Процессоры нового поколения и перспективы их развития

системы.  В Р6 предусмотрена возможность получения через контакты

процессора  или  с  помощью программного обеспечения информации о

более чем 100 переменных процессора или происходящих в нем  собы-

тиях,  таких как отсутствие данных в кэше,  содержимое регистров,

появление самомодифицирующего кода и так далее. Операционная сис-

тема  и другие программы могут считывать эту информацию для опре-

деления состояния процессора.  В Р6 также реализована  улучшенная

поддержка  контрольных точек,  то есть обеспечивается возможность

отката компьютера в зафиксированное ранее состояние в случае воз-

никновения ошибки.

     Р6 поддерживает те же возможности  по  контролю  при  помощи

функциональной избыточности (FRC),  что и Pentium.  Это означает,

что в P6 предусмотрена возможность построения систем с параллель-

ным выполнением одних и тех же операций двумя процессорами с вза-

имным контролем результатов и сообщением об ошибке в случае  рас-

хождения.  При  этом,  к сожалению,  P6 по-прежнему не сообщает о

причине ошибки.

     В модели  Р54С процессора Pentium "Intel" предложила простой

и недорогой способ организации двухпроцессорной работы: ведущий и

ведомый процессоры используют общий кэш и невидимо для приложений

разделяют программу на потоки.  Однако использовать такую органи-

зацию работы могут лишь многопоточные операционные системы.

     Р6 переводит организацию многопроцессорной работы  на  новый

уровень,  соответствующий определенной "Intel" мультипроцессорной

спецификации MPS 1.1.  Одним из наиболее сложных аспектов симмет-

ричной  многопроцессорной  работы  является поддержание кэш-соот-

ветствия для всех подсоединенных к отдельным  процессорам  кэшей.

Р6  поддерживает кэш-соответствие для вторичного кэша на внутрен-

нем уровне, а внешняя шина P6 выступает как симметричная мультип-

роцессорная шина.

     Раньше проектировщики мультипроцессорных систем должны  были

создавать  собственные шины для связи процессоров,  либо приобре-

тать лицензию на уже  существующие  решения,  например  Corollary

C-bus II.  Теперь средства, реализованные "Intel" в Р6, позволяют

объединить четыре процессора в мультипроцессорную систему. Четыре

- это предел, обуславливаемый принятой в Р6 логикой арбитража.

                             - 13 -

     Еще одна проблема для производителей многопроцессорных  сис-

тем  на  базе Р6 состоит в том,  что для эффективной работы таких

систем к каждому процессору подключается выделенный  кэш,  размер

которого  должен быть больше,  чем 256 кб - размер кэша в корпусе

Р6. Таким образом, проектировщики высокопроизводительных серверов

будут  вынуждены использовать внешние контроллеры кэша и дополни-

тельные микросхемы статической памяти.

     Эта проблема  будет разрешена,  если "Intel" увеличит размер

кэша второго уровня в корпусе Р6, что достижимо либо за счет уве-

личения  размера кристалла,  либо за счет перехода к более миниа-

тюрной технологии производства.  Сегодня  производители,  которые

хотят  строить системы с более чем четырьмя процессорами,  должны

объединять две или более четырехпроцессорных  системы  с  помощью

высокоскоростного последовательного соединения память-память. Ре-

ализации таких соединений для PCI ожидаются в этом году.

                       2Системы на основе Р6

     Можно предположить,  что компьютеры на базе P6 первоначально

будут  напоминать сегодняшние наиболее мощные Pentium-компьютеры:

по меньшей мере 1 Гб жесткий диск, 32 Мб оперативной памяти, мощ-

ные  графические  контроллеры.  Появятся первые многопроцессорные

серверы на Р6.

     Улучшенная диагностика и средства обработки ошибок в Р6 поз-

воляют проектировать на базе Р6 надежные серверы уровня предприя-

тия. Улучшенная поддержка симметричной многопроцессорной работы в

сочетании с поддерживающими такую работу версиями OS/2 и  NetWare

приведет к построению на Р6 еще более мощных серверов.

     "Intel" предполагает,  что первыми Р6-системами будут серве-

ры, однако настольные компьютеры на P6 появятся почти одновремен-

но с ними. Цена первых настольных Р6-компьютеров будет начинаться

с 4000 долларов и расти с ростом мощности конфигурации.  С учетом

размера корпуса Р6, его потребления энергии и рассеиваемого тепла

(требуется активное охлаждение),  не следует ожидать быстрого по-

явления портативных компьютеров на Р6.

     Как обычно, первыми пользователями настольных компьютеров на

процессоре нового поколения будут разработчики программного обес-

печения  и пользователи из таких областей,  как САПР,  настольные

издательские системы,  научное моделирование и  визуализация  его

результатов, статистика, одним словом, те области, которым всегда

недоставало и будет недоставать существующих скоростей.

     Что касается  серверов,  то первыми кандидатами на переход к

Р6 являются серверы приложений,  осуществляющие такие работы, как

рассылку  сообщений,  доступ к базам данных и хранилищам докумен-

тов. Системные серверы и серверы печати не привязаны к конкретно-

му  типу процессоров и поэтому не испытывают таких потребностей в

увеличении мощности.

