64-битные вычисления в настольном ПК: фальстарт AMD?

23 сентября компания AMD, наконец, представила публике самый ожидаемый процессор 2003 года - Athlon 64. Ожидаемый не в плане того, что с момента его появления в магазинах потребители выстроятся в очередь и в один момент скупят все поступившие экземпляры, речь идет немного о другом - приход Athlon 64 знаменует начало нового витка развития микропроцессора в настольном персональном компьютере.
Подробную информацию о новых 64-битных процессорах компании AMD вы можете получить из статьи, которая появилась на нашем сайте в день их официального выхода в свет (см. «Битва титанов: Athlon 64 FX-51 против Pentium 4 Extreme Edition 3.2 ГГц»). Сегодня же мы поговорим о перспективах 64-битных процессоров в домашних и офисных ПК, а также готовности рынка встретить очередной круг микропроцессорной гонки.
По правде говоря, 64-битные вычисления не являются чем-то новым для IT-отрасли. Мощные UNIX-системы давно базируются на 64-битных процессорах. А недавно, с выпуском процессора Itanium компанией Intel и позже Opteron компанией AMD, эта мода пришла в сектор средних и малых серверов. Особенно остро потребность в переходе на 64-битные процессоры проявится, когда память серверов начнет перешагивать рубеж 4 ГБ, что в случае неприменения технологий расширенной адресации памяти, как, например, это сделано в Intel Xeon, является пределом для 32-битных систем. Пока же объем памяти серверов начального уровня редко превышает 1-2 ГБ. Для настольных же систем с их 1 ГБ в самом лучшем случае момент подхода к предельному объему памяти наступит еще позднее, поэтому как минимум трехлетний запас времени у этого сегмента рынка пока имеется. Однако совершенно ясно, что после достижения отметки 4 ГБ установка новых типов процессоров станет единственно возможным вариантом развития настольных систем. Кроме того, переход к новой разрядности в какой-то момент становится разумным способом повышения производительности системы. А раз эта тенденция является объективной, то через некоторое время все производители процессоров, включая Intel и AMD, будут выпускать только 64-битные процессоры.


Из-за трудностей с освоением новых технологических процессов AMD не может увеличивать тактовую частоту своих чипов, поэтому в ход идут другие методы повышения производительности. Один из этих методов – форсированный перевод процессоров на 64-разрядность. Если взглянуть на официальный роадмэп компании то в ближайшем будущем планируется параллельное существование процессоров Athlon XP (Barton) и Athlon 64 (ClawHammer, а позже San Diego), и Barton, если не считать чипа Paris (где поддержка x86-64 будет отключена), является последней ветвью эволюции 32-битных чипов. При этом ценовых препятствий (если говорить о стоимости самих чипов) для перехода на Athlon 64 нет уже сейчас. Модель с PR-рейтингом 3200+ стоит даже дешевле, чем аналогичный чип с ядром Barton: $417 против $464. Действительно, на данном этапе развития, покупая Athlon 64, пользователь получает радикально обновленный чип с солидным набором дополнительных опций. Речь идет о таких нововведениях, как встроенный контроллер памяти, увеличенный вдвое кэш второго уровня и поддержка набора инструкций SSE2. И вот здесь очень важно не складывать все яйца в одну корзину: да, чип хорош, но проблема заключается в том, что сейчас рынок не готов поддержать главную инновацию, которую предлагает AMD, а именно технологию AMD64, все остальные нововведения могли быть доступны, и не будь этот процессор 64-битным.
