Daugiagyslė manija

Šis straipsnis yra dviejų dalių serijos 1 dalis; 2 dalis pasirodys penktadienį, gruodžio 16 d.

Ką daryti, kai negalite priversti mikroprocesoriaus veikti greičiau? Žinoma, jūs sujungiate du ar daugiau mikroprocesoriaus branduolių.

„Intel“ ir AMD, didžiausi pramonės konkurentai, jau pristatė dviejų branduolių lustus staliniams kompiuteriams. Ir tai tik tendencijos, kuri gali atnešti svarbių pokyčių asmeniniams kompiuteriams, pradžia: kelių branduolių apdorojimas. Abu šie pirmaujantys lustų gamintojai tikisi iki 2007 m. į stalinių kompiuterių lustus supakuoti keturis branduolius. O „Intel“ mokslininkai tiria, kaip įdėti dešimtis ar net šimtus branduolių į vieną lustą.

Tiek lustų gamintojams, tiek asmeninių kompiuterių gamintojams kelių branduolių lustų reikia dėl svarbios priežasties: jiems pritrūko esamų dizainų našumo galimybių. (Jau daugelį metų lustų gamintojai pridėjo tranzistorių ir padidino taktinį dažnį, kad procesoriai veiktų greičiau. Tačiau laikrodžio greitį galima padidinti tik tiek, kad lustas neišspinduliuotų per daug šilumos kompiuterio korpuse.)

Bet kodėl paprastam kompiuterio vartotojui reikia dviejų, keturių ar aštuonių lusto branduolių? Pirmiausia pagalvokite apie kelių užduočių atlikimą. Daugiafunkcinį darbą aš vadinu tylia „žudiko programa“, sako Shane'as Rau, rinkos tyrimų įmonės IDC puslaidininkių tyrimų programos vadovas. Šiandien visos mūsų naudojamos programos nikeliuoja ir pritemdo procesorių.

Dauguma atskirų programų jau veikia gerai – pačios. Tačiau, kaip žino bet kuris „Windows“ vartotojas, vienu metu paleidus kelias programas, tarkime, tekstų rengyklę, garso grotuvą ir antivirusinę programinę įrangą, galiausiai pasirodys nepageidaujamas smėlio laikrodis. Kelių branduolių apdorojimas gali baigti šį laukimo laikotarpį.

Be to, atsižvelgiant į šiandienos nuolat kintančias saugumo grėsmes, kelių užduočių atlikimo reikalavimai tik didės, teigia pramonės stebėtojai. Dauguma žmonių ir toliau naudos daugiau programų vienu metu, o kompiuteriams reikės paleisti daugiau saugos programų fone, kad apsisaugotų.

Visų pirma, garso ir vaizdo transliacijos užduotys gali sugadinti mikroprocesoriaus išteklius. „Intel“ mano, kad keli branduoliai bus daug geresni atliekant tokias užduotis kaip vaizdo įrašų atsisiuntimas iš kompiuterio į asmeninį medijos leistuvą. Be to, būsimi „Intel“ kelių branduolių procesoriai veikia vėsiau nei originalūs, todėl gali būti sukurti naujoviški nešiojamųjų kompiuterių ir stalinių kompiuterių korpusai. Bendrovės dviejų branduolių lustas, pravarde Yonah, debiutuos 2006 m. pradžioje.

Kitą mėnesį Las Vegase vyksiančioje Tarptautinėje buitinės elektronikos parodoje Taivano kompiuterių gamintojas AOpen planuoja pademonstruoti „Yonah“ varomą mašiną, maždaug tokio dydžio, kaip „Apple“ „Mac“ mini stalinis kompiuteris, kurio plotis yra 17 centimetrų, gylis – 17 centimetrų ir aukštis – 5 centimetrai. Pasak „In-Stat's“ vyriausiojo redaktoriaus Kevino Krewello, Yonah suvaidino svarbų vaidmenį neseniai priėmus sprendimą pirkti „Intel“ lustus. Mikroprocesoriaus ataskaita , nes „Yonah“ įgalins greitesnius „Powerbook“ nešiojamuosius kompiuterius.

Pirmojo rato klaidos

Ankstyvieji dviejų branduolių lustai, tokie kaip „Intel“ Pentium D, sulaukė prieštaringų atsiliepimų – daugiausia dėl to, kad jų našumas buvo neįspūdingas naudojant programinę įrangą, sukurtą tradiciniams vieno branduolio procesoriams. Norint iš tikrųjų išnaudoti dviejų branduolių arba kelių branduolių lustų galią, programinės įrangos taikomąsias programas reikia parašyti arba perrašyti, kad būtų galima pasinaudoti dviejų ar daugiau branduolių teikiamais pranašumais. Procesas vadinamas kelių gijų kūrimu.

