычислительных систем, если им не придется жертвовать уже имеющимися приложениями, с готовностью перейдут на 64-разрядные платформы.

С редактором Питером Коффи можно связаться по адресу: peter_coffee@ziffdavis.com.