Если смотреть на перспективы Athlon 64 с точки зрения аппаратного обеспечения, то все необходимые компоненты для работы этого процессора уже есть, собственно отличия по сравнению с Athlon XP заключаются лишь в использовании новых чипсетов и материнских плат. Однако, несмотря на то, что Athlon 64 постоянно задерживался, его выпуск в сентябре этого года все равно выглядит как фальстарт. Коммерческой версии операционной системы Windows (подчеркиваю именно Windows, а не какой-либо версии Linux) способной работать с набором инструкций AMD64, еще нет. В настоящее время для подписчиков MSDN доступна лишь бета-версия системы Windows XP 64-Bit Edition For 64-Bit Extended Systems (именно она поддерживает набор инструкций AMD64, не путать с Windows XP 64–Bit Edition, предназначенной для процессоров семейства Intel Itanium с набором инструкций EPIC), а окончательную версию этой ОС Microsoft обещает поставить в первом квартале 2004 года. По крайней мере, так было заявлено представителем компании на презентации нового процессора, которая проходила в Лас-Вегасе.
Таким образом, по крайней мере, в течение полугода пользователи не смогут воспользоваться главным преимуществом процессора Athlon 64 - его 64-разрядностью. Но даже после выхода новой версии Windows XP не все программное обеспечение будет готово работать в режиме AMD64 и если посмотреть на список софта, который в настоящий момент имеется для этой платформы, то станет ясно, что на самом деле картина не слишком-то радостная. Другими словами, большинство существующих ныне программ можно выполнять и без поддержки процессором технологии AMD64.
Однако, как заявляет AMD, включение поддержки 64-битных вычислений в свои процессоры сегодня - это возможность удовлетворить аппаратные требования новых программ завтра. С одной стороны, это звучит довольно разумно. В мире так много персональных компьютеров, то если уж их и переводить на 64-битную архитектуру, делать эту нужно постепенно и безболезненно. Но, кажется, и здесь AMD совершила еще один фальстарт.
Дело в том, что в настоящее время мы практически ничего не знаем о новом процессоре компании Intel, который сейчас носит кодовое название Prescott. Известно только, что этот процессор будет производиться по 0.09 мкм техпроцессу и все. Все бы ничего, если бы этот чип так и оставался 32-битным, тогда для него подошла бы ныне здравствующая операционная система Windows XP. Однако в последнее время все чаще стали появляться слухи о том, что этот чип может оказаться 64-битным с одновременной поддержкой 32-битного кода. В таком случае ситуация с приходом 64-разрядности в настольный ПК станет просто драматической.
Уже упомянутая ранее операционная система Windows XP 64-Bit Edition For 64-Bit Extended Systems будет поддерживать только набор инструкций AMD64. В случае если Prescott будет обладать каким-либо другим 64-разрядным набором инструкций, компании Microsoft придется написать для него новое ядро операционной системы. Даже если на рынке некоторое время и будут параллельно существовать две разные 64-битные версии Windows, продолжаться это будет недолго, так как во всех подобных случаях в конечном итоге остается один лидер. Таким образом, дальнейшее развитие ситуации будет зависеть уже не от маркетинговых усилий компании AMD, а от технических характеристик процессора Intel Prescott. И здесь теоретически ситуация может развиваться по нескольким сценариям.
Сценарий первый. Intel выпускает Prescott в обычном 32-битном исполнении. В таком случае, по крайней мере до появления очередного ядра, прямой конкуренции между Intel и AMD на ниве 64-разрядности не будет. Главные усовершенствования в новом процессоре коснутся увеличения тактовой частоты в связи с переходом на новые технологические нормы. Тогда все слухи о появлении 64-разрядности в процессоре могут в реальности оказаться максимум новой технологией адресации памяти, которая поможет преодолеть барьер в 4 ГБ.
Сценарий второй. Intel выпускает Prescott, позволяющий выполнять как 32-битный, так и 64-битный код с набором инструкций AMD64, лицензированным у компании AMD. Здесь останется лишь поздравить AMD с победой, остальные комментарии излишни: единая 64-разрядная ОС для настольных ПК, максимальная поддержка решения со стороны производителей ПО и т.д.
