Тик-Так!

Часы истории имеют своих часовщиков.

Богуслав Войнар

Слава малых городов преходяща и мимолетна, как и слава людей. Иногда она следствие великих событий, зацепивших богом забытый уголок своим широким крылом, а иногда — воля случая, который, как известно, «Бог-изобретатель». Думаю, еще пару лет назад мало кому был интересен рассказ о двух малюсеньких географических пунктах на североамериканском континенте — Penryn и Nehalem. Да и рассказывать, собственно, было нечего.

Вот, например, калифорнийский городок Penryn. В 1864 году на его месте предприимчивым иммигрантом из Уэльса Гриффитом Гриффитом (Griffith Griffith) была основана гранитная каменоломня, поставлявшая щебень и крошку для нужд строящейся Центрально-тихоокеанской железной дороги (Central Pacific Railroad). Постепенно вокруг каменоломни возникло поселение рабочих и инженеров, и встал вопрос: как его назвать. Делалось это в то время просто. Гриффит и юрисконсульт железной дороги, которым был не кто иной, как Эдвин Крокер (Edwin Bryant Crocker), основатель знаменитой в будущем картинной галереи Crocker Art Museum, расстелили на столе большую карту, отметили жирной точкой местоположение городка и стали думать над названием. Так как Гриффит родом был с британских островов, ему захотелось, чтобы название напоминало о покинутой родине. Поэтому и предложил назвать поселок старинным уэльским словом Penrhyn, означавшим что-то вроде «мыс, выступ, небольшой полуостров». В Уэльсе его носят и древняя нормандская крепость, и, кстати, каменоломня, на которой работали как отец Гриффита, так и он сам. Но Гриффит, трудом и настойчивостью поднявшийся с самого низа социальной лестницы, был малограмотным человеком. Поэтому на карте вместо правильного с точки зрения уэльской орфографии слова Penrhyn появилось написанное с ошибкой (без срединной буквы «h») название Penryn. И закрепилось навсегда.

А с городком Nehalem, что в Орегоне, совсем рядом с побережьем Тихого океана, все еще проще. Так называлось племя североамериканских индейцев, живших в этих местах. Сам Nehalem, примостившийся вдоль одноименной реки и хайвэя 101, настолько типичен для провинциальной Америки, что аж скулы сводит: двести с небольшим человек населения, из которых 98 процентов — белые, а парочка граждан — латиносы. 84 домохозяйства со средним доходом чуть более 40 000 долларов в год, что дает порядка 15 500 долларов на душу. По сегодняшним американским меркам, прямо скажем, — не густо. Впрочем, говорят, что в провинции жизнь много дешевле…

Тем не менее, при всей малозначительности городов Penryn и Nehalem, сегодня эти названия знают почти все люди, в той или иной степени завязанные на высокие технологии. Но прежде чем подробно поговорить о них, вспомним о… часах.

В условиях конкурентной борьбы для любой высокотехнологичной компании важны две вещи. Во-первых, ни в коем случае нельзя снижать темпов развития, необходимо постоянно разрабатывать все новые и новые продукты, невзирая даже на свое превосходство над конкурентом. Во-вторых, компания, претендующая на лидерство, не должна совершать грубых ошибок. Неверное решение может стоить очень дорого, вплоть до быстротечной потери завоеванных долгими годами усилий рыночных позиций.