Programuotojai jau sukūrė daugiagiją į Windows XP, Linux ir Mac OS X operacines sistemas, kad galėtų panaudoti vieno procesoriaus galią atliekant sistemos fono užduotis, o kito procesoriaus, pavyzdžiui, sudėtingoje programoje, pavyzdžiui, rodyti vaizdo įrašą. Kita vertus, daugelis programų pardavėjų, įskaitant žaidimų kūrėjus, dar neperžiūrėjo savo programų.

Šiandien keičiamo dydžio serverio programose turime kelių gijų programinę įrangą, tačiau staliniams kompiuteriams skirtose klientų programose ji yra retesnė, sako Krewellas. „Adobe“ naudojo daugiagiją turinio kūrimo programinei įrangai, įskaitant „Adobe Photoshop“; tačiau dauguma kitų taikomosios programinės įrangos įmonių to dar nepadarė.

Be to, šis pirmasis lustų turas, įskaitant AMD Athlon 64 X2 Dual-Core ir Intel Pentium D, vis tiek gamina daugiau šilumos, nei norėtų dizaineriai. Tai verčia dvigubus branduolius retkarčiais nusileisti ir veikti mažesniu nei galimu didžiausiu taktiniu greičiu. Tiesą sakant, žaidėjai ir kiti didelio intensyvumo programų vartotojai dažnai yra protingi naudoti kompiuterį, pagrįstą galingu vieno branduolio lustu, pavyzdžiui, AMD Athlon 64 FX.

Didesnė kelių gijų programų banga pasieks, kai 2006 m. rudenį bus pristatyta Microsoft Windows Vista operacinė sistema, teigia IDC Rau.

Lygiai taip pat svarbu, kad naujos kartos „Intel“ dviejų branduolių lustai naudos mažiau energijos – išliks ramūs be kompromisų. Kodiniu pavadinimu „Conroe“ staliniams kompiuteriams, „Merom“ nešiojamiesiems kompiuteriams ir „Woodcrest“ serveriams, šie lustai taip pat turėtų pasirodyti 2006 m. rudenį.

Aštuonių užtenka?

„Intel“ ir AMD teigimu, kelių branduolių dizainas bus dominuojanti mikroprocesorių tendencija šį dešimtmetį ir vėliau. Iki 2007 m. abi bendrovės planuoja pasiūlyti keturių branduolių mikroprocesorius vartotojų staliniams kompiuteriams. Kai kurie analitikai prognozuoja, kad „Intel“ gali pristatyti aštuonių branduolių lustus jau 2008 m.

Turite suderinti aparatinės įrangos įdiegimą su programine įranga, sako Philas Hesteris, AMD vyriausiasis technologijų pareigūnas. Perėjimas prie dviejų branduolių yra gana geras daugelio programų atsakymas.

Kadangi AMD planuoja savo ateities lustus, įskaitant keturių branduolių, ji turi subalansuoti lustų gamybos sąnaudas ir programinės įrangos naudą. Pavyzdžiui, lustas su trimis branduoliais ir dideliu talpyklos atminties kiekiu gali duoti daugiau pinigų nei keturių branduolių lustas, sako Hester. Taip yra todėl, kad daugelis programų, įskaitant sudėtingas, tokias kaip „Adobe Photoshop“, naudoja talpyklą, kad paspartintų užduotis. Gali būti prasmingiau išleisti mažiau branduolių ir įtraukti daugiau talpyklos, sako Hester.

Kita galimybė, dėl kurios kelių branduolių įrenginių naudotojai gali labai atsipirkti, yra specializuoti branduoliai, skirti puikiai atlikti tam tikras užduotis, pavyzdžiui, grafiką, naršyti internete ar saugos užduotis. Gali būti, kad vienas branduolys paleidžia jūsų XML srautą, o kitas atlieka standartinį kompiuterio darbą, sako Hester, paminėdamas, kad AMD tiria tokio tipo dizainą.

Tačiau daugiau branduolių sumontavimas į mikroprocesorių yra tik pradžia projektavimo iššūkių, su kuriais aparatinės ir programinės įrangos įmonės susidurs kelių gijų epochoje. Greičiausias procesorius pasaulyje vis tiek lauks, jei pagrindinė sistemos atmintis negalės su juo žengti koja kojon. Ir ši problema išaugs, jei lustas turės šimtus branduolių.

Jau rytoj: Mes atidžiau pažvelgsime į techninės ir programinės įrangos iššūkius su keliais branduoliais. Kokias kliūtis reikia įveikti, kad kelių branduolių apdorojimas galėtų ištesėti savo pažadą?

Laurianne McLaughlin yra technologijų rašytoja, gyvenanti Bostono srityje.

paslėpti