Как известно, жизнь развивается по спирали, ну или по синусоиде, если хотите. Основа жизни – борьба противоположностей. И компьютерная отрасль не исключение. Какие бы хитрости для управления ценами и объемами производства компании ни применяли, технологический прогресс все равно не остановить. Ведь его существование основано на естественном стремлении человека к совершенствованию, унификации, упрощению (как ему кажется) жизни. В борьбе конкурентов и рождается истина, которая, в общем-то, выгодна не только конечному пользователю.

Самым знаменательным событием прошлого года стало появление 64-разрядных процессоров AMD, Opteron и Athlon 64/FX, и ответный ход Intel — процессор Intel Pentium 4 Extreme Edition. Периодические успехи обеих компаний, как правило, обусловлены не только удачным выпуском отдельных продуктов, но и поражением конкурентов. В любом случае, подобное волновое развитие дает перспективы и стимулирует как развитие технологий, так и скорейшее их применение.

Нетрудно заметить, с каждым годом данные процессы все ускоряются, и остановить их нельзя. Ведь не секрет, что за последние два года компания Intel «достала из рукава» немало козырей в виде технологий оптимизации микросхем, а вместе с ними и процессоров, и чипсетов (Hyper-Threading, PAT, Multiple VID). Разумеется, она еще более усердно взялась за создание новых технологий, чтобы дать будущее своим новым разработкам. Однако, углубившись в эти разработки, компания натолкнулась на очередную преграду – экстремально увеличилось тепловыделение микросхем, возникли проблемы с дальнейшим уменьшением размеров транзисторов. Следовательно, перспективным технологиям производства транзисторов 65 и 32 нм предстоит пережить еще немало кризисов перед тем, как они увидят свет. Вероятно, и AMD столкнулась с определенными технологическими проблемами при разработке будущих технологий, но об этом компания умалчивает.

На фоне таких событий сформировались две противостоящие концепции. В понимании компании Intel конвергенция на данный момент коснется лишь сетевой компоненты развития микросхем. Процессоры же пока подлежат только «мобилизации», в то время как серверные функции процессоров должны принадлежать исключительно серверным процессорам, а обычным пользователям хватит стандартных, базовых и мультимедийных функций. Иными словами, 64-разрядные технологии у пользователя «на столе» появиться не должны. В принципе это справедливо, но тогда не совсем понятно будущее таких процессоров. Хотя компания AMD считает, что самый оптимальный путь развития микропроцессорных технологий — внедрение 64-битных технологий везде и подряд, почти за одни и те же деньги. Пример тому — ее новые процессоры Athlon 64 и Athlon 64 FX 51 для настольных компьютеров. Только опять же непонятно — чем все это закончится?

Более того, понимая неустойчивость подобного положения, обе компании начали искать возможные методы дополнительного внедрения своих технологий. Например, Intel видит будущее за интеграцией сетевых возможностей в ее процессоры. Короче говоря, делает их более «интеллектуальными». По мнению Сунлиня Чжоу, генерального менеджера подразделения Intel Technology Manufacturing Group, возможности нанотехнологий велики и еще 10-15 лет кремниевые технологии будут актуальны. Далее вероятен переход на углеродные нанотрубки, но все это пока весьма туманно.

Не менее важно понимать, что в борьбе «за место под солнцем» еще более актуальна маркетинговая политика компаний. К примеру, в борьбе за российского потребителя, Intel буквально наводнила своими акциями крупные города России.

Так мы вошли в 2004 год. Прошедший год не принес особых потрясений. В отличие от 2003-го, роадмапы компаний на год текущий более открыты, так что теперь можно готовиться к гораздо более насыщенной «программе». Ну что ж, давайте посмотрим, чем грозит нам ближайшее будущее.

Технологии и рынок

Сейчас на рынке микропроцессоров наблюдается интересная тенденция: с одной стороны производители стараются как можно быстрее внедрить новые техпроцессы и технологии в свои новинки, с другой — искусственно сдерживается рост частот процессоров. Во-первых, ощущается неполная готовность рынка к очередной смене семейств процессоров, а фирмы пока не получили достаточно прибыли от объема продаж производящихся сейчас CPU – запас еще не иссяк. Заметно превалирование значимости цены готового изделия над всеми остальными интересами компаний. Во-вторых, заметное снижение темпов «гонки частот» связано с необходимостью внедрения новых технологий, которые реально увеличивают производительность при минимальном объеме технологических затрат. Как уже было сказано, при переходе на новые техпроцессы производители столкнулись с серьезными проблемами.

Технологическая норма 90 нм оказалась достаточно высоким барьером для многих производителей чипов. Это подтверждает и компания TSMC, выпускающая чипы для AMD, nVidia, ATI, VIA. Долгое время ей не удавалось наладить изготовление чипов по технологии 0,09 мк, что привело к низкому выходу годных кристаллов. Это одна из причин, из-за которой AMD долгое время откладывала выпуск своих процессоров по технологии SOI. Суть в том, что именно на данной размерности элементов стали сильно проявляться всевозможные, ранее не столь ощутимые негативные факторы, — токи утечки, большой разброс параметров и экспоненциальное повышение тепловыделения. Но разберемся по порядку.

Как известно, существует два тока утечки: ток утечки затвора и подпороговая утечка. Первая вызвана самопроизвольным перемещением электронов между кремниевым субстратом канала и поликремниевым затвором. Вторая – самопроизвольным перемещением электронов из истока транзистора в сток. Оба эффекта приводят к необходимости поднимать напряжение питания для управления токами в транзисторе, что негативно сказывается на тепловыделении. Уменьшая размеры транзистора, мы прежде всего уменьшаем его затвор и слой диоксида кремния (SiO₂), который является естественным барьером между затвором и каналом. С одной стороны, это улучшает скоростные показатели транзистора (время переключения), но с другой – увеличивает утечку. То есть получается своеобразный замкнутый круг. И переход на 90 нм – это очередное уменьшение толщины слоя диоксида и одновременно увеличение утечек. Борьба с утечками, опять же, приводит к увеличению управляющих токов и, соответственно, к значительному повышению тепловыделения. А в результате оба конкурента вынуждены отложить внедрение нового техпроцесса.

