Предварительный обзор Kentsfield

То, что дальнейшее развитие компьютерных платформ пойдёт по пути наращивания параллелизма, ни у кого сомнений уже не вызывает. Ещё недавно казавшиеся в диковинку двухъядерные процессоры прочно завоевали место на рынке. А к концу этого года в компьютерах энтузиастов все шансы имеют появиться системы, оснащённые кристаллами с четырьмя процессорными ядрами.
На закончившейся на прошлой недели осенней сессии IDF компания Intel уделила большое внимание выходящему в четвёртом квартале четырёхъядерному процессору для настольных систем, известному в настоящее время под кодовым именем Kentsfield. Именно поэтому мы решили сделать отдельный репортаж, в котором поделимся с вами деталями, которые нам удалось узнать.
Но, прежде всего, хочется отметить, что хотя Intel имеет все шансы выпустить четырёхъядерные процессоры вперёд своего конкурента, не следует думать, что AMD не сможет ничего противопоставить четырёхъядерному дизайну Intel. В недрах AMD уже давно зреет проект платформы 4x4, который также как и Kentsfield будет анонсирован до конца этого года. Однако в отличие от Intel, AMD собирается предложить геймерам-энтузиастам не один четырёхъядерный процессор, а двухпроцессорную систему, в основе которой применяются двухъядерные процессоры. Чей подход окажется лучше, покажет практика, а пока давайте вернёмся к непосредственному герою нашего рассказа, Kentsfield.


Планы Intel воистину грандиозны. Благодаря выпуску четырёхъядерных процессоров компания обещает к 2008 году увеличить производительность своих CPU на порядок (в 10 раз) по сравнению с уровнем быстродействия, обеспечиваемым процессорами семейства Pentium 4 образца 2000 года. Это произойдёт главным образом из-за того, что технологические и инженерные ресурсы компании оказались хорошо подготовлены для того, чтобы Intel смог сосредоточиться на создании многоядерных CPU.


В настоящее время быстрейшим процессором для настольных компьютеров является двухъядерный CPU с кодовым именем Conroe. В начале ноября такое положение дел должно измениться. Выйдет Kentsfield и к числу предложений Intel для энтузиастов добавится процессор, оснащённый четырьмя процессорными ядрами, благодаря которым он должен будет поднять производительность на новый уровень. Но это ещё не всё: как и Conroe, Kentsfield помимо высочайшего уровня быстродействия сможет похвастать и непревзойдённой эффективностью с точки зрения соотношения «производительность на Ватт».
Надо отметить, что выход Kentsfield не означает, что двухъядерные процессоры Core 2 Extreme будут сняты с производства. Пока что Kentsfield будет предлагаться Intel в верхнем сегменте процессорного рынка наряду с Conroe. И продолжаться это будет до тех пор, пока существующая программная инфраструктура не научится использовать все преимущества многоядерного процессорного дизайна.
Переход на четырёхъядерную платформу по плану Intel должен пройти достаточно безболезненно. Инженеры Intel приложат все усилия к тому, чтобы разместить в единой упаковке четыре процессорных ядра таким образом, чтобы полученный продукт без проблем вписался в существующую инфраструктуру. Иными словами, выход четырехъядерных процессоров Kentsfield не будет сопровождаться тотальной сменой платформы. Фактически, одни и те же платформы смогут работать как с двухъядерными Conroe, так и с четырёхъядерными Kentsfield.


Инженеры Интел не стали акцентироваться на создании принципиально нового процессора, совмещающего четыре ядра на одном полупроводниковом кристалле. Kentsfield будет состоять из двух физических полупроводниковых кристаллов, каждый из которых представляет собой двухъядерный процессор Conroe. С этой позиции Kentsfield похож на ушедшие в историю двухъядерные процессоры Smithfield с NetBurst микроархитектурой, именно тогда ведь на одну процессорную плату просто монтировалось два ядра. Также Intel поступит и в этот раз. Фактически, Kentsfield – это два процессора Core 2 Duo, совмещённые на этапе упаковки в одном процессорном корпусе. Никаких дополнительных блоков четырёхъядерный CPU от Intel не имеет.
Такой подход имеет много плюсов, главный из которых – это простота производства. По данным компании, использование двух кристаллов вместо одного даёт по меньшей мере 10-процентную экономию. Кроме того, использование одних и тех же производственных мощностей для выпуска двухъядерных и четырехъядерных процессоров позволяет получить и некоторые дополнительные бонусы. В частности, Intel собирается для использования в составе Kentsfield отбирать кристаллы с наименьшем энергопотреблением, чтобы достичь выгодного соотношения производительности и тепловыделения и для четырёхъядерных CPU.
Впрочем, то, что Kentsfield использует микроархитектуру Core, уже гарантирует его сравнительно невысокие тепловыделение и энергопотребление. Intel даже не посчитал необходимым реализовывать в перспективной новинке какие-то специальные технологии энергосбережения, мотивируя это отсутствием необходимости. Согласно заявлениям компании, только благодаря простому отбору кристаллов, процессоры Kentsfield смогут уложиться в тепловой пакет 80 Вт, и это при 50-процентном росте теоретического уровня производительности по сравнению с Conroe! Кстати, для экономичных систем Intel впоследствии собирается представить варианты четырёхъядерных CPU с ещё более низким типичным тепловыделением, достигающим 50 Вт.


