...
...

Микропроцессоры Athlon-64. Глава 1. Введение

Глава 1. Введение

Отказ фирмы AMD от дальнейшего развития микропроцессоров линейки Athlon XP побудил многих пользователей персональных компьютеров обратить свое внимание на новую платформу Athlon-64. До этого момента новости о развитии 64-битных микропроцессоров AMD проходили как-то мимо большинства из нас. И цена новинки "кусалась", да и смысла в покупке было не так уж и много, ибо на рынке на тот момент времени отсутствовали операционные системы, способные полностью задействовать всю вычислительную мощь новых 64-битных процессоров. Впрочем, очень многие люди, включая меня самого, с самого начала сомневались в том, получим ли мы вообще от этой пресловутой 64-битности заметный на глаз прирост быстродействия. В обычных 32- битных приложениях от поддержки процессором 64-битности толку немного, а использующие возможности расширенной разрядности игры еще только маячат на далеком горизонте. Другое дело, что новые процессоры и в обычном 32-битном режиме работы показывают вполне достойные результаты, превышающие те, которые можно получить на процессорах из линейки Athlon XP. Вместе с тем разница эта не настолько уж велика, чтобы сломя голову бежать в магазин за новыми процессорами.

Безусловно, за Athlon-64 будущее, но будущее это еще сравнительно далеко по компьютерным меркам. Массовый переход пользователей на новую платформу, по моему личному прогнозу, произойдет не раньше, чем к концу текущего года. Да и произойдет он чисто эволюционным путем, а не по причине неоспоримых преимуществ новой платформы. На тот момент времени начнут устаревать имеющиеся сейчас на руках у пользователей компьютеры. Появятся новые игры, которые, как водится, будут безбожно "тормозить" на системах, сегодня считающихся передовыми и "крутыми". Поворчав немного, наш гипотетический пользователь возьмет деньги из кубышки и отправится в магазин, где наткнется на весьма неприятное для себя открытие. Дело заключается в том, что заменить установленный у него процессор Athlon-XP к тому времени будет просто нечем. Новых процессоров Athlon-XP, способных работать на частотах выше 2200-2300 МГц, в продаже уже никогда не появится. Указанная частота является естественным "потолком" для процессоров этой линейки, причем "потолок" этот достигнут фирмой AMD уже довольно давно. Практически любой из современных процессоров линейки Athlon-XP без особых трудностей может быть выставлен на эту частоту (и у подавляющего большинства моих читателей наверняка уже и выставлен). Процессоры же "новой" линейки под Socket-A, называющиеся SEMPRON, являются не более чем официально разогнанными производителем копиями процессоров на хорошо знакомых нам ядрах Thoroughbred, Thorton и Barton. Менять на них обычные процессоры Thorton, Barton или Thoroughbred совершенно не стоит, так как "шило на мыло" получится, а не апгрейд. Никакого прироста быстродействия вы при такой замене не получите по совершенно очевидной причине. Как вы понимаете, скорость микропроцессоров зависит от их технических характеристик, а вовсе не от названия их торговой марки. Правило "как вы лодку назовете, так она и поплывет" в этом случае не срабатывает. Поэтому, хотим мы с вами того или нет, но придется-таки нам с вами раскошеливаться и подумывать о замене не только процессора, но еще и материнской платы. Материнские платы на основе чипсета NFORCE2 в паре с процессорами Athlon-XP славно потрудились в наших компьютерах, но сейчас им пора на заслуженный отдых. Собственно говоря, они и сейчас еще вполне "на коне", но время работает уже против них, и пошел обратный отсчет к моменту их тотального устаревания. Поэтому, если вы так же, как и я сам, предпочитаете держать дома современную компьютерную систему — такую, за которую не приходится краснеть в диспутах интернетовских форумов, — пора вам плотно задуматься об апгрейде.

Краткий обзор архитектуры процессоров семейства Athlon-64

Самым главным новшеством Athlon-64, отраженным даже в самом его названии, является 64-битный режим его работы. Причем режим этот не является каким-то довеском к 32-битному режиму, привычному для нас по популярным процессорам прошлых лет. Процессор изначально создан 64-битным. Вместе с тем он построен таким образом, что способен выполнять и обычные 32-битные задачи. Причем выполняет он их не в каком-либо режиме "обратной совместимости", а совершенно естественным для себя образом, как бы становясь на время обычным Athlon-XP. Получается так потому, что AMD не стала изобретать что-то новое, а просто как бы "расширила и углубила" то, что и так изначально имелось в ее процессоре Athlon-XP.