Один из возможных выходов – технология SOI (кремний на изоляторе), которую недавно внедрила компания AMD в своих 64-разрядных процессорах. Впрочем, это стоило ей больших усилий и преодоление немалых трудностей. Зато сама технология предоставляет множество преимуществ при сравнительно малом количестве недостатков. Но сейчас речь о другом.

И наконец, третья причина, способствовавшая замедлению темпов роста частот – низкая активность конкурентов на рынке. Пожалуй, можно сказать, что каждый занимался своими делами. AMD проводила повсеместное внедрение 64-битных процессоров, для Intel это был период усовершенствования нового техпроцесса.

По всей видимости, 2004 год принесет нам большое количество новостей из области технологий, ведь именно в нынешнем году обе компании должны перейти на технологические нормы 90 нм. Но это вовсе не означает стремительного роста частот процессоров, скорее наоборот. Сначала на рынке будет наблюдаться затишье: конкуренты начнут выпускать CPU по новым техпроцессам, но со старыми частотами. По мере освоения процесса производства начнется некоторый рост частоты чипов. Скорее всего, он будет не столь заметен, как прежде. К концу 2004 года компания Intel ожидает покорение вершины в 4 ГГц, а то и более. Процессоры компании AMD будут идти с некоторым отставанием по частоте, которое, в общем-то, не столь заметно сказывается на производительности, как особенности микроархитектуры.

Планы Intel

Прежде всего давайте посмотрим на планы Intel. Ибо их у компании громадье, причем, как правило, связанных с новыми технологиями. Итак, год компания активно начала еще в январе, представив очередной ряд мобильных процессоров, в которых нашли развитие идеи, воплощенные в последнем Intel Celeron. Celeron 2,80 ГГц – это обычный процессор Celeron на ядре Northwood с шиной 400 МГц. Он имеет кэш второго уровня объемом 128 кбайт, напряжение питания 1,525 В и рассеиваемую мощность 68,4 Вт.

"Настольные" процессоры

Несмотря на все слухи и разногласия о том, что Pentium 4 Extreme Edition должен был стать не самостоятельной линейкой процессоров, а одиночной моделью, призванной составить должную конкуренцию хиту прошлого года – процессору Athlon 64 FX, 2 февраля прошла официальная презентация этого "игрового" процессора с тактовой частотой 3,40 ГГц. Как и его предшественник, работающий на частоте 3,20 ГГц, он выполнен на ядре Gallatin по 0,13-мк технологии. Новинка оснащена кэш-памятью третьего уровня объемом 2 Мбайт, второго уровня объемом 512 кбайт, L1 для данных – 8 кбайт и кэш-памятью для микроинструкций на 12000 микрокоманд. Ядро имеет площадь 237 мм² и 178 млн транзисторов. Причем он, как и простой Northwood, предназначен для работы с чипсетами i865/i875 и имеет системную шину 800 МГц. Цена этого чипа составляет $999, а младшая модель будет продаваться за $925. В начале 2004 года планируется появление этого процессора, выполненного по 0,09-мк техпроцессу с частотой 4 ГГц. Чип, пока известный под кодовым наименованием Potomac, будет иметь кэш L3 объемом 4 Мбайт.

Последним настольным Pentium 4 на ядре Northwood стала модель с тактовой частотой 3,40 ГГц и 512 кбайт кэш-памяти L2. В тот же день был представлен процессор Pentium 4 на основе ядра Prescott (0,09-микронный техпроцесс) с кэшем второго уровня объемом 1 Мбайт. Интересно, что новые чипы не получили какого-либо нового названия, а сохранят старое — Pentium 4, в то время как предлагалось название Pentium 4 SSE3. На базе нового ядра пока будут выпускаться процессоры с частотами от 2,80 до 3,40 ГГц. Кстати, младшая модель имеет шину 533 МГц и маркируется как 2,80А, чтобы отличить ее от модели с такой же частотой и шиной на ядре Northwood. Модели с шиной 800 МГц и частотами 2,80, 3, 3,20 и 3,40 ГГц имеют индекс «E» в маркировке — так их можно отличить от моделей с той же частотой и шиной на ядре Northwood. В III квартале 2004 года будет выпущен Pentium 4 с тактовой частотой 3,80 ГГц, а к концу года можно ожидать и покорения рубежа в 4 ГГц.

Основными особенностями нового ядра стал его полный редизайн, удлиненный до 31 стадии конвейер, новая методика изготовления с применением технологии напряженного кремния и диэлектриком CDO в межсоединениях, а также 13 новых инструкций (SSE3). Кроме того, улучшены технология Hyper-Threading, прогнозирование переходов, предварительная выборка данных в кэш и управление питанием. Также ускорены операции умножения целых чисел, введены дополнительные буферы записи. В новинке должна быть поддержка 64-битных инструкций, которые не совместимы с 64-битными инструкциями AMD и заблокированы, по крайней мере, пока. Предусмотрена технология аппаратного шифрования данных La Grande, но программная поддержка появится позже. Новый кристалл имеет площадь 112 мм² и содержит 125 млн транзисторов. В связи с этим изменился и терморежим нового процессора – спецификация FMB 1.5. Термопакет теперь расширил свои диапазоны: старшая модель будет иметь тепловыделение 103 Вт. Однако из-за этого возникают проблемы совместимости с большинством имеющихся системных плат. Цены на процессоры этой линейки колеблются от $163 до $417, но вскоре, для стимуляции спроса, они сравняются с ценами на линейку Northwood.

