Presler'овская оттепель: размышления о перспективах разгона 0.065 мкм процессоров Intel

Подходит к концу 2005 год, самое время подвести итоги, а также сделать некоторые прогнозы на следующий. Поскольку название нашего сайта обязывает уделять больше внимания разгону, говорить сегодня мы будем именно о нём. Пока западные информационные ресурсы погружаются в рождественскую спячку, попробуем проанализировать, что ждёт в наступающем году тех оверклокеров, кто предпочитает разгонять процессоры Intel. Выбор этой темы для разговора не является свидетельством предвзятости или дискриминации платформы AMD, которая пользуется огромной популярностью среди оверклокеров. Дело в том, что сейчас политика компании Intel претерпевает важные изменения, которые отразятся на всех потребителях её продукции, и это даёт пищу для размышлений. В стане AMD всё более или менее стабильно и предсказуемо, и к поклонникам продукции этой компании мы наверняка обратимся в рамках другого материала.

В январе 2006 года Intel представит линейку 0.065 мкм процессоров, обозначив переход от 0.09 мкм техпроцесса к 0.065 мкм техпроцессу. Это будет лишь видимая часть айсберга тех важных изменений, которые последуют в 2006 году. Во-первых, переход на 0.065 мкм техпроцесс позволит Intel существенно увеличить долю двухъядерных процессоров в ассортименте продукции. По некоторым прогнозам, уже в третьем квартале 2006 года их доля превысит 50%, а к концу года достигнет 70%, если говорить о настольном сегменте. Ориентируясь на недавно изложенные долгосрочные планы Intel, мы можем видеть, что выпуск многоядерных процессоров отныне будет иметь высший приоритет, хотя в бюджетном секторе одноядерные процессоры просуществуют до 2008 года.

Процессоры Presler, являясь "продолжателями дела Smithfield", в действительности будут гораздо более технологичными. Имея "сдвоенную" компоновку, они позволят свести к минимуму брак, а также унифицировать кристаллы с одноядерными процессорами CedarMill. Последние будут представлять половинку Presler в буквальном значении этого слова, если кто-то не помнит. Стремление к унификации будет накладывать и некоторые ограничения. Например, одноядерные процессоры CedarMill будут привязаны своим частотным потенциалом к характеристикам двухъядерных процессоров Presler. Поскольку они изготавливаются из одних кремниевых пластин, выпустить сверхбыстрые одноядерные процессоры не удастся - частотный потолок всё равно будут задавать двухъядерные процессоры. В случае с Presler частотный потолок официально ограничен отметкой 3.4-3.46 ГГц - это лишь на 200 МГц выше, чем у старшей модели Smithfield.

Важно понимать, что именно Presler является приоритетным для Intel продуктом. CedarMill - это лишь побочный продукт производства Presler, призванный утолить потребность в одноядерных процессорах в течение переходного периода. Отчасти поэтому номинальная частота процессоров серии Pentium 4 6xx не вырастет после перехода на 0.065 мкм техпроцесс - старшая модель CedarMill будет работать на частоте 3.8 ГГц. При этом уровень энергопотребления будет снижен на 17-25% по сравнению с работающими на аналогичной частоте процессорами Prescott 2M. Это уже огромный плюс, так как о высоком тепловыделении процессоров Prescott ходили анекдоты, а пользователи сходили с ума от воя кулеров и злились из-за срабатывания разного рода термозащиты (throttling).

Если и эти доводы не способны убедить вас в том, что на улучшение потребительских характеристик ядра CedarMill инженеры Intel предпочитали не тратить много сил, совершим небольшой экскурс в прошлое. Цель этого обращения к архивам новостей такова - попытаться ответить на вопрос: "Что помешало Intel выпустить 0.065 мкм процессоры с высокими тактовыми частотами?" Действительно, мы уже сейчас можем видеть, как двухъядерные процессоры Presler разгоняются почти до 6.0 ГГц при интенсивном охлаждении, а одноядерные процессоры CedarMill разгоняются до 5.0 ГГц при использовании штатного воздушного кулера. Казалось бы, присваивай процессорам номиналы частот свыше 4.0 ГГц, да запускай их в продажу по выгодным ценам. Но Intel этого делать не собирается.

