Компьютерра - Журнал Компьютерра №717-718

Архитектура K10 полна малозаметных по отдельности усовершенствований, копирующих некогда эксклюзивные качества Core 2 Duo. И память - лишь вершина айсберга; куда больше инженеры поработали над вычислительным ядром процессора. Если при работе с данными задержки уменьшает предвыборка, то для того, чтобы непрерывно работали исполнительные устройства, нужно предсказание ветвления кода программы. У K8 оно работало отлично, только в одном Intel была впереди. Pentium M, а затем и Pentium 4 с ядром Prescott обзавелись непрямым предсказателем ветвлений. Что это за устройство? Вместо предсказания конкретной инструкции он лишь указывает место в памяти, где она может оказаться. Prescott в свое время немало выиграл от такого блока, со своим конвейером непомерной длины. У Phenom такой проблемы нет, но AMD решила, что и ему новинка пойдет на пользу. Кроме того, и обычные предсказатели Phenom работают эффективнее, чем раньше. Еще у современных процессоров Intel есть такая важная особенность, как выполнение определенных инструкций загрузки заранее, в обход других команд, стоящих в очереди. В результате, вместо того чтобы дожидаться поступления данных, расчеты, для которых они нужны, получают их немедленно. Это неплохое подспорье для процессора, при том что загрузки составляют около трети всего кода в современном софте. У процессоров K8 таких возможностей не было, а у K10 - уже есть.

Другой мелкой радостью Phenom стало добавление нескольких новых инструкций: двух для нужд криптографии и четырех расширений под названием SSE4а (в интеловском SSE4 их нет, и вряд ли появятся). AMD, заметим, пошла еще дальше и без оглядки на Intel (между прочим, конкуренты за свою историю купили друг у друга немало технологий) разработала набор SSE5, который Intel предала анафеме. Но в Phenom он не попал и дебютирует в составе процессоров Fusion. Да, еще один бонус K10 - аппаратный менеджмент памяти при виртуализации операционных систем. Сейчас, когда одна или несколько ОС работают на машине под надзором основной операционки, последняя до 75% времени тратит на эту работу, и технология Nested Paging должна перенести ее на плечи процессора. AMD говорит, что ввести новинку в оборот будет совсем нетрудно.

Все эти изменения создают критическую массу, ставящую Phenom на голову выше своих устаревших предков Athlon 64. Но куда важнее мелких подвижек то, что AMD сделала с логикой обработки SSE-инструкций. Как известно, одной из главных причин, по которым Core 2 Duo ушел в безнадежный отрыв от Athlon 64 в мультимедийных приложениях, было тотальное превосходство в вычислениях с плавающей точкой (в офисных делах и прочих задачах с целочисленными расчетами K8 упирается что есть сил). Core 2 Duo имеет три полноценных 128-битных вычислительных блока и, соответственно, выполняет за такт три инструкции SSE. K8 довольствуется двумя 64-разрядными ALU. Это значит, что Core 2 Duo в два с лишним раза быстрее, так как K8 тратит дополнительное время на "разделку" 128-битной инструкции на две 64-битные половины. Phenom просто обязан был одолеть эти преграды, и действительно оба ALU стали 128-разрядными. А значит, теперь AMD имеет все шансы если не вернуть себе былое превосходство в мультимедийных приложениях (третий ALU, как у Core 2 Duo, не заменишь), то хотя бы серьезно сократить отставание.

Итак, что можно сказать об архитектуре Phenom в целом, глядя на описания технологий и схемы с функциональными блоками? Конечно же, K10 не может претендовать на статус революционной разработки и все еще весьма похожа на свою предшественницу K8. Тем не менее во всем виден немалый прогресс: инженеры AMD прикрыли почти все слабые места, со временем все больше резавшие глаз в заслуженных процессорах Athlon 64. Убийцей Core 2 Duo Phenom’у тоже стать не суждено: Duo все еще слишком хорош, и к тому же получил успешное обновление в лице процессоров Penryn. Но технологический разрыв конкурентов теперь сократился до минимума - настолько, что без бенчмарков невозможно сказать, взяла AMD реванш или нет. На наше счастье, Сеть наполнилась ими тут же после анонса новинки. Цифры говорят, что Core 2 Duo на аналогичной с Phenom частоте по-прежнему впереди почти во всех задачах. Преимущество невелико - процессору AMD достаточно было бы "лишних" двухсот мегагерц, чтобы свести его на нет. Но может ли Phenom получить их? Этот вопрос уводит нас от высоких материй к более практичным вещам.

Как там у Phenom обстоят дела с таким важным понятием, как "производительность на ватт"? Оказывается, совсем неплохо. К технологии PowerNow! AMD добавила серьезные энергосберегающие функции, причем не зависящие от софта и операционной системы. И частота работы процессора, и подаваемое на него напряжение меняется в зависимости от загрузки самого загруженного ядра. Контроллер памяти питается и регулируется отдельно. Он же для экономии энергии может отключать свои неиспользуемые блоки. Ядра обладают такими же функциями, причем сначала отключаются крупные блоки, а затем, если требуется, внутри оставшихся под напряжением областей обесточиваются мелкие компоненты. В результате процессоры Phenom обладают вполне приемлемым TDP: средние модели укладываются в 89 Вт. Старшие достигают внушительных 140 Вт, но топовые Intel Penryn обещают не отставать - как-никак, четыре ядра. Широкий тепловой коридор позволяет надеяться и на богатый ассортимент частот. AMD уже успела подразнить публику демонстрацией системы с Phenom, разогнанным до 3,0 ГГц. Вот такая частота позволила бы новым процессорам чувствовать себя уверенно в обществе Core 2 Duo. Вся беда в том, что до серийного выпуска эти модели дойдут еще не скоро.

Пока выпущены лишь две разновидности: Phenom 9500 и Phenom 9600, с частотами 2200 и 2300 МГц. В первом квартале нынешнего года к ним присоединятся модели Phenom 9700 и Phenom 9900, но и они достигнут не бог весть какого рубежа - 2400 и 2600 МГц. Самым верным вариантом для AMD сейчас была бы ставка на ценовую войну, в которой она имеет неплохие шансы на успех: когда-то ведь удавалось брать верх доступностью продукции, так почему бы не повторить? Процессоры Phenom станут завидной покупкой для обладателей старых материнских плат под Socket AM2. Единственное, чего лишатся пользователи, - это поддержки HyperTransport 3.0, раздельного питания ядер процессора и контроллера памяти. Чтобы получить эти блага прогресса, придется купить плату с новым разъемом Socket AM2+ на чипсете AMD 700-й серии. Такая же ситуация с Socket F и Socket F+: они предназначены для процессоров Phenom FX с повышенными частотами и тоже совместимы друг с другом.

Еще одно препятствие, стоящее на пути новой архитектуры, является обратной стороной ее главного преимущества. Предмет гордости AMD - монолитный четырехъядерный кристалл - нельзя разобрать на две половинки и продать порознь, как делает Intel. Двухъядерные камни K10 нуждаются в отдельном проектировании и производстве и сильно "тормозят" на пути к прилавкам. Лишь во втором квартале будущего года их можно будет купить под старым добрым брэндом Athlon. Производителю приходится убеждать нас, что двухъядерные процессоры уходят в прошлое, пора массово переходить на четыре ядра, в крайнем случае - на три. И это не шутка: ближе к марту появятся настоящие трехъядерные Phenom.