К середине года Intel изменит форм-фактор процессоров на ядре Prescott с Socket 478 на Socket 775 (Socket T). Пока что удается использовать старый корпус, за счет того, что с 24 ноября 2003 года все процессоры Pentium 4 с 800 МГц шиной выпускаются в измененном корпусе. Степпинг ядра Northwood сохранился (D1, CPUID 0F29h), а вот сама упаковка изменилась. Число слоев микроплаты процессора увеличилось с 6 до 8, высота процессора выросла с 3,46 до 3,75 мм, а на обратной стороне вместо привычных 12 конденсаторов установлено целых 30! Процессоры Prescott с текущим степпингом C0 еще совместимы с некоторыми имеющимися материнским платами, но их частота не превысит 3,6 ГГц. Скорее всего, степпинг C1 будут иметь процессоры Prescott в исполнении Socket T (LGA 775). И только тогда они смогут перешагнуть барьер в 4 ГГц. Поскольку в ближайшее время в продаже появятся в основном модели с низкой частотой, проблемы пиковых токов в топовых моделях не возникает. Необходимость в технологии «без ножек», по-видимому, продиктована желанием избавиться от паразитных емкостей между контактами.

Появление бюджетных Celeron на ядре Prescott (с частотами 2,80; 2,60 и 2,53 ГГц) ожидается во II квартале 2004 года. Естественно, они изготовлены по 0,09-мк технологии, имеют 256 кбайт кэша второго уровня и поддерживают системную шину 533 МГц.

Будущее процессоров Pentium – это четвертое поколение архитектуры NetBurst – процессор, известный под кодовым названием Tejas. Ранее его выпуск планировался на конец 2004-го, затем был перенесен на I квартал 2005-го, а сейчас стало известно, что он появится не раньше II квартала 2005 года. В I же квартале 2005 года, скорее всего, будет выпущена 4,2-ГГц версия процессора Prescott.

Спецификации Tejas:

• 90 нм/65 нм техпроцесс;

• улучшенная Hyper-Threading;

• 120-140 мм² площадь кристалла (90 нм)/80-100 мм² площадь кристалла (65 нм);

• 1 Mбайт кэш L2, 24 кбайт кэш L1, 16K uOps Trace Cache;

• 8 новых инструкций;

• 800/1066 МГц FSB;

• 775 LGA (Land Grid Array) Package.

Опытные образцы Tejas пока имеют частоты от 2,80 ГГц. Они отличаются повышенным тепловыделением – порядка 150 Вт. Все образцы Tejas выполнены в новом корпусе LGA-755, у которого отсутствуют традиционные "ножки", поэтому для крепления данного чипа необходим новый разъем со специальным прижимным устройством - рамкой.

Новые чипсеты Grantsdale и Alterwood для Pentium 4 на ядре Prescott появятся во II квартале 2004 года, в их состав войдет доработанный южный мост ICH6W (кодовое название — Caswell) со встроенным контроллером стандарта IEEE 802.11b/g. Кроме того, южный мост ICH6W будет иметь встроенный 4-канальный контроллер Serial ATA, поддержку до четырех устройств с интерфейсом PCI Express, звуковое ядро Azalia и некоторые другие интересные возможности. Сначала ожидаются чипсеты i925X (Alderwood), i915P (Grantsdale-P), i915G (Grantsdale-G). В III квартале появятся i915GV (Grantsdale-GV), i910GL (Grantsdale-GL) — облегченные модели со встроенной графикой, а LakePort-P, LakePort-G — во II квартале 2005 года. Все модификации i915 рассчитаны на процессоры без "ножек" для перспективного разъема Socket 775, а 910GL — для чипов на привычном Socket 478.

Мобильные процессоры

5 января 2004 года корпорация Intel официально представила новое семейство мобильных процессоров Celeron M, рассчитанных на использование в недорогих ноутбуках. Celeron M делает еще доступнее для покупателей удачную платформу Intel Centrino.

Процессор Celeron M построен на основе ядра Banias (0,13-мк техпроцесс) и имеет вдвое урезанный по сравнению с Pentium M кэш второго уровня объемом 512 кбайт. Чип поддерживает системную шину 400 МГц и обладает встроенной технологией DeeperSleep, позволяющей экономить электроэнергию в периоды бездействия системы. Пока выпускаются три варианта Celeron M: с тактовыми частотами 1,30 и 1,20 ГГц и стандартным энергопотреблением (напряжение ядра 1,365 В; тепловыделение — 24,5 Вт), а также с частотой 800 МГц и сверхнизким энергопотреблением (напряжение ядра 1,004 В, тепловыделение — 7 Вт). Новые чипы полностью совместимы с наборами логики для Pentium M семейства i855, а также с чипсетом i852GM. Оптовая цена при поставках партиями по 1000 штук Celeron M 1,30; 1,20 ГГц и 800 МГц составляет $134, $107 и $161 соответственно. К концу года планируется увеличить частоту Celeron M до 1,5 ГГц. Что ж, это ожидаемый шаг со стороны Intel, позволяющий еще больше сократить расход энергии аккумулятора портативных ПК.

Появился и новый чипсет линейки i855 — 855GME. В этом наборе микросхем реализованы новые энергосберегающие функции, которые можно задействовать при применении памяти DDR333. Также в чипсет входит усовершенствованный графический процессор, способный динамически снижать свою тактовую частоту при работе от батарей. Кроме того, 855GME может автоматически, в зависимости от освещенности, подстраивать режим работы подсветки, экономя до 25% потребляемой лампами энергии. На нынешний год намечен выпуск вариантов Centrino с поддержкой протоколов 802.11a/b и 802.11b/g.

Недавно компания VIA заявила о своем желании создать набор системной логики для платформы Centrino. Компания собирается выйти на этот рынок с двумя чипсетами: PN800 и PN880. Заявлено, что они будут поддерживать оперативную память DDR400 и поставляться со встроенным графическим ядром Unichrome Pro с аппаратным декодером MPEG-4.

