Viens, divi, četri. Kas tālāk?

 

Tikai apmēram pirms gada intensīvi sprieda par to, kas labāk – viena kodola vai divu kodolu procesori un vai lietotājiem vispār ir vajadzīgi daudzkodolu procesori. Tagad neviens vairs šādus jautājumus neuzdod, jo divkodolu procesori ir kļuvuši par parastu ikdienu.

 

Šādus procesorus kā pamatproduktu piedāvā gan Intel, gan AMD, kas ir galvenie personālo datoru procesoru ražotāji, un vienkodola procesori ir palikuši tikai sākuma līmeņa jeb budžeta segmentā. Intel veiksmīgā Intel® Core^TM arhitektūra, kas ir pamatā lielākajai daļai Intel ražoto divkodolu procesoru, ir sagatavojusi tirgu, lai tuvākajā laikā personālo datoru pamatprocesors būtu ar četriem kodoliem. Arī Intel galvenais konkurents AMD ir paziņojis par četrkodolu procesoru laišanu tirgu tuvākajā laikā.

Skatoties no malas uz šo kodolu dalīšanos, rodas jautājums, kāpēc tas vajadzīgs un kas notiks tālāk? Mūsdienu personālā datora centrālais procesors ir sarežģīta iekārta ar milzumu tehnisko raksturlielumu. Līdz ar to nav vienas atbildes par to, kurš procesors ir labāks, jo nevar visus raksturlielumus reducēt uz vienu integrētu kritēriju, kurš kalpotu par kvalitātes rādītāju.

Ja visus tehniskos rādītājus censtos kvalificēt no lietotāja viedokļa, tad varētu sadalīt četrās grupās:

·         ražība,

·         energoefektivitāte,

·         funkcionālās iespējas,

·         cena.

Ja ar cenu parasti viss ir skaidrs, tad pārējam vajag komentārus.

 

Ražība

Ar ražību saprot uzdevuma izpildes ātrumu. Tas ir, jo mazāk laika patērē uzdevuma veikšanai, jo ražība ir augstāka. Šķiet, šāda pieeja ražības definīcijai ir loģiska, bet īstenībā tas nav nemaz tik vienkārši. Ja paņemsim divus procesorus un divus uzdevumus un pirmo uzdevumu ātrāk veiks viens procesors, bet nākošo – otrs, kurš no šiem procesoriem būs ražīgāks?

Par ražību varam runāt, ražības mērījumus veicot uzdevumu kopumam. Uz procesora ražību vistiešāko ietekmi atstāj tā mikroarhitektūra, kešatmiņas lielums, takts frekvence un procesora kodolu skaits.

Ļoti ilgstoši galvenais ražību raksturojošais kritērijs bija procesora takts frekvence. Visu procesoru attīstības vēstures laiku visefektīvākais to ražības paaugstināšanas veids bija takts frekvences palielināšana, bet tas noveda pie patērētās enerģijas nelineāra pieauguma, kas radīja nopietnas problēmas ar siltuma novadīšanu no procesora virsmas. Attīstības rezultātā tika sasniegta robeža, virs kuras takts frekvenci paaugstināt praktiski nevar, jo nav iespējams adekvāti dzesēt pašu procesoru. Loģiski bija jāmeklē jauni paņēmieni, kā palielināt procesoru ražību. Viens no risinājumiem bija pāreja no vienkodola procesoriem uz divkodolu. Līdz ar to laiki ir mainījušies, un ražību reducēt tikai uz procesora takts frekvenci vairs nedrīkst.

 

Energoefektivitāte

Pēdējos gadus visi procesoru ražotāji - ne tikai personālo datoru - nopietni domā par sistēmu energoefektivitāti, jo, palielinot takts frekvences procesoru, iztērētā jauda sasniedza 100 W robežu un aizsteidzās tālāk uz augšu. Laikā, kad elektroenerģijas taupīšana ir vispārsaprotama, un pieaugot mobilo iekārtu skaitam, kur enerģija tiek ņemta no baterijām, jautājums par patērētās enerģijas daudzumu kļūst ļoti nopietns. Varbūt, uzstādot mājās vienu datoru, daudz nedomājam, cik samaksāsim par tā patērēto elektroenerģiju, bet lielākos uzņēmumos tas ir ļoti būtiski.

Pieaugot enerģijas patēriņam, pieauga dzesēšanas sistēmu izmēri un to radītais troksnis. Līdz ar to lielus līdzekļus nākas ieguldīt datoru un telpu dzesēšanas sistēmās. Tādējādi pēdējos gados ļoti būtisks kļuvis jēdziens – ražība uz vatu. Procesora energoefektivitāte ir atkarīga no tā mikroarhitektūras, izgatavošanas tehnoloģijas, takts frekvences un procesora energotaupīšanas funkcijām.

 

Funkcionālās iespējas

Bez ražības un energoefektivitātes mūsdienu procesorus raksturo vēl virkne lielumu, kas norāda tehnoloģijas, ko tie uztur. Piemēram, modernie Intel procesori uztur tādas tehnoloģijās kā virtualizāciju (Intel Virtualization Technology), vīrusu aizsardzību (Execute Disable Bit), 64 bitu skaitļošanas (Intel Extended memory 64 Technology), pretpārkaršanas (Intel Thermal Monitor 2), energotaupīšanas (Enhansed Intel SpeedStep un Enhanced Halt State). AMD procesoros tiek izmantotas analoģiskas tehnoloģijas, kuras ir nosauktas nedaudz citādāk. Piemēram, AMD procesoros atkarībā no modeļa var tikt uzturēta 64 bitu skaitļošanas tehnoloģija (AMD64), pretvīrusu tehnoloģija (NX Bit), virtualizācijas tehnoloģija (AMD Virtualization) un energotaupīšanas tehnoloģija (AMD Cool’n’Quiet).

Protams, ir jāskatās, cik daudz šo tehnoloģiju vajag lietotājam un ko tās dod? Piemēram, virtualizācija mājas lietotājam diez vai būs kādreiz nepieciešama un cik daudzi izmantos aparatūrā iebūvētu vīrusu aizsardzību?

Viss iepriekšminētais norāda uz to, ka personālo datoru procesori ar katru brīdi kļūst arvien komplicētāki ar virkni parametru, kurus savstarpēji pat nav iespējams salīdzināt. Katrs nākamais brīdis prasa arvien lielākus aparatūras resursus gan skaitļošanas rezultātu iegūšanai, gan informācijas vizualizācijai.

Ko tālāk?

Tas, ka skaitļošanas resursu vajag aizvien vairāk, ir skaidrs un to norāda procesoru attīstības tendences. Pašlaik darba kārtībā ir četri, bet acīmredzot pie durvīm jau klauvē astoņi kodoli vienā korpusā.

Gatis PABĒRZS,

EET RĪGA valdes priekšsēdētājs