Bliźniaki do notebooków!

Procesory dwurdzeniowe śmiało wkroczyły już do świata stacjonarnych pecetów. W najbliższym czasie podobne układy zdominują rynek notebooków. Ale czy laptopy z układami dwurdzeniowymi wciąż będą energooszczędne?

W ciągu ostatniego roku podejście firm do wydajności procesorów diametralnie się zmieniło. W coraz mniejszym stopniu liczy się prędkość zegara, a coraz ważniejsza staje się moc obliczeniowa uzyskiwana z jednego wata dostarczonej energii. Tak skalkulowany współczynnik wydajności istotny jest nie tylko w wypadku mobilnych jednostek centralnych, ale również kości przeznaczonych dla komputerów stacjonarnych.

Zmiany w postawie producentów mają kilka przyczyn, z których najważniejszą jest to, że najszybsze procesory do prawidłowego działania często potrzebują ponad 100 watów energii. Aby jednostki te się nie przegrzewały, oprócz dobrego chłodzenia muszą być wyposażone w mechanizmy wyłączania niepotrzebnych w danej chwili modułów wykonawczych i dostosowywania szybkości zegara do bieżącego obciążenia CPU. W takiej sytuacji mówienie o wydajności powiązanej z prędkością zegara przestaje mieć sens, tym bardziej że moc obliczeniowa w dużym stopniu zależy też m.in. od wielkości pamięci cache L2 i szybkości pracy magistrali systemowej.

Na dwoje babka wróżyła

Sprzętowe funkcje zarządzania energią stosuje się już od dawna w procesorach mobilnych, a obecnie mają je niemal wszystkie nowe układy stacjonarne. Coraz częściej zdarza się też, że kość mobilna i stacjonarna to tak naprawdę ten sam typ układu, w którym zależnie od potrzeb, jeszcze na linii produkcyjnej, można włączyć lub wyłączyć bardziej zaawansowane funkcje oszczędzania energii. Ten sam procesor będzie mógł zatem trafić do peceta (zaawansowane oszczędzanie energii wyłączone) lub notebooka (opcje energooszczędne włączone).

Biorąc te fakty pod uwagę, trudno się dziwić, że dość szybko po premierze Athlonów 64 X2 i kości Pentium D zarówno firma AMD, jak i Intel postanowiły wdrożyć do produkcji mobilne wersje swoich dwurdzeniowych procesorów – ich premiery planowane są na najbliższe tygodnie. Popatrzmy zatem, jakie niespodzianki przygotowali producenci procesorów i jak ich zdaniem wyglądać będą notebooki A.D. 2006, a zmian szykuje się naprawdę dużo. Co ciekawe, bedą one nie tylko dotyczyły samych jednostek centralnych, ale przede wszystkim całej szeroko rozumianej platformy mobilnej.

Turionowe niuanse

Naszą podróż po notebookowych układach zacznijmy od firmy AMD i procesorów z rodziny Turion 64, które zadebiutowały na rynku pół roku temu. Kości te wywodzą się wprost z mobilnej wersji 64-bitowej jednostki centralnej Athlon 64-M. Pod względem budowy i możliwości oba mobilne układy firmy AMD odpowiadają stacjonarnym Athlonom 64. Dodano w nich jedynie technologię zarządzającą zużyciem energii PowerNow!, zmniejszającą częstotliwość pracy zegara w zależności od aktualnego obciążenia jednostki centralnej. Drugą istotną różnicą jest dodanie do zintegrowanego z procesorem kontrolera pamięci mechanizmu pozwalającego obsługiwać notebookowe moduły RAM typu SO-DIMM.