Процессор Pentium M второго поколения на основе ядра Dothan (системная шина 400 МГц) будет официально представлен во II квартале 2004 года, возможно, в мае. Первоначально планировалось объявить о новом чипе в феврале, однако специалисты Intel обнаружили в этой микросхеме недоработки, для устранения которых потребовалось время. По заявлению компании, такая отсрочка необходима из-за экономической нецелесообразности выпуска процессора в том виде, в каком он должен был предстать перед изначально. Эти чипы, выполненные по 0,09-мк технологии на ядре Dothan, сначала будут иметь тактовые частоты от 1,6 до 1,8 ГГц, а частота работы системной шины к I кварталу 2005 года достигнет 533 МГц. Энергопотребление, в зависимости от модификации, составит от 21 до 25 Вт. При производстве ядра Dothan также будет использоваться технология напряженного кремния, применяемая во всех процессорах Intel, изготовленных по 0,09-мк техпроцессу. Версия чипа с поддержкой системной шины 533 МГц будет потреблять уже 30 Вт энергии.

Стало известно, что во второй половине 2005 года должны появиться процессоры на ядре Jonah, созданные по 65-нм технологии. Энергопотребление чипов Jonah, по всей видимости, вплотную приблизится к отметке 50 Вт. Высокое энергопотребление будущих чипов Intel может подтолкнуть производителей портативных компьютеров к переходу на процессоры от сторонних изготовителей. Например, кристаллы Transmeta Efficeon, выполненные по 90-нм технологии, при сравнимых с Jonah тактовых частотах будут иметь энергопотребление около 25 Вт. Впрочем, скорее всего, к моменту появления чипов Jonah на рынке их характеристики изменятся в лучшую сторону.

Крупнооптовая цена процессора Dothan с тактовой частотой 1,80 ГГц составит $637, с частотой 1,70 ГГц - $455, а с частотой 1,60 ГГц - $326. Двухгигагерцевый Pentium M ожидается не ранее начала 2005 года, а чип с частотой 2,13 ГГц – во II квартале. На конец 2004 – начало 2005 года запланирован и переход на системную шину 533 МГц.

Второе поколение платформы Centrino - Sonoma, в состав которой войдут чипы на ядре Dothan, набор логики Alviso GM и контроллер беспроводных сетей Intel Pro/Wireless 2200, появится к концу года.

Северный мост чипсета Alviso оснащен новым графическим ядром и имеет технологию динамического экрана, которая позволяет автоматически переходить в режим пониженного энергопотребления в зависимости от изображения на экране. Кроме того, чипсет Alviso поддерживает память DDR2 SDRAM. В качестве южного моста используется ICH6-M. Другие спецификации чипсета Alviso:

• поддержка мобильных процессоров Intel на ядре Dothan;

• Serial-ATA

• PCI Express

• поддержка ExpressCard формата "add-in";

• интегрированный 7.1-канальный аудиокодек Azalia.

В январе Intel выпустила модуль беспроводной связи Pro/Wireless 2200GB. Новый модуль, известный под кодовым именем Calexico 2, позволяет подключаться к беспроводным сетям стандартов IEEE 802.11b/g. До недавнего времени в состав платформы Centrino входили только контроллеры Intel Pro/Wireless 2200 и Pro/Wireless 2200A, работающие в сетях стандартов 802.11b и 802.11a. В текущем году Intel планирует представить контроллер, способный поддерживать стандарты 802.11a/b/g. Цена одного модуля Pro/Wireless 2200GB при поставках партиями по 10000 штук составит около $25. С введением новых стандартов беспроводной связи платформа Centrino становится все более конкурентоспособной и занимает все большую долю рынка, которая еще в прошлом году перевалила рубеж 40%.

Таблица 1. План выпуска мобильных процессоров Intel

Цена	II квартал 2004 года	III квартал 2004 года	IV квартал 2004 года	I квартал 2005 года
$3000+	1,80 ГГц¶	1,80 ГГц¶	2,0 ГГц¶	2,13a ГГц
$2500+	1,70А¶; 1,70*	1,70А¶; 1,70*	1,80¶	2Аa, 2¶
$2000+	1,60¶, 1,60*	1,70А¶; 1,70*	1,70A¶	1,87a, 1,80¶
$1400+	1,50*, 1,40*	1,60А¶, 1,60*, 1,50*	1,60А¶, 150А¶	1,73a, 1,70А¶, 1,60Ba, 1,60А¶
LV (с низким энергопотреблением)	1,30 ГГц¶	1,30ГГц¶	1,40 ГГц¶	1,40+a, 1,40¶
Ultra LV (cо сверхнизким энергопотреблением)	1,0А¶, 1,0*	1,0А¶, 1,0*	1,10¶, 1,0А¶	1,10+¶, 1,0А¶+
*-0,13-мк техпроцесс, кэш L2 - 1 Мбайт, шина 400 МГц (Banias) ¶-0,09-мк техпроцесс, кэш L2 - 2 Мбайт, шина 400 МГц (Dothan) a-0,09-мк техпроцесс, кэш L2 - 2 Мбайт, шина 533 МГц (Dothan)

В начале будущего года появятся мобильные Pentium 4-M на основе ядра Prescott с поддержкой технологии Hyper-Threading. Эти чипы, рассчитанные на использование в ноутбуках класса "замена настольного ПК", будут иметь кэш-память объемом 1 Мбайт и системную шину 533 МГц. Первые модели станут работать на частоте 3,46 ГГц, которая к концу 2004 года вырастет до 3,73 ГГц. Вот только не понятно, для чего в ноутбуках нужны такие высокопроизводительные процессоры, ведь потреблять энергию они будут «по-десктопному».

На проходившем в сентябре 2003 года в Сан-Хосе IDF компания Intel обнародовала планы по выпуску новых мобильных процессоров и оборудования для беспроводных сетей. Речь идет о новых процессорах серии XScale, основанных на ядре ARM и использующихся в КПК на платформе PocketPC и некоторых смартфонах.