Планы Intel по внедрении четырёхъядерного процессорного дизайна таковы. Первый Kentsfield будет официально объявлен в начале ноября в качестве процессора для высокопроизводительных настольных систем. В этом качестве он станет продолжателем семейства Core 2 Extreme. Доступный в настоящее время процессор Core 2 Extreme X6800 можно смело называть самым быстрым процессором для настольных систем, Kentsfield же должен ещё более усугубить превосходство Intel в этом сегменте рынка.
2007 года станет периодом, когда Kentsfield отправятся завоёвывать основную часть рынка центральных процессоров. Тогда будет представлено семейство Core 2 Quad, которое будет включать несколько процессоров Kentsfield с различной тактовой частотой и стоимостью. А в дальнейшем, переход на 45 нм технологический процесс даст старт развитию новых процессорных дизайнов, которые сегодня обозначаются кодовыми именами Penryn и Nehalem.
Одновременно с развитием «четырёхъядерного направления» на рынке десктопов, Intel будет предпринимать аналогичные шаги и в серверном сегменте.


Первый процессор семейства Kentsfield, который будет предложен в начале ноября, будет cориентирован на рынок энтузиастов. Он получит официальное название Core 2 Extreme QX6700. Его тактовая частота будет несколько меньше, чем у старшего Conroe, она составит 2.66 ГГц. При этом Kentsfield будет использовать ту же процессорную шину с частотой 1066 МГц. Суммарный объём L2 кеша этого процессора составит 8 Мбайт – по 4 Мбайта на каждую двухъядерную половинку. Отметим, что процессор будет поддерживать полный пакет технологий энергосбережения, присущий Conroe.
Со стороны материнских плат четырёхъядерные процессоры потребуют поддержку со стороны BIOS. Однако большинство материнских плат, совместимых с Conroe, сможет работать и с Kentsfield, так как он определённо не потребует никаких нововведений в конвертер питания CPU. Впрочем, несмотря на это, Intel собирается вместе с Kentsfield представить и новую материнскую плату на базе набора логики i975, Bad Axe 2. Её отличия от предшественницы будут заключаться, помимо поддержки четырёхъядерных CPU, появлением дополнительного Serial ATA II RAID контроллера, заменой звукового кодека на более современный и добавлением в BIOS Setup новых возможностей для разгона (!) процессора.
Что же касается стоимости, то появление внутри процессора двух дополнительных ядер Intel не считает существенным аргументом в пользу изменения своей ценовой политики.


Тем более, что Kentsfield пока что – инновационное предложение, которое опережает развитие основной массы программного обеспечения. Например, многопоточные игры начнут появляться на рынке не ранее следующего года.
Подготовку к запуску на рынок четырёхъядерных процессоров Intel начал уже давно. Ранние сэмплы Kentsfield распространяются среди партнёров компании как минимум с начала лета. Однако до настоящего времени Intel не рассылал образцы обозревателям, отчасти потому, что первые ревизии этих четырёхъядерных процессоров имели проблемы с чрезмерно большим энергопотреблением и тепловыделением.
Но к настоящему моменту все проблемы успешно решены, и на IDF выставлялось большое число систем на базе перспективных процессоров Core 2 Extreme QX6700 (Kentsfield). К счастью, Intel разрешил нам не только понаблюдать за такими системами со стороны, но и «пощупать» их руками. Воспользовавшись моментом, мы не упустили этой возможности и выполнили первые предварительные тесты системы на базе Core 2 Extreme QX6700, сравнив её с аналогичной системой на базе доступного в настоящее время двухъядерного процессора Core 2 Extreme X6800.

В составе тестовых систем было использовано следующее оборудование:

Процессоры:

Pre-production Kentsfield CPU (8MB cache, 2.66GHz, 1066MHz FSB);
Intel Core 2 Extreme CPU (4MB cache, 2.93GHz, 1066MHz FSB);

Материнская плата: Pre-production Intel BadAxe 2 D975XBX2 Rev.303 mainboard (BIOS BX97520J.86A.1446.2006.0913.9039);
Видеокарта: eVGA Nvidia GeForce 7950 GX2 graphics card (1GB memory);
Память: 2 x 1GB Corsair CM2X1024-8500C5 DDR2 1066 (5-5-5-15) set to DDR2 800 4-4-4-12 in the BIOS;
Жёсткий диск: Seagate Barracuda 7200.10 320GB HDD;
Операционная система: Microsoft Windows XP with SP2.

Хочется напомнить ещё раз, что тесты выполнялись не в нашей лаборатории, а непосредственно на IDF, поэтому всю заботу по настройке систем взяли на себя представители Intel. И именно это заставляет нас ещё раз акцентировать внимание на том, что тесты пока что носят характер предварительных.
Вот так выглядела тестовая система на базе Core 2 Extreme QX6700 изнутри:

Как уже было указано, в этой системе установлена новая материнская плата Intel D975XBX2 (Bad Axe 2).