Сценарий третий. Intel выпускает 32/64-битный Prescott с новым набором инструкций. Подобный вариант развития событий будет означать, что отрасль войдет в длительный период войны между двумя версиями 64-битных вычислений. Пользователи будут разбиты на 2 лагеря, производителям софта придется каждый раз выпускать две версии программ, что конечно же замедлит повсеместный переход на 64-битную платформу, по крайней мере до тех пор, пока на горизонте не замаячит абсолютный лидер.
Повторю еще раз, что все написанное выше является лишь предположением, так как достоверной информации о процессоре Prescott у нас, к сожалению, нет. Если посмотреть на эти варианты с рациональной точки зрения, то второй является наименее вероятным по нескольким причинам. Во-первых, переход на 64-битную платформу тем более в секторе настольных ПК является слишком серьезным шагом, что бы вот так в один момент ставить компанию, лидирующую на рынке, на долгие годы в лицензионную зависимость от другой компании, которая к тому же является прямым конкурентом. Во-вторых, объявляют об этом официально или нет, но Intel наверняка проводит необходимые исследования в области применения 64-битных вычислений в настольных ПК. Все разговоры об отказе от технологии Yamhill, ее возрождении в ином виде и т.д. по большей части являются слухами, разговорами маркетологов и представляют лишь вершину айсберга. Что происходило на самом деле, мы обычно узнаем лишь при официальном представлении продукта или за несколько дней до этого. Отказ от собственных разработок и лицензирование набора инструкций у AMD кажется неразумным и с экономической точки зрения.
Наиболее жизнеспособным кажутся первый и третий сценарии. Которое из двух событий произойдет на самом деле, зависит от того, посчитает ли нужным компания Intel включить поддержку исполнения 64-битного кода сейчас или несколько позднее. Возможно, Intel и сделает Prescott 64-битным, однако, не надо забывать, что в арсенале компании есть и другие технологии, позволяющие поднять производительность чипа, например, Hyper Threading или многоядерные процессоры, активно обсуждавшиеся на минувшем IDF. К тому же производительность новых Prescott возрастет еще и за счет увеличения тактовой частоты. AMD, повторюсь, подобными возможностями не располагает, и поэтому выпуск Athlon 64 явился скорее вынужденным шагом – единственно возможным достойным ответом на скорое появление Prescott. Представление этого чипа прошло под девизом Cinematic Computing (или Кино на компьютере - в русской версии). Один из главных мотивов в презентации нового процессора и рекламных материалах - какого поразительного кинематографического качества можно достичь в компьютерных играх при использовании Athlon 64. И это, на мой взгляд, не такое принципиально важное преимущество, из-за которого нужно переходить на новую платформу. Не думаю, что новые процессоры Intel без поддержки 64-битного кода не справятся с задачами, которые может выполнить Athlon 64.
В заключение хотелось бы отметить смелость и решительность компании AMD. Ведь, по сути, она пошла на очень рискованный шаг, который может стоить ей не много не мало будущего. С учетом сказанного ранее можно сделать вывод, что в ситуации с 64-битными вычислениями на настольных ПК Intel заняла выжидательную позицию. Выполнение 64-битного кода в своих процессорах пока для компании не критично, а без поддержки технологии со стороны Intel не многие разработчики согласятся писать программы только для Athlon 64. Когда же Intel наконец решит, что 32/64-битный чип выводить на рынок пора, его набор инструкций может оказаться отличным от AMD64. У компании достаточно мощи, чтобы предъявить рынку собственный оригинальный стандарт. Последствия подобного шага предсказать нетрудно: ясно, на чью сторону встанет Microsoft и другие производители ПО. Что-то мне подсказывает, что это будет маленькая победоносная война. Вспомните, что случилось с набором инструкций 3DNow!, когда Intel в противовес выпустила SSE, - о первом просто забыли. Подобная история может повториться и с AMD64, и сейчас AMD рискует потерять не только огромные деньги, потраченные на разработку никому не нужной платформы, но и свои, без того скромные, позиции на рынке.