Procesory: po dwa rdzenie dla każdego!

Jest rok 1999. AMD musi zdecydować się na jeden z dwóch konkurencyjnych projektów procesora kolejnej generacji, kodowa nazwa K8. Wybór nie jest prosty. Choć bowiem założenia były takie same, tj. dwa rdzenie i 64-bitowe rozszerzenia, to ich realizacja w obydwu zespołach projektowych zdecydowanie różna. Część inżynierów AMD wymyśliła sobie bowiem, że zdublują jedynie wszystkie jednostki wykonawcze dotychczasowego Athlona, dzieląc je na dwa oddzielne bloki (nazwane rdzeniami) i oddając do ich dyspozycji wspólną pamięć podręczną pierwszego i drugiego poziomu. Trzeba było tylko jeszcze zdecydować, czy pozwolić każdemu blokowi liczyć tylko jeden, oddzielny wątek, czy może już na etapie dekodowania, dzielić wszystkie instrukcje pomiędzy obydwa rdzenie bez zwracania uwagi na to, do jakiego wątku należą. Pierwsze podejście przypominałoby tradycyjne rozwiązanie SMP (Symetric Multi Processing), drugie zaś znacznie podnosiłoby stopień wykorzystania jednostek wykonawczych. Przy okazji jednak obydwa rdzenie traciłyby wiele cykli zegara na wzmożoną komunikację między sobą.

Firma AMD równolegle prowadzi jednak prace nad projektem, który nie zakłada żadnego dublowania, ani nawet w ogóle jakiegokolwiek zwiększania liczby jednostek wykonawczych. Zamiast tego skupiono się na zwiększeniu wykorzystania już obecnych dziewięciu jednostek podzielonych po równo między trzy potoki wykonawcze. Stary Athlon mógł jednocześnie do każdego z potoków wprowadzić tylko jedną instrukcję, jego następca miał już mieć możliwość przyjęcia do pojedynczego potoku dwóch. Gdzie więc tutaj wspomniana wyżej dwurdzeniowość? Spokojnie, inżynierowie pracujący nad tym projektem wyszli z założenia, że jakiekolwiek dublowanie pojedynczych jednostek procesora będzie mniej efektywne aniżeli całkowite podwojenie rdzenia. Co więcej, w momencie planowanej na 2002 rok premiery K8, AMD nie będzie mieć jeszcze odpowiedniej technologii produkcji koniecznej do ekonomicznego wytwarzania jakichkolwiek dwurdzeniowych procesorów, a to z kolei zmuszałoby firmę do odłożenia premiery takiego procesora na później (co, jak wiemy, i tak miało miejsce). Znacznie lepiej więc już na etapie projektowania przystosować pojedynczy rdzeń do pracy w dwurdzeniowym tandemie, po czym, gdy już będzie to technicznie możliwe i opłacalne, po prostu ów drugi rdzeń dołożyć. Zdrowy rozsądek wygrał z emocjami. Projekt zakładający dublowanie jednostek wykonawczych trafił do kosza. Na placu boju pozostał Hammer, dziś bijący rekordy popularności już pod oficjalnymi nazwami Athlon 64 (procesor domowy) i Opteron (procesor do serwerów).

Rdzeń procesora AMD Opteron

Czy sukces okrojonego K8 podzieli także pełnoprawny, bo w końcu dwurdzeniowy Hammer? Na pełną odpowiedź na to pytanie będziemy musieli trochę poczekać. Najpierw bowiem, zgodnie z tradycją, AMD zaprezentuje dwurdzeniowego Opterona dla podstawki Socket 940. Nastąpić to ma w trzecim kwartale tego roku. Zapewne dopiero kilka miesięcy później do sprzedaży trafi, bazujący już na dwóch rdzeniach „domowy” Athlon 64 FX (kodowa nazwa Toledo) przystosowany do pracy z 939-pinową podstawką. Jest to jak najbardziej logiczne rozwiązanie. Dwa rdzenie najpierw sprzedawane będą tam, gdzie najbardziej są potrzebne. Poza tym, w domowych komputerach i tak świetnie radzą sobie jednordzeniowe Athlony 64 i to nie AMD, a Intel musi na tym rynku wykazać się szczególną inicjatywą...

Jak z procesora Opteron zrobić układ dwurdzeniowy (źródło: Chip Architect)