No dobrze, ale czym w takim razie różnią się od siebie Athlony 64-M i Turiony 64? Odpowiedź na to pytanie jest prosta – zużyciem prądu, związanym z optymalizacją poboru energii przez poszczególne jednostki wykonawcze układu. Otóż pierwsze Athlony 64-M zaprojektowane zostały jako procesory stacjonarne, do których stopniowo dodano mechanizmy oszczędzania energii. Widać to wyraźnie, jeśli przyjrzymy się kolejno pojawiającym się na rynku wersjom tego procesora: DTR (DeskTop Replacement) zużywającej 81,5 wata energii, kości z jądrem o kodowej nazwie Odessa, pobierającej 62 waty, oraz ostatniej 35-watowej Oakville.

Historia Turiona 64 jest już inna. Układ ten zaprojektowany został od początku jako kość zużywająca jak najmniej energii, choć bazuje w znacznym stopniu na procesorze Oakville. Co ciekawe, ten sam zespół inżynierów brał udział w pracach prowadzących do powstania niskonapięciowych wersji procesorów Opteron (seria HE i EE), które mają znaleźć zastosowanie w tak zwanych serwerach brzegowych (ang. front-end/blade server). Maszyny te powinny cechować się bowiem minimalnym zużyciem energii przy jak najwyższej wydajności, gdyż montowane są zazwyczaj w szafach (ang. rack) mieszczących często nawet po kilka lub kilkanaście serwerów w jednym module montażowym. Tu właśnie najważniejszy jest współczynnik wydajności uzyskiwany z jednego wata – inaczej do zasilania serwerowni potrzebna by była mała elektrownia.

Kierunek – dwa rdzenie

Dostępne obecnie na rynku Turiony to 90-nanometrowe układu z jądrem Lancaster. Poza optymalizacją poboru energii wprowadzono w nich obsługę multimedialnych instrukcji SSE3, znaną z intelowskich procesorów Pentium 4. W sklepach kupić można dzisiaj dwie wersje Turionów 64 – pierwszą, wydajniejszą,oznaczoną symbolem ML, zużywającą 35 watów energii (niezależnie od częstotliwości zegara), oraz drugą, energooszczędną MT, pobierającą 25 W. Obie odmiany zasilane są napięciem 1,2 V.

Podobnymi cechami odznaczać ma się dwu­rdzeniowy Taylor (AMD Turion 64 X2), będący połączeniem dwóch układów Lancaster. Oczywiście oba rdzenie mają własną pamięć podręczną pierwszego i drugiego poziomu. Co więcej, podobnie jak w przypadku dwurdzeniowych kości Athlon 64 X2, komunikują się ze sobą bezpośrednio za pomocą wbudowanego przełącznika krzyżowego (ang. crossbar controller), co znacznie przyspiesza operacje wymiany danych w stosunku do sytuacji, gdyby miał tym zarządzać chipset płyty głównej. W strukturze krzemowej dwurdzeniowego Turiona 64 X2 znalazł się też zmodyfikowany kontroler pamięci (wspólny dla obu rdzeni), obsługujący w trybie dwukanałowym moduły DDR2 800 MHz.

Turion X2 dostępny będzie również w dwóch wersjach. Pierwsza pobierać ma 25, a druga 35 watów energii. Procesory te wkrótce trafią do notebooków, gdyż – jak potwierdzili to przedstawiciele firmy AMD – są one już na linii produkcyjnej w nowo otwartej fabryce AMD – Fab36. Z niepotwierdzonych informacji wynika, że będą wykorzystywały nowy typ podstawki Socket S1.

Liczy się platforma

Jak można przypuszczać, w 2006 roku w note­bookach z procesorami AMD królować będą różne odmiany Turiona 64. Niestety, producent ten nie wytwarza poza CPU innych komponentów wykorzystywanych w laptopach, dlatego też czas pracy oraz inne właściwości mobilnych pecetów zbudowanych na Turionach w dużej mierze zależeć będą od użytych do ich budowy podzespołów. Zupełnie inną politykę dotyczącą notebooków prowadzi Intel. Od czasu premiery Centrino (patrz: „$(LC67654:Swoboda działania)$”) w 2003 roku oferuje on producentom przenośnych komputerów niemal kompletną platformę składającą się z procesora Pentium M, specjalnego mobilnego chipsetu oraz układów zapewniających bezprzewodową komunikację z sieciami lokalnymi i Internetem.