     Вполне вероятно,  что  первыми покупателями Р6- систем будут

сравнительно небольшие организации, где на эти системы будет воз-

ложено выполнение самостоятельно разработанных критичных для дея-

тельности организации приложений.  Большие предприятия будут при-

обретать такие системы несколько позднее, после тщательной оценки

                             - 14 -

и подготовки.  Дело в том,  что большие организации эксплуатируют

значительно большее число разработанных на заказ программ и стан-

дартного программного обеспечения,  и требуется провести проверку

на его совместимость с новыми системами.

     Типичная Р6-система будет включать процессор Р6  с  тактовой

частотой  133 МГц,  внешнюю шину,  работающую на половине,  одной

третьей или одной четверти от этой  частоты,  набор  чипов  Intel

Р6/PCI по имени Orion,  поддерживающий версию 2.1 32-битовой шины

PCI с частотой 33 МГц, но не поддерживающий 64-битовые расширения

PCI.

     Вследствие наличия встроенного кэша второго уровня,  в боль-

шинстве  Р6-систем  будет  отсутствовать внешний кэш и контроллер

кэша. Для построения основной памяти будут использоваться обычные

60-наносекундные DRAM или,  в некоторых случаях, поддерживаемые в

наборе чипов Intel Triton для Pentium более скоростные EDO  DRAM.

Стандартной будет конфигурация с 16 Мб оперативной памяти при все

возрастающем числе систем с 32 Мб.

     Первоначально Р6-системы будут включать как шину PCI,  так и

шины EISA/ISA. Однако по мере роста поддержки PCI необходимость в

EISA и ISA будет уменьшаться.  Особенно важным для этого является

появление предусмотренных в PCI 2.1 мостов PCI-PCI. Главной проб-

лемой  при использовании PCI сегодня является ограничения на сте-

пень ее нагрузки. Мосты между шинами позволяют работать с большим

числом  устройств  в пределах одного логического адресного прост-

ранства.

     Включение в систему нескольких шин PCI, соединенных мостами,

позволит как избежать использования других шин,  так и подключать

помимо памяти и графики высокоскоростные сетевые интерфейсы (нап-

ример, 100 Мбит/сек Ethernet, FDDI и ATM) и высокоскоростной пос-

ледовательный ввод-вывод.

     Емкость памяти на жестком диске будет по меньшей мере 730 Мб

с  использованием  интерфейса IDE или SCSI.  Большая часть систем

будет включать 2-скоростные или более быстрые CDROM.  Графика бу-

дет  обеспечивать  разрешение  1024 на 768 пикселов и управляться

картами-акселераторами с 2-4 Мб памяти.

     Более необычные  конфигурации  могут  включать слоты PCMCIA,

4-скоростные CD-ROM,  поддержку 40 Мб/сек Ultra SCSI,  встроенные

10-100  Мбит/сек сетевые порты и встроенные возможности мультиме-

диа,  реализованные с помощью цифровых сигнальных процессоров или

специальных чипов для обработки звука,  ввода/вывода видеоизобра-

жений,  компрессии/декомпрессии. Некоторые производители, возмож-

но,  прибегнут  к  использованию новых типов памяти,  128-битовых

графических акселераторов,  64-битовых расширений шины  и  других

новшеств, допускаемых спецификацией PCI.

                  2Следующее поколение процессоров

     Технология Р6  является логическим развитием технологии Pen-

tium. Ожидается что в процессоре Р7 будет реализована существенно

отличная от Р6 технология, обеспечивающая прорыв в производитель-

ности при сохранении совместимости с семейством x86.

     В прошлом  году  "Intel"  и "Hewlett-Packard" договорились о

                             - 15 -

совместной разработке нового микропроцессора,  появление которого

планируется на 1997 или 1998 год.  О внутреннем устройстве нового

микропроцессора пока известно лишь то,  что он будет использовать

RISC-технологию и обеспечивать выполнение всего существующего для

процессоров Intel  х86  и  Hewlett-Packard  PA-RISC  программного

обеспечения. Кроме поддержки существующих наборов команд этих се-

мейств, по всей видимости, в Р7 будет введена собственная система

команд.

     Согласно преобладающей точке зрения, "Intel" и "Hewlett-Pac-

kard"  ведут эксперименты с технологией VLIW ("very long instruc-

tion word" - очень длинное командное слово).  Можно сказать,  что

VLIW  в определенном смысле прямо противоположна технологии,  ис-

пользуемой в Р6.  В Р6 изощренно построенный декодер  транслирует

сложные команды х86 в более короткие и простые RISC-микрокоманды.

VLIW-процессор основывается на компиляторе нового типа,  который,

наоборот,  упаковывает  несколько  простых операций в одну "очень

длинную" команду. Каждая "очень длинная" команда содержит незави-

симые друг от друга операции, которые выполняются параллельно.

     Иными словами,  во VLIW-процессоре ответственность за плани-

рование выполнения команд переносится с аппаратуры на программное

обеспечение. Планирование осуществляет компилятор, и получающийся

в результате компиляции код прикладной программы содержит всю ин-

формацию о порядке выполнения команд.

     Однако пока VLIW-технология весьма несовершенна.  Во-первых,

не разработаны эффективные методы проектирования  VLIW-компилято-

ров.  Во-вторых,  вполне  вероятно,  что программное обеспечение,

разработанное для VLIW-процессора, придется перекомпилировать при

появлении процессора нового поколения.

     По этим причинам,  а также учитывая и другие обстоятельства,

многие  обозреватели сомневаются в том,  что Intel и Hewlett-Pac-

kard смогут выпустить жизнеспособный с точки  зрения  конкуренции

1	2	3	4	5