Автор: Святослав Панов
Источник: http://www.xakep.ru/

Прошлогоднее слияние двух компаний, идущих в группе лидеров в своих сегментах рынка, процессоростроительной AMD и разработчика графических решений ATI, в 2009 году должно привести к еще одному «Слиянию». Именно разработка архитектуры Fusion, о которой широкой общественности стало известно прошлой осенью, стала одной из главных задач объединенной компании. Представители IT-гигантов дозированными порциями выдают информацию по этой разработке, общий смысл которой сводится к тому, что после внедрения Fusion всем будет хорошо (ну, разве что, за исключением конкурентов). Информация подается в большинстве случаев лишь в общем виде, без подробностей, возможно, потому что, как считают в AMD, конкуренты копируют их шаги в разработках новых технологий, причем, в теории, у них достаточно средств и возможностей, чтобы скопировать идеи AMD и вывести их на рынок в тот же временной отрезок, что и Advanced Micro Devices. А вкупе с не очень радужным положением (хотя и немного поправившемся за последнее время) AMD в финансовой сфере получается, что лишняя утечка информации может еще больше осложнить конкуренцию на рынке кремниевых девайсов.

Что ж, с мира по нитке – голому рубашка. Попробуем немного разобраться, что это за зверь такой – AMD Fusion.

Превед, Fusion!

Fusion – это новый вид организации работы компьютерных процессоров. По замыслу создателей, он должен стать первым шагом в эру «ускоренных вычислений». Отличительной чертой новых кремниевых устройств с ножками является объединение на одном кристалле ядер центрального и графического процессоров. Под одной оболочкой будут совмещены ядро CPU (Central Processing Unit), которое оптимизировано на последовательную обработку команд и ядро GPU (Graphic Processing Unit), с младых ногтей затачиваемое под параллельную обработку. Появится это решение вместе с новой платформой Eagle.

Нельзя сказать, что это абсолютно новая идея. Еще десять лет назад в продаже появились процессоры Cyrix MediaGX, у которых в одной оболочке были центральный процессор, графический и звуковой модули. Подсистема перехватывала обращения, идущие к видеоадаптеру и звуковой карте, и имитировала их наличие. Этот процессор довольно широко использовался в тогдашних ноутбуках, настольных компьютерах и игровых приставках. Тогда ни о какой многоядерности и речи не шло, но, тем не менее, идеи весьма похожи. Кстати, последним владельцем этой разработки стала компания AMD, купившая в 2003 году все права на нее у VIA, которые еще раньше выкупили технологию у самих Cyrix.

На продемонстрированных компанией AMD немногочисленных схемах и диаграммах центральный и графический процессоры показаны отдельными ядрами на одном кристалле. У CPU будет свой кэш, а у GPU – собственный набор буферной памяти. Контроллер памяти будет общим для обоих процессоров. Графическое ядро будет поддерживать интерфейсы DisplayPort, HDMI, DVI и телевыход. Соединяться между собой они будут по особому интерфейсу – представители AMD лишь намекают, что он будет похож на CrossFire. И вдобавок к этому процессор сможет поддерживать до 16 устройств стандарта PCI Express, что избавит материнскую плату от необходимости использовать северный мост.

Ядра будут иметь различную тактовую частоту и выпускаться первоначально по разным технологическим процессам. Вычислительное ядро начнется с 45-нм, а графическое – с 55-нм процесса, но в дальнейшем они оба перейдут на 32-нм и 22-нм процессы. Также в дальнейшем планируется объединение обоих ядер в одно, то есть и центральный, и графический процессоры будут единым целым. Этого, правда, не следует ожидать еще лет пять. Ножек у нового процессора, по словам уже бывшего исполнительного вице-президента AMD и бывшего руководителя ATI Дэйва Ортона, «будет на десять процентов больше, чем у нормального процессора», хотя конкретизировать, что такое «нормальный» процессор, он не стал. Также для новой разработки планируется написать новый набор инструкций – SSE5. В этих инструкциях добавят еще 50 новых команд, с помощью которых разработчикам будет проще писать программы следующего поколения, то бишь под Fusion.

Несколько вопросов остаются все еще не проясненными, например, какую память должен использовать персональный компьютер с процессором Fusion? Или как сделать так, чтобы максимально возможное количество приложений могло воспользоваться возможностями параллельной обработки? Иными словами, «открыть доступ» к графическому ядру гибрида.

От феноменов к строительной технике

Сначала предполагалось, что первым CPU, реализующим технологию Fusion, станет двуядерный процессор Phenom. Но в июле этого года компания AMD объявила о разработке совершенно нового многоядерника Bulldozer. Название выбрано специально для того, чтобы подчеркнуть всю мощь нового решения. Словно бульдозер, способный перелопатить тонны грунта за короткое время, Bulldozer от AMD будет справляться с максимумом задач за минимальное время. Это ядро и будет первым компонентом Fusion.

В ноутбуках же планируется использовать процессор под названием Falcon. В него будут входить четыре ядра Bulldozer, он будет поддерживать технологии аппаратного декодера HD-видео (UVD – Universal Video Decoder), DirectX10 или уже DirectX11, если таковой появится к тому времени, и иметь контроллеры памяти и шины PCI Express.