Чтобы понять глубинные причины такого поведения, вернёмся на полтора года назад. Погожим, ещё по-летнему тёплым августовским утром ваш покорный слуга обнаруживает на американском сайте Anandtech первые официальные упоминания о двухъядерных процессорах Smithfield. Как потом признаются представители Intel, этот процессор создавался в страшной спешке, не всё шло гладко, уровень энергопотребления был ужасающим, но ближе к середине 2005 года Smithfield всё же вышел, и обозначил смену курса Intel. Отныне править миром должны были многоядерные процессоры.

Какие события предшествовали смене курса? Безусловно, отмена анонса процессора Prescott с частотой 4.0 ГГц, а также отказ Intel от дальнейшего развития архитектуры NetBurst в лице ядра Tejas. Создав первые образцы Tejas, инженеры Intel поняли, что дальнейшее наращивание тактовых частот сопряжено с повышением тепловыделения, а удлиняемый для достижения высоких частот конвейер неизбежно снижает производительность. Собственно говоря, на примере сравнения процессоров Prescott и Northwood мы могли видеть, каким образом проявляется это противоречие. Prescott получил конвейер длиной в 31 ступень, в то время как Northwood имел 20-ступенчатый конвейер. Покорять более высокие частоты с длинным конвейером было проще, но на равных частотах Northwood оказывался быстрее. Проблема заключалась в том, что преимущества Prescott раскрывались только на частотах свыше 3.6 ГГц, и лучшие экземпляры Northwood до этой частоты успешно разгонялись, а номинальная частота старшей модели Prescott была ограничена 3.8 ГГц. К тому же, ядро Prescott имело более высокие задержки при работе с кэшем. Полюбить Prescott публике всё же пришлось, ибо процессоры Northwood были сняты с производства.

В тот момент Intel решает, что наращивание частот и удлинение конвейера - это тупиковая ветвь эволюции. Нужно создавать процессоры с более высокой удельной производительностью. Например, такие, как Pentium M - один из неоспоримых успехов компании за последние годы. Процессоры с такой архитектурой могут работать на умеренных частотах, отличаться скромным энергопотреблением, но при этом обладать хорошим быстродействием. Примерно в таких условиях принимается решение о создании процессоров Conroe, которые неизбежно становятся двухъядерными, поскольку увеличение числа ядер - это попутная линия развития процессоров Intel.

На сегодняшний день о процессорах Conroe известно не так много. Они будут выпускаться по 0.065 мкм техпроцессу, иметь монолитное ядро с 2 Мб или 4 Мб разделяемого кэша второго уровня. Рабочие частоты могут колебаться в пределах 2.5-3.0 ГГц, однако укороченный до 14 ступеней конвейер и усовершенствованная архитектура "а-ля Pentium M" позволят добиться высокой удельной производительности. Кроме того, декодер команд ядра Conroe сможет обрабатывать по 4 команды за такт, в то время как у процессоров Yonah декодер способен обработать только 3 команды. Это позволит повысить пропускную способность конвейера, даже с учётом его ограниченной длины. Ожидается, что процессоры Conroe будут на 30-40% быстрее работающих на равной частоте процессоров Yonah. Кроме того, двухъядерный настольный процессор Intel впервые за последние годы сможет похвастаться уровнем TDP не более 70-85 Вт.

Для любителей разгона уменьшение длины конвейера может означать, что разгонный потенциал процессоров Intel ухудшится после того, как состоится переход на архитектуру Conroe. Произойти это, согласно последним сведениям, должно уже в июле 2006 года. Сам по себе частотный потенциал не является мерой оценки прироста производительности, так что потеря может быть не такой страшной. Гораздо важнее, насколько прирастёт производительность процессора при увеличении частоты на некоторое число мегагерц. Здесь о свойствах процессоров Conroe мы пока ничего сказать не можем.

