64 bity w wykonaniu AMD
Prace AMD nad procesorem ósmej generacji trwają już od kilku lat. Ich zakończenie nastąpić miało w zeszłym roku. Nie nastąpiło. Zamiast oczekiwanego procesora,
AMD z zabójczą częstotliwością publikował jedynie kolejne wersje swoich roadmap (planów wydawniczych). Bynajmniej, nie cierpiał z tego powodu Intel. Ciągłe przekładanie premiery Hammerów tłumaczone było na wiele różnych sposobów. Najczęściej mówiło się o problemach AMD z wdrożeniem technologii SOI (Silicon on Insulator), umożliwiającej produkcję procesorów zdolnych do pracy z wyższymi, niż normalnie, zegarami. Nie bez znaczenia miał być też brak odpowiedniego zaplecza programowego dla nowego procesora. Według AMD jest ono niezbędne, by Athlon 64 (Hammer przeznaczony dla domowego użytkownika) pokazał pełnię swoich możliwości. Pełnię 64 bitowych możliwości...
Szczypta techniki
Athlon 64 w znacznym stopniu bazuje na architekturze starego Athlona XP. Obydwie konstrukcje mają po trzy równoważne potoki wykonawcze, a każdy z potoków zawiera trzy niezależne jednostki wykonawcze. Jednak dzięki pracy w trybie 64-bitowym, każdy z trzech potoków wykonawczych Athlona 64 zdolny jest do równoległego przetwarzania nie jednej, a dwóch 32-bitowych instrukcji zgodnych z kodem x86. Co więcej, potoki wykonawcze nowego procesora AMD mogą korzystać ze wszystkich dziewięciu jednostek wykonawczych. Athlon 64 posiada także wbudowany w rdzeń procesora kontroler pamięci który może skutecznie zmniejszyć opóźnienia w dostępie procesora do niezbędnych danych (obecny kontroler obsługiwać może co najwyżej pamięci DDR333; w przyszłości pojawić się mają jednak wersje obsługujące moduły DDR400, a także pamięci DDR II). Wydłużenie potoku wykonawczego z 10 do 12 etapów i produkcja przy wykorzystaniu technologii SOI umożliwić ma natomiast Athlonowi 64 osiągnięcie zegara znacznie wyższego, aniżeli w przypadku Athlona XP.
Wszystkie te zmiany sugerować mogą, że Athlon 64, już w 32 bitowym środowisku, pracując na dostępnych dzisiaj programach, okaże się zdecydowanie szybszy od Athlona XP. Dlaczego więc AMD, tak bardzo chce czekać na programy zoptymalizowane pod kątem 64 bitowych możliwości Athlona 64? Może procesor ten wcale nie jest tak wydajny, jak to wygląda na pierwszy rzut oka? Może konieczne jest rozpędzenie Athlona 64 do zegara znacznie przekraczającego 2 GHz, by mógł on naprawdę pokazać, na co go stać? Pierwsze, nieoficjalne testy Athlona 64 zdają się potwierdzać te przypuszczenia. Pracujący z zegarem zaledwie 1,6 GHz Athlon 64 wcale nie okazał się być demonem prędkości i uzyskiwał wyniki niewiele lepsze od pracującego z tym samym zegarem Athlona XP. Niewykluczone więc, że AMD potrzebuje jeszcze czasu, by dopracować architekturę nowego procesora i opanować jego produkcję w technologii SOI. Ostatnio mówi się nawet, że Athlon 64 może w ogóle nie pojawić się w sprzedaży. Zamiast niego, AMD miałby zaprezentować "udomowioną" wersja Opterona.
Obserwując poczynania AMD, wprost nie można oprzeć się wrażeniu, że firma ta robi dosłownie "wszystko", by skutecznie rozmienić na drobne możliwy do osiągnięcia sukces. Traci na tym AMD i tracimy my, potencjalni klienci. Jedynym zadowolonym z takiego obrotu sprawy jest Intel, który dzięki temu może spokojnie realizować swój roadmap...
Prescott – AMD na deskach?
Prescott zadebiutuje na jesieni tego roku. Układ będzie produkowany w 90-nanometrowym wymiarze technologicznym, z wykorzystaniem technologii "rozciąganego krzemu". Tak wytworzone procesory zdolne będą do pracy z zegarem przekraczającym nawet 5 GHz. Marnie na tym tle wypada Athlon 64, który w technologii 0.09 mikrona produkowany będzie dopiero w drugiej połowie przyszłego roku. I raczej dopiero wtedy spodziewać się możemy Athlona 64 o zegarze przekraczającym... 3 GHz.