Для мобильных телефонов, UMPC и других небольших мультимедийных девайсов также будет разработан свой Fusion-процессор, который будет называться Bobcat. При проектировании мини-fusion процессора главной задачей будет минимизировать его энергопотребление и как минимум сделать его не больше 10 Вт.

Для новых «камней» уже разработаны три типа разъемов: Socket FM1, FM2 и FM3, каждый для своего класса устройств – мобильный, настольный и серверный. Планируется еще задействовать модульный подход M-SPACE. Суть его в том, чтобы достичь максимальной гибкости при использовании разных типов и видов процессоров в разных приложениях, например, графическое ядро процессора можно будет заменить, не внося каких-то глобальных изменений в структуру целого CPU. Первоначально сроки появления нового процессора установили на конец 2008 – начало 2009 гг., но чуть позже они были скорректированы, и теперь час Х грядет где-то в промежутке между серединой 2009 и началом 2010 гг. Производственных мощностей самой AMD не хватит для поднятия столь масштабного проекта, соответственно, выпускаться гибриды будут сразу на нескольких фабриках. Точных данных о том, кто и что будет делать, пока нет, но по одной из версий процессорными ядрами займутся AMD и Chartered Semiconductor, а «графику» будет выпускать TSMC, и подобное разделение труда продлится по крайней мере до 2009 года.

По всем фронтам

Сейчас разработкой новинки занимается две команды. Первая направит свои усилия на разработку High-End решения с технологией «кремний на изоляторе (SOI)». Вторая группа инженеров будет корпеть над бюджетным вариантом процессора.

Благодаря своей многоядерности семейство Fusion легко можно будет распределить по всем сегментам рынка. В AMD разъясняют, что это принцип – «один размер подходит всем». Пользователь может выбрать процессор практически с любым количеством ядер в корпусе и максимально отвечающий его требованиям. Без сомнения, такое объединение два-в-одном можно считать полноценным шагом в эволюции процессоров. Вспомни конец прошлого века, 486-процессоры, когда произошло слияние центрального процессора и процессора для обработки чисел с плавающей точкой, вот примерно то же самое происходит и сейчас.

Компания AMD говорит о трех главных преимуществах Fusion. Первое – это лучшее отношение производительности к тепловыделению, то есть при равной производительности процессор Fusion будет расходовать меньше энергии, чем связка процессор – видео. Второе – большая производительность из-за отсутствия медленной шины, по которой передаются данные, существующей в сегодняшних компьютерах. Третье – цена Fusion будет ниже, чем цена той же связки процессора с отдельно стоящим видео.

Все эти преимущества выглядят особенно хорошо для ноутбуков, вот для них-то и будут производиться самые первые процессоры Fusion. Причем дискретное видео в ноутбуках с Fusion также возможно, просто пользователь сможет переключаться со встроенной графики на процессорную и наоборот. И лишь со временем процессоры Fusion станут изготавливаться для всех сегментов компьютерного рынка, от КПК и телефонов до серверов.

По мнению Фила Эстера, который ведает в компании AMD технологическими разработками, в процессе интеграции чего-то нового в процессор приходится идти на компромиссы. Но вот когда достаточно многими приложениями будет востребовано это самое «новое», вот тогда-то интеграция и становится оправданной, так как приносит немалые дивиденды.

Собственно в этом и состоит главная идея новой разработки от AMD. Понятное дело, Fusion не сможет заменить топовые видеокарты и не будет уделывать все остальные процессоры по производительности. Но уже не за горами тот момент, когда очень большое количество компьютерных программ и приложений будут опираться на архитектуру видеоядра, у которого производительность зачастую выше, чем у центрального процессора. Тогда-то процессор Fusion покажет все, на что он способен. Хотя в компании замечают, что, возможно, первое поколение гибридов не дождется этого момента, но вот вторая или третья генерация полностью раскроет потенциал встроенного графического ядра. И ждать того же третьего поколения, по заявлениям AMD, не так уж и долго – всего-то до 2011-2013 гг.

Цены нового изделия от AMD пока скрыты где-то в недрах компании. Тот же Фил Эстер уклончиво отвечает, что стоить процессор Fusion будет не больше, чем обычный процессор с сопоставимой функциональностью. Он поясняет, что процессор будет заменять графическое ядро и некоторые части чипсета и иметь меньшую «прожорливость». То есть если процессоры Fusion и будут стоить дороже, то эта надбавка будет полностью оправдывать себя.

Гладко было на бумаге...

Естественно, как и у всяких новых технологий, существует множество подводных камней, способных если не совсем остановить, то существенно замедлить шествие Fusion в дома и офисы потребителей.

Например, в области экономики. Почему раньше компании не пытались совместить центральный и графический процессоры? Помимо технологических трудностей, существует еще и чисто маркетинговая стратегия. Как и любая другая компания, AMD заинтересована в бОльших продажах и бОльших прибылях. Но если стоимость гибрида будет дешевле, чем связки отдельного процессора и отдельной видеокарты, то теоретически и общая выручка будет меньше. Плюс еще денежные вливания на раскрутку нового продукта. Так что это пока выглядит довольно рискованным ходом компании AMD.