Обычные процессоры архитектуры x86 имеют восемь 32-битных регистров общего назначения. Фирма AMD для начала сделала их 64-битными. Затем, видимо хорошенько подумав о перспективах, взяла и удвоила их общее количество, доведя, таким образом, число 64-битных регистров до шестнадцати штук. Те из читателей, кто следит за циклом статей Влада Маслакова "Перспективы создания ОС", уже должны восхищенно зацокать языком. Для программиста на ассемблере такой подарок отнюдь не будет лишним. Регистры MMX AMD трогать не стала — почему именно, гадать не буду. Они как были в числе восьми штук разрядностью по 64 бита, такими и остались, а вот блок SSE2 разработчики AMD расширили также в два раза. Если в Pentium IV блок SSE2 состоит из восьми 128-битных регистров, то в Athlon-64 таких регистров целых 16 штук! Так как новый процессор AMD способен адресовать куда как большее количество оперативной памяти, чем прежние 32-битные процессоры, изменению подвергся и еще один регистр, называющийся "указатель инструкций". Данный регистр также стал из 32-битного 64-битным (хотя используется он и не целиком, но это уже тема для отдельного разговора). Если воспользоваться образным сравнением, планируя новое здание под офис, требующее большего места для работников, чем здание, бывшее раньше, они отказались от постройки новых этажей, вместо этого расширив свободное пространство в уже имеющихся помещениях. Таким образом, прежние работники (32-битные приложения) не испытывают каких-либо проблем в своей работе. Они просто не подозревают о существовании новых служб (как самих новых регистров, так и дополнительных разрядов в каждом регистре), да и они им и не нужны. А вновь нанимаемые работники (64-битные приложения) встречаются с ними сразу по приходу на работу и поэтому также не испытывают особых проблем.

32-битный режим работы

Новый процессор не потребует от вас установки каких-либо новых операционных систем. Вы по-прежнему можете использовать свои старые любимые программы и запускать игры, рассчитанные на старые процессоры Athlon-XP и Pentium-4. С их точки зрения новый процессор AMD будет выглядеть как Athlon-XP, разве что работающий несколько быстрее последнего. Проведенные разработчиками AMD оптимизации ядра процессора привели к тому, что "потолок частоты", о котором я вам рассказывал во введении, был увеличен, и большинство новых процессоров Athlon-64 без особого труда заводятся на частоты, равные 2,4-2,6 ГГц, а отдельные представители новых линеек вплотную приблизились и к магической цифре в 3,0 ГГц. Разумеется, я имею в виду не так называемый "рейтинг" процессора, а его реальную рабочую частоту. Работая на таких высоких частотах, новые процессоры AMD оставляют далеко позади себя самые дорогие процессоры фирмы Intel, таким образом, окончательно вырывая у них пальму первенства.

Подводя мини-итог, замечу, что даже если вас совершенно не интересует 64-битный режим, новые процессоры AMD все равно более предпочтительны к покупке, чем какие-либо другие, благо в новой линейке AMD имеются и чисто 32-битные процессоры — режим 64-битности в них не задействован, но стоимость их значительно ниже, чем у полноценных Athlon-64. Называются эти процессоры, только не смейтесь, SEMPRON. Мы поговорим о них подробно несколько позже, а пока вернемся к нововведениям в полноценном процессоре Athlon-64.

64-битный режим работы

Он потребует новых 64-битных приложений. В том числе и новых 64-битных операционных систем. Фирма "Майкрософт" уже выпустила финальную версию операционной системы Windows XP-64. Эта ОС не имеет никакого отношения к Longhorn — внешне она выглядит точно так же, как обычная XP. C 32- битными приложениями 64-битный Windows XP работает примерно с той же скоростью, что и прежняя 32-битная версия, протестировать ее работу с 64- битными версиями приложений мне не удалось, так как в поле моего зрения их просто не оказалось. Ну не торгуют ими у нас: покупательский спрос еще слишком мал, да и в Интернет ссылок на них не так уж и много. На данный момент времени Windows XP 64-bit обладает одним довольно крупным недостатком, в котором, впрочем, сама фирма "Майкрософт" совершенно не виновата. Дело в том, что любая 64-битная операционная система требует для себя 64-битных драйверов. Причем как драйверов реальных устройств, например, видеокарты или принтера, так и "виртуальных" — так называемых драйверов ядра. В связи с этим обстоятельством счастливый обладатель новой операционной системы с прискорбием обнаружит, что в его системе не запускаются всевозможные эмуляторы CD-ROM, "разгонялки" процессоров, регуляторы вентиляторов и прочий мелкий софт, имеющий в своем составе 32- битный низкоуровневый драйвер. В качестве примера сошлюсь на удобную утилиту для управления энергосберегающими функциями различных процессоров RmClock, на весь комплект утилит от фирмы ACRONIS и на подавляющее большинство антивирусов. Ситуация постепенно исправляется, разработчики выпускают новые версии, но процесс этот идет сейчас не так быстро, как хотелось бы. По сути, переделка старых 32-битных приложений под 64 бита не так уж и сложна и сводится к добавлению/убавлению нулей в "лишних" разрядах регистров. Но пока программисты разберутся с тем, как это делается в случае их конкретного приложения, пройдет немало времени.