Prescott posiadać będzie 16 kB pamięci cache L1 (obecny P4 ma 8 KB) oraz 1 MB pamięci podręcznej drugiego poziomu (P4 posiada 512 kB). Procesor charakteryzować się będzie znacznie skuteczniejszym systemem predykcji rozgałęzień programów, a także usprawnionym systemem pobrań wyprzedzających. W nowym procesorze Intela znacznie sprawniej przebiegać ma też praca w trybie współbieżnej wielowątkowości. Dwie z trzynastu nowych instrukcji, w które wyposażony będzie Prescott, odpowiedzialne będą właśnie za Hyper-Threading. Początkowo Prescott obsługiwany będzie przez chipsety Springdale (865) oraz Canterwood (875P). W przyszłym roku pojawić ma się jednak chipset o kodowej nazwie Grantsdale, który oprócz obsługi pamięci DDR II, umożliwi Prescottowi pracę z magistralą FSB 1066, a nawet 1200 MHz! Płyty z chipsetem Grantsdale wyposażone będą w nowy typ gniazda o nazwie LGA (Land Grid Array). Umożliwi on instalacje Prescotta wyposażonego w aż 755... płaskich powierzchni stykowych. Charakteryzujący się dużą powierzchnią styków socket pozwoli na dostarczenie procesorowi prądu o bardzo dużym natężeniu. Jest to ważne, ponieważ momentami Prescott będzie w stanie pobierać prąd o natężeniu nawet 80 A. Podobnego natężenia prądu używa się do... spawania!
Prescott zawierać ma mniej więcej tyle samo tranzystorów (około 100 milionów), co wyposażony także w 1 MB pamięci cache L2 Opteron. Dla porównania, obecny Pentium 4 ma ich 55 mln. I pomyśleć, że debiutujący niewiele ponad 10 lat temu pierwszy procesor z rodziny Pentium miał 3,1 mln tranzystorów i pracował z zegarem 66 MHz...
Co dalej?
Następcą Prescotta będzie układ o kodowej nazwie Tejas. Zadebiutuje on najprawdopodobniej pod koniec przyszłego roku. Tejas pracować ma z zegarem dochodzącym do 9 GHz i współpracować z szyną o zegarze przynajmniej 1.2 GHz. Tejas to także 8 kolejnych, nowych instrukcji i zapewne kolejne usprawnienia technologii współbieżnej wielowątkowości.
W 2005 roku zaś swoją premierę będzie mieć procesor o kodowej nazwie Nehalem. Dzięki produkcji w wymiarze technologicznym 65 nm będzie on w stanie pracować z zegarem znacznie przekraczającym 10 GHz. Nehalem to jednak przede wszystkim całkowicie nowa, być może nawet 64-bitowa architektura. Pytanie nie brzmi bowiem, czy, ale kiedy Intel zdecyduje się na wprowadzenie do sprzedaży 64-bitowego procesora dla domowego użytkownika. Duży wpływ na tę decyzję z pewnością będzie mieć sukces 64 bitowego procesora AMD. Jeśli Athlon 64 szybko przyjmie się na rynku i pojawi się dużo programów zoptymalizowanych pod jego kątem (z 64-bitowym Windows na czele), to niewykluczone, że Intel już w przyszłym roku zaprezentuje konkurencyjny, 64-bitowy procesor! A ukryty jest on najprawdopodobniej pod kodową nazwą... Prescott!
64 bitowa wersja P4?
Technologia współbieżnej wielowątkowości obecna była w procesorach Pentium 4 od samego początku. Jednak dopiero niedawno Intel zdecydował się na jej fizyczne odblokowanie. Wiele wskazuje na to, że Intel w podobny sposób postanowił ukryć w następcy obecnego P4 technologię Yamhill (pod tą nazwą kryje się projekt przystosowania architektury Pentium 4 do pracy w trybie 64 bitowym). Prescott ma szerszy potok wykonawczy, a także dodaną drugą jednostkę ALU, której zadaniem z powodzeniem może być rozszerzenie do 64 bitów długości słowa danych jednostki podstawowej. Wygląda więc na to, że Intel bardzo dobrze przygotował się na premierę 64-bitowego procesora firmy AMD. Pozostaje tylko pytanie, kiedy w końcu na tę premierę będzie przygotowana sama firma AMD?...