Еще одним вопросом остаются недостаточные вычислительные возможности многих графических процессоров. Нынешние видеокарты имеют большую производительность для трехмерных приложений (читай, компьютерных игр), но недостаточную скорость и точность для других, неспециализированных расчетов для компьютерных приложений. Практически все они построены на 32-битном процессе, точности которого не хватает, и параллельных вычислениях. Если неправильно отображенный пиксель в игре – это не такая уж и проблема, то в других приложениях, например, при обсчете каких-то финансовых моделей, недостаточная точность может привести к большим проблемам. Таким образом, ядро GPU в процессоре Fusion потребуется переводить на 64-битность.

Из этого следует, что под новый процессор потребуются новые 64-битные приложения. AMD нужно убедить разработчиков программного обеспечения в том, что процессоры, подобные Fusion, скоро будут везде, и в том, что это лучшее, что есть на сегодняшний день. Тем же пока нет смысла вкладывать свои деньги и время в то, чего пока еще нет. Вспомним, что прошло три года с момента выхода на рынок Athlon 64, а ориентированных на массового потребителя 64-битных приложений так и не появилось. Многопоточные приложения для многоядерных процессоров также стали камнем преткновения для многих девелоперов ПО. Так что пока неизвестно, когда мы увидим на рынке компьютерные приложения, использующие всю расчетную мощь графического процессора.

Лучшим сценарием для AMD будет выпуск кем-либо из монстров-разработчиков, типа Microsoft или Google, подобного приложения, которое будет широко распространено на рынке и будет активно задействовать все возможности новой разработки от AMD. Кроме этого, в компании надеются на новичков на рынке программного обеспечения – разработчиков приложений со свежими идеями, о которых мы пока даже еще ничего и не знаем. В качестве примера компания продемонстрировала простую, но быструю программку – «распознавалку» лица, демоверсия которой уже неплохо работает, и запустила маленькое приложение, способное полностью отрендерить изображение, распознать движение и построить его физическую модель.

Несмотря на все эти размышления, остается один большой вопрос: что будет, если к моменту появления эволюционного гибрида Fusion разработчики программного обеспечения так и не предоставят ни одного мало-мальски подходящего продукта для раскрытия всех его возможностей? В этом случае, отвечают в AMD, Fusion будет процессором с обычными возможностями центрального и графических ядер. Он точно так же запустит систему и графику, как и любой другой процессор в паре с интегрированным видео. Естественно, этот сценарий не вполне устраивает компанию, но приходится задействовать его в качестве своеобразной страховки.

Конкуренты, ау!

Главным соперником AMD по объединенным процессорам будет, конечно же, Intel со своим гибридным процессором Nehalem. В них вместо уже старенькой шины FSB будет использоваться новая QPI (Quick Path Interconnect), будут встроенные контроллеры памяти DDR-3 и вновь выйдет из тени технология Hyper-Threading. Дву- и четырехъядерные процессоры будут обычными, а вот в 8-ядерный Nehalem будет встраиваться графическое ядро. И так же, как и у процессоров Fusion, у них будет новый разъем – LGA-1366.

Intel довольствоваться малым не собирается и с ходу обещает прирост производительности встроенной графики с новым процессором Nehalem в 10 раз к 2009-2010 годам. Второе поколение гибридов от Intel должно еще удвоить производительность графики. Так что гонки «кто быстрее сделает новый процессор-гибрид» начались. Кто выйдет победителем, пока сказать сложно, остается лишь подождать пару-тройку лет. Или даже меньше, поскольку Intel собирается продемонстрировать свою новинку уже в будущем году.

Заключение

Идея создания принципиально нового процессора безусловно смелая, и заслуживает самого пристального внимания. Компания с этой разработкой поставила на карту многое, если не все, и поэтому не хотелось бы, чтобы задумка оказалась пшиком. В случае подобного исхода AMD может начать катастрофически отставать от Intel, и на рынке воцарится практически монополия, что не пойдет на пользу ценам. В случае же яркого дебюта гибрида Fusion у компании AMD появляется неплохой шанс поправить свои финансовые дела и вспомнить свои фантастически успехи 2003-2005 годов.

А если взглянуть с точки зрения обычного пользователя, которому нет никакого дела до битвы корпораций, и у которого средний по всем параметрам компьютер, то было бы неплохо, чтобы, например, Photoshop ускорил свою работу за счет использования видеоядра (хотя сейчас, в последней версии этого пакета, подобные попытки уже предпринимаются и без Fusion). Чтобы какой-нибудь поворот фотографии с многомегапиксельного фотоаппарата или RAW-файла с «зеркалки» происходил на порядок-другой быстрее по времени. Или чтоб видеоредактор грузил не только центральный процессор, из-за чего, бывает, и делать больше ничего нельзя на компьютере, но и графическое ядро. Да мало ли где может понадобиться повышенная производительность! Возможно, многие такие приложения еще даже и не придуманы :). Что ж, пожелаем компании AMD успехов, и чтобы дела не разошлись со словами. А мы уж потом проголосуем рублем.