NEXT 1/2008 - Starcie gigantów

W tym roku odbyła się już premiera kolejnej generacji procesorów firmy Intel, więc wszyscy użytkownicy komputerów z niecierpliwością czekali na ruch największego konkurenta, tj. firmy AMD. Pod koniec listopada firma zaskoczyła wszystkich, i to podwójnie. Tylko czy jest to pozytywne zaskoczenie?

O procesorach Intel Core 2 Quad QX9650 i wprowadzonych w nich zmianach pisaliśmy w poprzednim numerze magazynu NEXT na 3 64. W tym wydaniu przypominamy tylko, że mają wydajność nieco lepszą niż poprzednia generacja, tj. Core 2 Quad QX6850, oraz umożliwiają znaczną redukcję poboru energii. Największym usprawnieniem jest zastosowanie zestawu instrukcji SSE4, który przy konwersji filmów wideo może zwiększyć wydajność o 30 proc.

Najważniejszym składnikiem platformy AMD o nazwie Spider jest nowy, czterordzeniowy procesor Phenom X4 9600. Pracuje z częstotliwością 2,3 GHz, zawiera po 512 KB pamięci podręcznej dla każdego z czterech jąder oraz współdzieloną pamięć podręczną trzeciego poziomu o pojemności 2 MB. Efektywną komunikację wewnętrzną zapewnia zastosowanie przełącznika krzyżowego. Cały układ zawiera 463 miliony tranzystorów, a w trakcie wytwarzania wykorzystywanych jest 11 warstw metalizacji. Większa w porównaniu z poprzednimi procesorami liczba tych warstw nie ma znaczenia dla użytkowników, a jedynie nieco komplikuje proces wytwarzania procesora.

Phenom od środka

Nowy procesor to jednak nie tylko połączenie czterech rdzeni K8 w jedną całość. Firma AMD poprawiła architekturę, likwidując większość wąskich gardeł, które występowały w poprzedniej generacji procesorów. Pamięć podręczna pierwszego poziomu jest teraz połączona z jądrem 256-, a nie 128-bitową szyną, co pozwala na dwa przesłania 128-bitowych danych jednocześnie. Jednostki zmiennoprzecinkowe, których rejestry są współdzielone z rejestrami multimedialnymi (SSE), też zostały poszerzone do 128-bitów, co pozwala zwiększyć szybkość obliczeń przy użyciu koprocesora. Jednostka zmiennoprzecinkowa każdego jądra jest w stanie przetworzyć do 4 takich operacji w każdym cyklu, przy czym większość instrukcji SSE wykonywanych jest w trakcie pojedynczego taktu. Również w przypadku tych instrukcji często możliwe jest jednoczesne pobranie dwóch 128- -bitowych danych.

Zastosowany został zaawansowany układ wstępnego pobierania danych do pamięci podręcznej. Może on rozpoznać schematy odwołań do miejsc w pamięci i z dużym prawdopodobieństwem pobrać dane zawczasu. Umożliwia także ich pobranie bezpośrednio do pamięci podręcznej pierwszego poziomu z pominięciem cache L2, co skraca znacznie opóźnienia w dostępie do danych. Wydłużona została kolejka pobrań instrukcji, dzięki czemu więcej operacji czeka w buforze do wykonania. To pozwala lepiej wykorzystać poszczególne układy procesora. Podobnie jak konkurencja, AMD rozszerzyło zestaw instrukcji o zbiór SSE4a, który pozwala na przyspieszenie przetwarzania strumieni danych oraz instrukcji związanych z szyfrowaniem i bezpieczeństwem aplikacji. Jednak do skorzystania z tego zestawu niezbędne będzie stworzenie nowych wersji programów albo przynajmniej ponowna kompilacja.

Pozostałe zmiany

Istotną sprawą są ulepszenia wprowadzone w układzie przewidywania rozgałęzień kodu programu. Wraz ze wzrostem popularności obiektowych języków programowania często w kodzie aplikacji pojawia się nie pojedynczy skok, tylko cała lista warunkowych rozgałęzień. Śledzenie takiego kodu i spekulatywne jego wykonywanie jest więc bardziej złożone, dlatego taka zmiana dość istotnie zwiększy szybkość działania większości programów.

Następne ulepszenia dotyczą wykonywania kodu bez zachowania kolejności z pobraniem danych, które mogą się zmienić w wyniku zapisu danych wygenerowanych przez instrukcje przetwarzane równocześnie. Umożliwia to przyspieszenie działania w sytuacji, gdy dane te nie zostaną zmienione, co zdarza się stosunkowo często. Zastosowanie układu Sideband Stack Optimizer pozwala zmniejszyć liczbę operacji na tym rejestrze poprzez wykonywanie ich bezpośrednio przed momentem, gdy właściwe dane będą potrzebne.

Wbudowany kontroler pamięci może pracować w jednym z dwóch trybów. Pierwszy, 128-bitowy, znany z wcześniejszych produktów, korzysta z dwóch 64-bitowych kanałów pracujących jako pojedyncza szyna 128-bitowa. Takie rozwiązanie oferuje dużą wydajność w przypadku aplikacji jednowątkowych, np. przy przetwarzaniu ciągłego strumienia danych wideo. Jednak w BIOS-ie komputera można przestawić kontroler na inny tryb pracy, w którym obydwa kanały pamięci pracują niezależnie od siebie. To rozwiązanie sprawdza się w aplikacjach wielowątkowych, a także przy pracy z wieloma programami jednocześnie, gdy poszczególne aplikacje rywalizują ze sobą o dostęp do pamięci. Różnica wydajności między tymi dwoma trybami może dochodzić do 10 procent.

Ocena:    (aby ocenić, musisz się zalogować w serwisie)

 del.icio.us |  Wykop mnie |  Digg this story |  dodajdo.com

• Kupić czy poczekać? »
  nowe procesory Intela
• Nowy znaczy lepszy? »
  pojedynek Intel Core 2 Quad QX6850 i Intel Core 2 Quad QX9650
• 45 nanometrów od AMD »
  AMD Opteron
• Następca Dual Core »
  PROCESOR INTEL
• Nowości Intela »
  Intel Developer Forum Fall