Точно такая же ситуация сейчас сложилась и с драйверами устройств под обычные устройства. Фирма "Майкрософт" уже вложила в сам дистрибутив "знание" большого количества разных устройств. Подтянулись основные производители на манер ATI, NVIDIA, VIA и REALTEK, драйверы к звуковым картам Creative находятся в состоянии бета-версии. Но так или иначе имеется большое количество устройств, для которых драйверов пока так и не существует. К таким относятся, например, поголовно все телевизионные тюнеры (благодаря нерасторопности фирмы Philips). Также отсутствуют драйверы к всевозможным устройствам из разряда "Noname" — например, я так и не смог подключить к ней используемый мной переходник USB -> COM.

Cool'n'Quiet

Строго говоря, мой наглядный пример про "строительство офиса" на самом деле слегка хромает, так как новые этажи в своем "здании" AMD все-таки построили. Но разместили они в них те службы, которые в прежнем здании просто отсутствовали. Наиболее интересным нововведением с точки зрения конечного потребителя является режим энергосбережения, называющийся Cool'n'Quiet. В данный момент времени процессоры AMD греются куда слабее, чем равные им по вычислительной мощности процессоры Intel. Несмотря на это AMD решила ввести в свои процессоры технологию, дополнительно уменьшающую и без того небольшое тепловыделение своих процессоров. Называется эта технология Cool'n'Quiet (на жаргоне Интернет-форумов — C'n'C). Суть ее сводится к довольно-таки несложному алгоритму. Специальный драйвер (или программа) следит за тем, насколько полностью загружен ваш процессор работой в данную единицу времени. Если он занят незначительно, драйвер сначала снижает процессору множитель, что в свою очередь приводит к снижению рабочей частоты, а затем уменьшает напряжение питания. При возрастании нагрузки на процессор происходит обратный процесс: сначала возвращается на номинал напряжение питания, затем повышается множитель. В результате процессор, работающий на пониженной частоте, греется существенно меньше работающего на полную скорость. Возможность свободного изменения множителя процессора наверняка заставила учащенно биться сердца многих оверклокеров, но не тут то было! Процессоры из линейки "народных" Athlon-64 разрешают только понижать множитель ниже своего номинала — превышать зашитый в процессор "родной" множитель процессор не позволяет. Существуют модели процессоров Athlon-64, имеющие изначально незаблокированный множитель, но стоят они заоблачных денег и по этой причине неинтересны массовому потребителю.

Как обычно и бывает, драйвер режима C'N'Q, распространяемый самой фирмой AMD, работает "так себе". Процессор слишком агрессивно переключается из режима в режим, что зачастую приводит к тому, что делает он это совершенно невовремя, например, в то время, когда вы играете в компьютерную игру. Каких-либо настроек для этого драйвера в Windows не предусмотрено, поэтому уже появилось довольно-таки много альтернативных программ, предназначенных для управления данным режимом работы микропроцессора. От себя могу порекомендовать воспользоваться одной из двух утилит: RightMark CPU Clock Utility ( сайт или CrystalCPUID ( сайт Обе утилиты бесплатные, CrystalCPUID уже сейчас способна работать под Windows XP-64 bit, а Rightmark такой возможностью пока не обладает. Вместе с тем, RMClock значительно проще в изучении для неподготовленного пользователя, а CrystalCPUID, на мой взгляд, несколько перегружен возможностями. В том случае, если по каким-либо причинам вы не хотите пользоваться внешними утилитами, воспользуйтесь обычным драйвером, входящим в состав операционной системы Windows XP. Для того, чтобы переключить процессор в режим указанного пониженного энергопотребления, достаточно на закладке управления питанием (свойства экрана -> заставка -> Питание) включить какой-либо из профилей энергосбережения, отличный от "Всегда включен".

[Продолжение следует.]

(с) Герман Иванов http://german2004.da.ru

© Компьютерная газета

полезные ссылки
Аренда ноутбуков
Ремонт ноутбуков в центре Минска