Зато можем понять, насколько хороши 0.065 мкм процессоры CedarMill и Presler, унаследовавшие обречённую на скорую гибель архитектуру NetBurst. Да, их номинальные частоты не внушают оптимизма, но разгонный потенциал уже неплохо изучен. Разгон с 3.0 ГГц до 5.0 ГГц при использовании воздушного кулера - это почти 70% прирост частоты. Такому разгону соответствует и некий прирост производительности, причём оверклокер получает его совершенно бесплатно. Длинный конвейер и 0.065 мкм техпроцесс - вот тот уникальный союз, который смогут предложить только процессоры Presler и CedarMill. После не самых приятных впечатлений от разгона процессоров Prescott это будет самая настоящая "оттепель", которая на короткое время согреет сердца любителей разгона. Каким будет разгонный потенциал Conroe, мы не знаем, но воспользоваться подарком судьбы по имени CedarMill смогут почти все владельцы материнских плат с разъёмом LGA 775. Тем более, что эти процессоры способны работать во многих существующих материнских платах, а для Conroe потребуются платы на новых чипсетах. Некоторые отличия на уровне разводки контактов и используемых сигналов между Prescott и CedarMill могут ограничить совместимость с отдельными материнскими платами, но таковых будет меньшинство.

Почему Intel всё же не предложила более быстрые версии CedarMill? Причина уже была нами изложена в скрытой форме: смена "политического курса" отвлекала силы инженеров на создание Conroe и подготовку массовых двухъядерных процессоров. Отвлекаться на разработку альтернативных ядер Intel не рискнула, архитектура NetBurst была перенесена на 0.065 мкм техпроцесс буквально "по инерции". Процессоры Prescott 2M в своём развитии топтались на месте, выпускать двухъядерные Smithfield было достаточно дорого, а потому первое поколение 0.065 мкм процессоров Intel унаследовало многие черты предшественников, в том числе и склонность к работе на высоких частотах. CedarMill стал "побочным продуктом" производства Presler, для него даже не были предусмотрены какие-то архитектурные изменения - он просто перешёл на более "тонкий" 0.065 мкм техпроцесс. Попутно Intel начала кампанию по "всеобщей платформизации", процессоры Pentium 4 6xx получили более ёмкий кэш второго уровня и массу технологий, которые должны были привлечь покупателя. По инерции процессоры Pentium 4 6xx перешли на 0.065 мкм техпроцесс, и то, что они хорошо разгоняются - это просто счастливое стечение обстоятельств.

Сторонники номинальных режимов эксплуатации тоже полюбят процессоры CedarMill и Presler - они должны отличаться низким уровнем тепловыделения, в среднем на 17-25% ниже, чем у 0.09 мкм предшественников. Уровень TDP для модели CedarMill с частотой 3.6 ГГц составит примерно 86 Вт.

Другими словами, для любителей разгона выход 0.065 мкм носителей архитектуры NetBurst открывает уникальное "окно возможностей". Пока развиваемая со времён анонса первого процессора Pentium 4 на ядре Willamette архитектура не покинула сцену, можно наслаждаться отменным разгонным потенциалом 0.065 мкм процессоров Intel. Тем более, что удовольствие это не требует особых вложений, помимо покупки самого процессора - достаточно использовать штатный кулер и существующую материнскую плату. Двухъядерные процессоры Presler будут работать во всех платах, поддерживающих Smithfield, для наборов системной логики Intel это соответствует поколению чипсетов i945x. Жаль только, что для "эволюционной лестницы" развития процессоров Intel семейства Presler и CedarMill станут временным вспомогательным звеном, которое достаточно скоро уступит место процессорам Conroe.