Четырёхъядерный процессор Core 2 Extreme QX 6700 успешно распознаётся операционной системой Windows XP Professional SP2, которая обнаруживает все четыре ядра.


Кстати, такая картина для нас не нова, подобное зрелище можно было наблюдать в системах с двухъядерными CPU Pentium Extreme Edition с NetBurst микроархитектурой, которые имели по два физических и два виртуальных ядра благодаря технологии Hyper-Threading.
Тестовая утилита CPU-Z последней версии 1.36 уже знакома с Kentsfiled .

Всё определяется правильно, кроме названия CPU. Эта утилита даже верно отображает ёмкость кэш-памяти, состоящей из двух 4-мегабайтных L2 кэшей процессоров Conroe, находящихся в сборке Kentsfield.
К сожалению, у нас не было возможности провести большое количество тестов, в силу ограниченности временного отрезка, в течение которого у нас имелся доступ к системам, однако кое-какими результатами поделиться всё же хотели бы.

Тест PCMark05 от Futuremark достаточно стар, а потому, он мало использует возможности всех четырёх вычислительных ядер, имеющихся в системе. И именно поэтому Core 2 Extreme X6800, имеющий более высокую тактовую частоту, побеждает в этом тесте в общем зачёте. 3DMark06 в этом плане более интеллектуален, он в процессорных подтестах создаёт полноценную многопоточную нагрузку. Результат не заставляет себя ждать: победа в данном случае остаётся за четырёхъядерным Kentsfield, несмотря на его более низкую, чем у тестового Conroe, тактовую частоту.
Впрочем, это – синтетические тесты, имеющие мало общего с реальными приложениями. К сожалению настоящих игр, способных эффективно задействовать четыре ядра, пока что нет. Именно поэтому во время тестового сеанса представители Intel не давали нам запускать никакие игровые приложения.
Зато существуют другие программы, которые дают возможность прочувствовать преимущества четырёх ядер уже сегодня. Например, кодек DivX 6.2.5 при кодировании High Definition видео контента явно выигрывает при получении возможности распараллеливания работы на четыре потока.


Как видим, Kentsfield, работающий на частоте 2.66 ГГц, обгоняет Core 2 Extreme X6800 с более высокой частотой 2.93 ГГц более чем на 35%.
Аналогичную картину можно увидеть и при нелинейном видеомонтаже, выполняемом при помощи программы Sony Vegas.


Тут победа перспективного CPU над Conroe 2.93 ГГц составляет более 50%!
Естественно, нельзя было обойтись и без тестов финального рендеринга в программах трёхмерного моделирования. Ведь это – отлично распараллеливаемая задача.
В POV-Ray, при рендеринге сцены, изображённой на фото, были получены следующие результаты:

Тут преимущество четырёхъядерного процессора превосходит все приличия, оно достигает 80%!
В 3ds max 8 мы измерили скорость рендеринга такого изображения:

Результаты снова не разочаровывают. Kentsfield демонстрирует более чем 60-процентный выигрыш у старшего двухъядерного процессора.
Таким образом, в приложениях, которые могут создавать параллельную многопоточную нагрузку, Kentsfield может оказаться чрезвычайно полезен. К сожалению, пока что таких задач немного, но, выпуская на рынок четырёхъядерного монстра, Intel создаёт благодатную почву для следующего шага в развитии программного обеспечения – параллельной обработке данных. И, прежде всего, в этом направлении предстоит как следует поработать разработчикам игр, которые пока что не могут полностью нагрузить работой Kentsfield.
Тем не менее, если вы увлекаетесь трёхмерным моделированием или обработкой видео, то переход на четырёхъядерную платформу будет не лишён смысла уже сегодня-завтра. Основываясь на полученных в таких задачах результатах, можно говорить о том, что хоть процессоры Conroe и установили новый высокий стандарт производительности для быстродействующих систем, Kentsfield этот рубеж поднимает ещё выше. Уровень быстродействия, ещё год назад казавшийся фантастическим, вскоре легко может быть достигнут благодаря новым четырёхъядерным CPU.
Отдельно следует подчеркнуть, что внедрение четырёхъядерных процессоров Kentsfield способно улучшить и соотношение «производительность-на-ватт». Эти CPU, согласно обещаниям Intel, будут потреблять незначительно больше энергии, чем старшие модели в линейке Conroe. При этом рост производительности, как мы убедились выше (при качественной оптимизации приложений), может достигать величины в 80%.
На этом мы заканчиваем первое знакомство с перспективным CPU. В будущих обзорах мы сообщим больше подробностей про этот процессор, тем более что ряд актуальных вопросов остался за кадром. Самый спорный из которых – влияние распределения нагрузки по вычислительным ядрам с общим, либо с раздельным кэшем, которое, очевидно, может вызывать некоторые флуктуации в скорости выполнения отдельных задач.