В мае запланировано появление процессоров PXA263 под кодовым названием Bulverde, они будут иметь частоты 412 и 540 МГц. В новых процессорах реализовано сразу несколько важных нововведений, призванных повысить производительность мобильных устройств (в том числе в мультимедийных приложениях) и в то же время способствовать снижению их энергопотребления. Последнюю задачу должна решать технология Wireless SpeedStep — с ее помощью можно динамически управлять напряжением питания и тактовой частотой процессора. По сравнению с используемой сейчас технологией Intel Dynamic Voltage в Wireless SpeedStep добавлены три новых режима энергосбережения, что позволяет более гибко управлять производительностью и потреблением энергии.

Для повышения производительности в мультимедийных приложениях новые чипы XScale используют набор дополнительных инструкций Wireless MMX, созданных на базе технологии MMX, реализованной еще в первом поколении процессоров Pentium. Применение Wireless MMX позволит повысить скорость работы с двухмерной и трехмерной графикой, а также со сжатым видео формата MPEG-4. Еще одно мультимедийное новшество в Bulverde – технология QuickCapture. По своей сути, QuickCapture - это интерфейс для подключения к мобильному устройству внешних фото- или видеокамер. По заверениям Intel, обеспечиваемой QuickCapture пропускной способности достаточно для нормального обмена информацией с 4-мегапиксельным фотоаппаратом или для записи видео со скоростью до 40 кадр/с.

Помимо процессоров XScale на новом ядре Bulverde, компания намерена выпустить очередной процессор для смартфонов и коммуникаторов на ядре Manitoba. Модель PXA800EF отличается от прежних "сотовых" процессоров Intel поддержкой протокола EDGE.

Ну что ж, такая активность компании Intel еще раз подтверждает данные аналитиков IDC о том, что с расширением количества продуктов Intel и наступлением на новые рынки, все больше сокращается рыночная доля компании AMD, несмотря на достаточно успешный IV квартал прошлого года.

Серверные процессоры

В этом сегменте компания Intel будет менее активна. Во II квартале должны выйти давно обещанные чипы под кодовым названием Madison 9M. Это обыкновенный чип Madison с 9 Мбайт кэша L3 и тактовыми частотами от 1,5 ГГц. Такой процессор будет содержать более 500 млн транзисторов. На III квартал 2004 года запланирован выпуск чипов Itanium нового поколения. Новые процессоры, получившие кодовое название Fanwood, будут поддерживать системную шину, работающую на частотах 400 и 533 МГц; кроме того, ожидается появление чипа Fanwood с пониженным энергопотреблением (LV).

Выпуск следующего поколения 64-разрядных двухпроцессорных серверных чипов под названием Montecito перенесен с 2004 на начало 2005 года. Это следующее поколение процессора Itanium 2, которое позиционируется как замена 32-битным Xeon. Похоже, данный процессор, будет производиться по технологии 0,09 мкм и содержать два процессорных кристалла в одном корпусе. У каждого из них предусмотрен собственный кэш L1, L2 и L3. А весь конструктив будет содержать около 1 млрд транзисторов!

Именно в этих процессорах дебютирует новая технология внутренней "распределительной" (arbiter) шины, предназначенной для управления двумя и более процессорными ядрами в едином корпусе – нечто вроде общего процессорного системного интерфейса с пропускной способностью до 6,4 Гбайт/с и производительностью до 400 млн транзакций в секунду. По словам представителей компании, применение такой шины позволит удвоить объем кэш-памяти, поддерживаемой каждым процессором.

Montecito будет иметь 24 Мбайт кэша 3-го уровня, а также два ядра с возможностью многопоточного режима. Будущий последователь Montecito, процессор Tanglewood будет иметь более двух ядер с возможностью установки до 6 Мбайт кэша и пропускной способностью системной шины 6,4 Гбайт/с. Montecito позиционируется как решение для работы с большим количеством данных, что и нашло отражение в размере кэша. Отличительная черта серверов на базе Itanium — возможность восстановления после сбоя (ERP), что позволяет говорить о применимости их для хранения и обработки баз данных. Согласно заявлениям представителей Intel, в течение второй половины 2003-го объем продаж Italium 2 увеличился на 65% по сравнению с первым полугодием. Следует отметить положительную динамику роста продаж продукции Intel на корпоративном рынке, составляющем 80% от общего рынка серверов, где главным конкурентом Intel является Sun Microsystems.

Как известно, компания Intel планирует и дальше активно использовать 32-разрядные процессоры не только для настольных компьютеров, но и для серверов. Nocona – это следующее ядро для процессоров Xeon MP, которое является аналогом Prescott для «стола». Прежде всего, стоит отметить преимущества ядра Nocona по сравнению с предшественником, ядром Prestonia:

• кэш первого уровня увеличен с 12 до 16 кбайт;

• Trace-кэш увеличен с 12 до 16 кбайт;

• новый механизм предсказания ветвлений;

• поддержка набора инструкций SSE3;

• улучшенная реализация технологии Hyper-Threading;

• 800 МГц шина FSB;

• 0,09-мк техпроцесс.

Процессоры Xeon для двухпроцессорных серверов будут именоваться как Xeon 1M и стартуют с частотами от 2,8 до 3,6 ГГц. Цены на них таковы: Xeon 1M 3.60 ГГц - 851$, Xeon 1M 3,40 ГГц - 690$, Xeon 1M 3,20 ГГц - 455$, Xeon 1M 3,00 ГГц - 316$, Xeon 1M 2,80 ГГц - 209$.