Dzięki temu Intelowi udało się nie tylko wypromować własną markę – znak Centrino może nosić wyłącznie komputer zbudowany na bazie wymienionych wyżej intelowskich komponentów – ale ta polityka sprawiła również, że najbardziej energooszczędne notebooki Centrino (seria procesorów Ultra Low Voltage – Pentium M 723, 733, 753) pracują na bateriach nawet do 10 godzin, a przeciętny czas ich działania to ok. 3-4 godziny. Wynika to stąd, że firmy wytwarzające laptopy muszą się bowiem trzymać ustalonych przez Intela standardów i nie są w stanie „niczego zepsuć”.

Porównanie parametrów technicznych wybranych rodzin procesorów mobilnych firm AMD i Intel
Intel Pentium MAMD Athlon 64-M Low PowerIntel Core SoloIntel Core DuoAMD Turion 64AMD Turion 64 X2
InfrastrukturaSocket 478 mikroPGASocket 754 mikroPGASocket 478 mikroPGASocket 478 mikroPGASocket 754 mikroPGASocket S1 mikroPGA
Proces technologiczny90 nm90 nm, SOI65 nm65 nm90 nm, SOI65 nm, SOI
Nazwa kodowaDothanOakvilleYonahYonahLancasterTaylor
Liczba rdzeni111212
Liczba tranzystorów140 mln68,5 mln140 mln151 mln68,5 mln137 mln
Cache L1 – dane32 KB64 KB32 KB64 KB (2 x 32 KB)64 KB128 KB (2 x 64 KB)
Cache L1 – instrukcje32 KB64 KB32 KB64 KB (2 x 32 KB)64 KB128 KB (2 x 64 KB)
Cache L22 MB512 KB2 MB2 MB (shared)512 KB lub 1 MB1)1 lub 2 MB (2 x 512 KB lub 2 x 1 MB)1)
Magistrala FSB400 lub 533 MHz1)1600 MHz2)667 MHz667 MHz1600 MHz2)1600, 1800 lub 2000 MHz1)2)
Zintegrowany kontroler pamięcint (DDR)nnt (DDR)t (DDR2)
Obsługa trybu 64-bitowego EM64T/AMD64ntnntt
Kompatybilność z Enhanced Virus Protection (XD Bit)tttttt
System zarządzania energiąEnhanced Intel SpeedStepAMD PowerNow!Enhanced Intel Deeper SleepEnhanced Intel Deeper SleepAMD PowerNow!AMD PowerNow!
Instrukcje multimedialneSSE, SSE2SSE, SSE2, 3DNow!SSE, SSE2, SSE3SSE, SSE2, SSE3SSE, SSE2, SSE3, 3DNow!SSE, SSE2, SSE3, 3DNow!
Napięcie zasilające tryb pełnej wydajności1,356 V; 1,116V; 0,94 V3)1,2 Vbd.bd.1,2 V1,2 V
Napięcie zasilające tryb maksymalnego oszczędzania0,988 V; 0,988; 0,812 V3)0,9 Vbd.bd.0,9 V0,9 V
Pobierana moc21 W, 10 W, 5 W3)35 W25 W25 W, 15 W, 10 W1)35 W, 25 W1)35 W, 25 W1)
Szacunkowy czas pracy dla energooszczędnych notebooków7-9 godzin4-5 godzin5-7 godzin7-9 godzin5-7 godzin5-7 godzin
t – tak; n – nie; SOI – Silicon-on-Insulator; 1) – w zależności od wersji; 2) – szybkość działania magistrali HyperTransport; 3) – w zależności od wersji: Standard, Low Power, Ultra Low Power; bd. – brak danych
Zamknij

Choć staramy się je ograniczać, wykorzystujemy mechanizmy takie jak ciasteczka, które pozwalają naszym partnerom na śledzenie Twojego zachowania w sieci. Dowiedz się więcej.