Серверный процессор Xeon на основе ядра Nocona, выпущенный по 0,09-микронному техпроцессу, будет представлен не ранее II квартала этого года. Тактовая частота процессора составит от 2,80 до 3,60 ГГц, он будет работать с набором системной логики Lindenhurst (Intel E7710), имеющим двухканальный контроллер памяти DDR333/DDR400 с поддержкой ECC, шину PCI Express x8 и PCI Express x4 и Intel E7515 с теми же функциями, что и E7710, но поддерживающим и шину PCI Express x16. В III квартале ожидается презентация Nocona c пониженным энергопотреблением: этот процессор, предназначенный для блейд-серверов, будет иметь тактовую частоту 2,80 ГГц. В IV квартале Xeon на ядре Nocona получат тактовые частоты от 3,80 ГГц и смогут работать с системной шиной 800 МГц. Преемники процессоров этих Xeon и Xeon MP, чипы с кодовыми названиями Jawhawk и Potomac, а также чипсеты для них (Lindenhurst и TwinCastle) появятся на рынке не ранее I квартала 2005 года.

Процессоры Xeon MP с тактовой частотой 3,2 ГГц и кэшем L3 2 Мбайт (оптовая цена - $1040), а также с тактовыми частотами 2,8 и 2,4 ГГц и кэшем L3 1 Мбайт (оптовые цены - $450 и $336 соответственно) будут представлены в I квартале 2004 года. Во II квартале ожидается перевод Xeon на системную шину 800 МГц.

Позже Intel планирует объединить процессоры Xeon и Xeon MP в одно семейство. В конце этого года компания представит три процессора Xeon с 4 Мбайт кэша L3 (частоты 3,0, 2,7 и 2,2 ГГц). Цена этого процессора составит порядка $3700.

Планы AMD

Компания AMD настроена оптимистично и готовит к выходу на рынок большое количество новинок. Хотя будут ли эти новинки такими уж революционными?

Нежелая вкладывать еще большие средства в оптимизацию 32-битных технологий, компания обратилась к 64-разрядным системам. По мнению руководства, дни 32-битных процессоров сочтены. В компании считают, что к середине-концу 2005 года 64-битные процессоры полностью вытеснят 32-битные. Однако AMD продолжит продавать 32-битные процессоры ровно столько времени, сколько они будут пользоваться спросом у покупателей. По сути дела, компания создала себе очень выгодное положение, при котором может не беспокоиться о будущем своих процессоров, ведь все 64-битные процессоры, как для настольных систем, так и для серверов, изготовляются на одних и тех же производственных мощностях по одинаковым технологиям. Существующие же 32-разрядные процессоры не требуют от компании особых затрат, поскольку выпускаются по отлаженным технологиям. В то же время такой подход сдерживает компанию от технологического развития и мешает внедрять новые технологии — AMD старается путем наименьших затрат выжать все доступное из существующих. В конечном счете, это препятствует развитию новых архитектур и росту частоты ее процессоров. Ведь в рамках сегодняшней архитектуры K7-K8, которая имеет много «узких мест», очень проблематично увеличить число ступеней конвейера и исполнительных блоков, а также объем кэш-памяти.

Теряя процентную долю рынка, AMD не раз пересматривала свой будущий роадмэп. В связи с этим несколько раз за последние месяцы 2003 года изменялись планы и сроки выпуска процессоров.

Дела с переходом на 0,09-мк техпроцесс у компании идут проблематично, особенно учитывая, что выполняться процессоры должны по технологии SOI. Эта технология очень перспективна и дает много преимуществ в борьбе с утечками тока в транзисторах, однако сложна в исполнении, процент выхода годных кристаллов не высок. AMD объявила, что вынуждена перенести сроки начала массового производства 90-нм микропроцессоров на два-три месяца. Теперь чипы Opteron, выполненные по 90-нм технологическому процессу мы сможем приобрести лишь во второй половине 2004 года. Большинство остальных процессоров пока будет производиться по технологии 0,13 мк. Генеральный директор компании Гектор Руиз отметил, что AMD просто не поспевает за собственными планами. Для одного из технологических лидеров индустрии это недопустимо.

Тем не менее, нынешний год компания начала активно — 6 января был анонсирован выпуск сразу целой линейки процессоров Athlon 64 для настольных и мобильных систем. В список вошли:

Athlon 64 3400+, 3200+, 3000+;

DTR Athlon 64 3400+, 3200+, 3000+, 2700+;

Mobile Athlon 64 3200+, 3000+, 2800+.

В итоге на сегодняшний день характеристики и цены на всю линейку процессоров Athlon 64 (за исключением FX-51) следующие (см. таблицу 2).  

Таблица 2. Характеристики процессоров линейки Athlon 64.

 

Процессор	Модель	Частота, ГГц	Кэш L2, кбайт	Цена, $
Athlon 64	3400+	2,2	1024	417
	3200+	2,0	1024	278
	3000+	2,0	512	218
DTR Athlon 64	3400+	2,2	1024	417
	3200+	2,0	1024	278
	3000+	1,8	1024	218
	2700+	1,8 (?)	512 (?)	–
Mobile Athlon 64	3200+	2,2	1024	293
	3000+	1,8	1024	233
	2800+	1,6	1024	193

Остальные характеристики процессоров абсолютно идентичны: Socket 754, поддержка одноканальной памяти DDR400, частота шины HyperTransport — 1,6 ГГц (2x800 МГц), количество транзисторов – 105,9 млн, площадь ядра - 193 мм². Все процессоры построены по 0,13-мк SOI-техпроцессу на базе ядра ClawHammer. Athlon 64 3400+ работает на тактовой частоте 2,2 ГГц. Мобильный Athlon 64 отличается наличием технологии PowerNow! Все процессоры оснащены кэшем L2 объемом 1 Мбайт и производятся на фабрике Fab30 в Дрездене. Плюс ко всему AMD снизила цену на Athlon XP Barton 3200+ — теперь она составляет всего $213, отличаясь всего на $10 от Barton 3000+.

Следующее событие нас ожидает 29 марта. В этот день должен быть представлен новый разъем под 64-битные процессоры Socket 939, и выпустят процессоры Athlon 64 FX-53 в исполнении Socket 940 и Socket 939 (ядро ClawHammer сохранится) и Athlon 64 3700+ на ядре NewCastle в исполнении Socket 939, которое придет на смену ClawHammer в процессорах Athlon 64. Причем сначала появится версия Athlon 64 FX-53 под разъем Socket 940, а затем уже, через несколько месяцев будет введен разъем Socket 939. Интересно, что Athlon 64 FX-53 станет единственным настольным процессором с разъемом Socket 940. Вот только интересно, зачем же тогда придумывать такой разъем, который в дальнейшем будет использоваться только в семействе Opteron? Ответ прост: FX-53 опять будет обычным Opteron, маркированным как процессор для «стола» с «залоченной» мультипроцессорностью.

Примерно в мае должны появиться процессоры Athlon 64 3700+ и 3400+ в исполнении Socket 754. Это будут первые и одновременно последние 64-битные процессоры с разъемом Socket 754. Характеристики данных процессоров таковы:

• Athlon 64 FX-53 (ClawHammer): 0,13-мк техпроцесс с SOI, Socket 940 (первоначально)/Socket 939, тактовая частота 2,4 ГГц, поддержка двухканальной памяти DDR400, 1 Мбайт кэша L2;

• Athlon 64 3400+ (NewCastle): 0,13-мк техпроцесс с SOI, Socket 939 / Socket 754, тактовая частота 2,2 ГГц, поддержка одноканальной памяти DDR400, 1 Мбайт кэша L2;

• Athlon 64 3700+ (NewCastle): 0,13-мк техпроцесс с SOI, Socket 939 / Socket 754, тактовая частота 2,4 ГГц, поддержка одноканальной памяти DDR400, 1 Мбайт кэша L2.

Со II квартала 2004 года ожидается перевод всех настольных 64-разрядных процессоров AMD на разъем Socket 939, причем все эти чипы станут поддерживать двухканальную оперативную память. Топовые модели с индексом FX будут, как и прежде, иметь 1 Мбайт кэш-памяти, а "обычные" модификации — кэш-память объемом 512 кбайт. Наличие в таблице двух процессоров 3700+ объясняется просто: эти чипы должны производиться по 0,09-мк технологии, однако пока неизвестно, удастся ли AMD выпустить такой процессор в срок, поэтому он может появиться как во II, так и в IV квартале 2004 года.

Планируется, что III квартал будет посвящен подтягиванию «хвостов»: компания займется своим low-end. К этому времени процессоры Duron на своем последнем ядре Applebred уже сойдут с арены, а процессор Athlon XP, сменив Duron, перейдет в low-end. В III квартале появится новое ядро для Athlon XP, имеющее кодовое наименование Paris. Это совершенно новое ядро, изготовленное по технологии SOI с применением 0,13-мкм технорм. Этим объясняется малый объем кэша L2 – всего 256 кбайт. Процессор получит разъем Socket 754 и в целом будет похож на 64-битные процессоры. Ходят слухи, что ядро Paris сможет поддерживать 64-битные инструкции х86-64 (AMD64), но они просто будут в нем отключены. Очень похожая ситуация складывается с Prescott, компания Intel уже подтвердила наличие в нем 64-битных расширений, так что есть основания этим слухам доверять. Первым процессором данной серии станет Athlon XP 2800+.

В этом же квартале будет выпущен первый процессор AMD, изготовленный по технологии 0,09 мкм SOI — мобильный процессор Athlon 64 Mobile под кодовым именем Odessa. Этот процессор получит кэш 1 Мбайт, как самый заправский 64-битный процессор, и уже традиционную технологию PowerNow!.

Завершающий квартал года будет исключительно «горячим» на новинки. AMD приступит к массовому производству чипов серий Opteron 100 (Venus), 200 (Troy) и 800 (Athens), а также процессоров Athlon 64 Winchester и Athlon 64 FX San Diego, производящихся по технологии 0,09 мк.

В IV квартале текущего года планируется выпустить чипы Athlon 64 FX-55 и Athlon 64 4000+, с тактовой частотой 2,6 ГГц. Модель 3700+, которая появится чуть позже, будет работать на тактовой частоте 2,4 ГГц. Winchester будет иметь кэш L2 объемом 512 кбайт, а его старший брат, теперь больше напоминающий линейку Athlon 64, а не Opteron, как прежде, – San Diego – 1 Мбайт. Оба выполнены в конструктиве Socket 939. С этого времени производство всех 64-разрядных процессоров перейдет на техпроцесс 0,09 мк SOI. Также в IV квартале ожидается появление двух 32-разрядных процессоров 2800+ и 3000+ семейства Athlon XP, рассчитанных на установку в Socket 754. Тактовая частота данных чипов пока не определена, однако, по всей видимости, в этих микросхемах, как и в Athlon 64, будет встроен контроллер оперативной памяти. Эту линейку low-end планируется выпускать по старой технологии 0,13 мк SOI и кэшем L2 256 кбайт. Точной копией этого ядра для мобильных систем станет ядро Dublin. Этот процессор будет иметь 256 кбайт кэша L2 на борту и производиться по 0,13-мк SOI технологии. Процессор сможет поддерживать технологию энергосбережения PowerNow!, но едва ли будет нацелен на рынок ноутбуков, так как его энергопотребление составит порядка 62 Вт. Dublin будет иметь одноканальный контроллер памяти DDR400. Вероятно, процессор будет поддерживать инструкции AMD64, но пока это лишь предположения.

Возможно, Dublin найдет применение в мобильных компьютерах, DTR- и Barebone-системах. Пока известно только, что эти Athlon XP будут выпускаться с рейтингом 3000+ и 3200+. Частоты и цены на них остаются загадкой.

Ну а в сегменте HPC в IV квартале нас ожидает настоящий бум. Линейка SledgeHammer ,будет разделена на три самостоятельные линейки продуктов. Впрочем, данные продукты будут совершенно идентичны, за исключением того, что три новых ядра предназначены, соответственно, для восьми-, двух- и однопроцессорных систем на базе процессоров Opteron. Итак, названия трех новых ядер следующие — Athens, Troy и Venus. Все они, конечно, будут выполнены по технологии 0,09 мк SOI. Чипы будут обладать кэшем L2 объемом 1 Мбайт, что не так уж и много. За полгода частота кристаллов вырастет всего лишь на 200 МГц – до 2,6 ГГц. Серии процессоров все также будут именоваться трехзначными цифрами, где первая из них означает количество процессоров в системе с данной моделью. К концу года соответственно выйдут модели 852, 252 и 152.

Также планируется выпуск этих же чипов для систем с пониженным энергопотреблением. Пока AMD не сообщает каких-либо технических подробностей о новых чипах. Известно лишь, что энергопотребление модификации Opteron "средней мощности" составит около 55 Вт, а процессору с низким энергопотреблением потребуется примерно 30 Вт. Тактовая частота экономичных процессоров будет, очевидно, ниже, чем у стандартных версий Opteron. Основной нишей для новых процессоров должны стать блейд-серверы и системы хранения данных, где требования к энергопотреблению и тепловыделению особенно строги.

Во всех планах обоих производителей прослеживаются черты «борьбы с природой». Постепенно увеличивается энергопотребление процессоров, а вместе с ним растет и количество ножек в корпусах CPU. Так гнездо Socket 754 будет использоваться для недорогих и мобильных платформ. Процессоры на ядре Paris и Victoria станут конкурировать с Celeron на ядре Northwood-128 и Prescott-256. Socket 940 - бесперспективная платформа. После освоения AMD 0,09-мкм техпроцесса Athlon 64 перейдет с Socket 940 на Socket 939. Так что на сегодняшний день лучше воздержаться от покупки соответствующей материнской платы. И еще забавный факт: AMD, видимо, насмотревшись, как Intel дает имена своим кристаллам, решила присваивать своим ядрам названия исторических городов мира. К чему бы это?

Интересно также, что AMD намерена окончательно порвать со своей системой рейтинговой оценки производительности процессоров, называемой TPI. Этот проект было решено свернуть, поскольку он не оправдал возложенных на него надежд, поэтому во всех 64-битных процессорах данный рейтинг уже больше не применяется.

А дальше?

Вот в принципе и все, что ожидает нас в году текущем. Рано говорить о 2005-м, ведь конвергенция все набирает обороты, а закон Мура все еще действует. Хотя в принципе уже очевидно — прирост частоты и увеличение кэша не приносит должного прироста производительности, так что компании решили сделать ставку на технологии. Ведь микроархитектуру нельзя усовершенствовать до бесконечности, да и нет в том смысла. Несомненно, будущее за интеграцией различных технологий и возможностей в чипы. Так, компания Intel в серверном секторе делает ставку на многоядерность, а в настольном сегменте – на многопоточность. Компания AMD же, не желая вкладывать огромные инвестиции в подобные исследования, делает ход конем: повсюду продвигает технологию производства SOI и ставит на расширение микроархитектуры до 64 разрядов, а также на шину HyperTransport.

Далее, в первом полугодии 2005-го, ядро Paris будет плавно заменено аналогичным со схожими параметрами, только выполненным по технологии 0,09 мк, имеющим кодовое наименование Victoria. Впрочем, не исключено, что оно появится раньше – в конце текущего года, если того потребует рынок. Во втором полугодии его сменит чип Palermo. Мобильный Athlon 64 на ядре Odessa будет заменен на аналогичное под названием Oakville, видимо, с увеличенным объемом кэш-памяти. Во втором полугодии мобильному Athlon XP-M на ядре Dublin придет на смену Trinidad. Серверное трио Athens/Troy/Venus заменит, соответственно, Egypt/Italy/Denmark, а SanDiego превратится в Toledo.

	I квартал 2004	II квартал 2004	III квартал 2004	IV квартал 2004	1 полугодие 2005	2 полугодие 2005
Opteron (Socket 940)		SledgeHammer 0,13 мк; 1 Mбайт L2 850 (2,4 ГГц) 250 (2,4 ГГц) 150 (2,4 ГГц)		Athens/Troy/ Venus 0,09 мк; 1 Mбайт L2 852 (2,6 ГГц) 252 (2,6 ГГц) 152 (2,6 ГГц) Full & Low Power		Egypt/ Italy/ Denmark 0,09 мк SOI
Athlon 64 FX (Socket 940/ Socket 939)	ClawHammer 0,13 мк; FX-53 (2,4 ГГц), Socket 940	ClawHammer 0,13 мк; 1 Mбайт L2 FX-53 (2,4 ГГц) Socket 939		San Diego 0,09 мк; 1 Mбайт L2 FX-55 (2,6 ГГц)		Toledo 0,09 мк SOI
Athlon 64 (Socket Socket 939)		NewCastle 0,13 мк; 512 кбайт L2 3700+ (2,4 ГГц) 3400+ (2,2 ГГц)		Winchester 0,09 мк; 512 кбайт L2 4000+ (2,6 ГГц) 3700+ (2,4 ГГц)
Athlon 64 (Socket 754)		3700+ (2,4 ГГц, 1 Mбайт L2) 3400+ (2,2 ГГц, 512 кбайт L2)
Athlon XP (Socket 754)			Paris 0,13 мк, SOI, 256 кбайт L2 Athlon XP 2800+	Paris 0,13 мк SOI; 256 кбайт L2 Athlon XP 3000+	Victoria 0,09 мк SOI; 256 кбайт L2	Palermo 0,09 мк SOI
Athlon 64 Mobile	Athlon 64 Mobile 0,13 мк SOI		Odessa 0,09 мк SOI		Oakville 0,09 мк SOI
Athlon XP-M				Dublin 0,13 мк SOI, Socket 754,  256 кбайт L2		Trinidad 0,09 мк SOI

Таблица 3. Роадмап AMD