Каждая компания придумывает свои схемы, позволяющие соблюсти озвученные выше принципы, и тем самым максимально снизить риск неудачи. Обычно они остаются неизвестными широкой публике. Однако компания Intel с недавних пор поступает иначе. Принятая ею в последние годы модель вывода новых процессоров на рынок получила неформальное наименование Tick-Tock¹ Model, или, если по-русски — модель «Тик-Так». Суть ее в следующем. Существует, например, на сегодняшний день процессор с отлаженной микроархитектурой под названием Intel Core 2 Duo (кодовое имя — Conroe), который выпускается по техпроцессу Р1264 с технологическими нормами 65 нм. От степпинга к степпингу в него вносились (и вносятся) необходимые улучшения, и можно считать, что он уже практически свободен от недостатков и даже (и такое случается) ошибок, неизбежно возникающих при проектировании столь сложного продукта. Но время не стоит на месте, пора осваивать новый техпроцесс — P1266, уже с 45-нанометровыми нормами. И на первый взгляд может показаться, что лучше это сделать одновременно с освоением новой модели процессора. Но не тут-то было! Освоение новой процессорной архитектуры и нового техпроцесса — это отдельные, сами по себе очень непростые задачи. Поэтому Intel, дабы минимизировать возможные риски, переводит на 45-нанометровые нормы хорошо отлаженную архитектуру текущего поколения процессоров, Intel Core 2 Duo, не внося в нее принципиальных изменений, а ограничиваясь лишь некоторыми усовершенствованиями. Процессор все равно получается лучше прежнего, так как новые технологические нормы означают и уменьшение площади ядра, и снижение энергопотребления, и повышенные тактовые частоты. Через какое-то время, когда новый техпроцесс будет полностью освоен и для технологов не останется в нем никаких «темных мест», состоится запуск производства процессора с обновленной архитектурой. Ну и так далее. Таким образом, модель «Тик-Так» представляет собой несколько повторяющихся циклов с длительностью приблизительно 2 года каждый, на первом этапе которых («Тик») осваивается новый техпроцесс путем перевода на него процессоров уже существующей микроархитектуры, а на втором этапе («Так») — запускается производство абсолютно новых. Один из циклов «Тик-Так» не так давно завершился, на его первом этапе появились процессоры семейства Pentium D (Presler) по 65-нанометровым нормам, а на втором — уже упомянутые нами Intel Core 2 Duo (Conroe). Сейчас в самом разгаре первый этап следующего цикла, освоение 45-нанометрового процесса и… да, совершенно точно, процессоров с кодовым названием Penryn. А на втором этапе, в 2008 году, по нормам 45-нанометрового процесса будет внедрена совершенно новая процессорная микроархитектура, которая носит название, как вы уже догадались, Nehalem. Вот где «всплыли» два наших маленьких американских городка!

На пекинском IDF (Intel Developer Forum), состоявшемся в апреле этого года, довольно много говорилось и о Tick-Tock Model, и о процессорах Penryn и Nehalem. Разумеется, вся информация предварительная, но общее представление о ближайшей перспективе получить можно. Итак, двухъядерные 45-нанометровые процессоры Penryn с 6-мегабайтным кэшем будут состоять из 410 млн. транзисторов², иметь площадь 107 кв. мм, при этом использовать технологию high-k³ и металлические затворы вентилей. Только за счет технологического процесса удастся повысить на 20 процентов скорость переключения транзисторов, а в целом, по предварительным тестам инженерных образцов, быстродействие нового кристалла будет превосходить Core 2 Duo на ядре Conroe, в зависимости от приложения, на 18–42%. Процессоры семейства Penryn получат новое расширение системы команд — Intel Streaming SIMD Extensions 4 (SSE4), которое значительно улучшит их скорость при обработке мультимедийных данных. Частота шины — 1333 МГц, частота первых моделей процессоров на ядре Penryn — до 3,33 ГГц. В продаже Penryn появится уже в четвертом квартале этого года.

Процессоров семейства Nehalem ждать придется намного дольше, их старт запланирован на конец 2008 года. В соответствии с «Тик-Так»-моделью, техпроцесс не претерпит никаких изменений, а вот микроархитектура будет совершенно новой. Во-первых, эти процессоры будут содержать встроенный контроллер оперативной памяти⁴, видимо, типа DDR3, а во-вторых, некоторые (а возможно, и все) модели — интегрированное видеоядро нового поколения. Известно также, что у процессоров Nehalem будет от одного до восьми ядер, каждое из которых способно обрабатывать по два потока, подобно технологии Hyper-Threading, применявшейся в семействе Pentium 4/D. Так что, судя по всему, впереди — новый виток «гонки вооружений».

А хотите знать, что будет в 2009–2011 годах? Известно и это. В 2009 году планируется перевод архитектуры Nehalem на нормы 32 нанометра (техпроцесс P1268, процессор Nehalem-C/Westmere), в 2010 году — новая микроархитектура, реализованная в процессоре с кодовым наименованием Gesher⁵. А в 2011 году — 22 нанометра и техпроцесс P1270…

Может создаться впечатление, что запрограммировано все, вплоть до мелочей. Как бы не так! Много ли вам попадалось часов, которые хоть чуть-чуть бы, да не спешили? Или же, как вариант, не отставали?

1 Tick-Tock — американизм, по смыслу практически совпадающий с классическим Tick-Tack. То есть в каких-то выражениях он означает тиканье часов или биение сердца, а в каких-то — сами часы или же сердечную мышцу.

2 А четырехъядерная версия Wolfdate, соответственно, из 820 миллионов, кэш — 12 Мбайт.

3 Диэлектрики с большой диэлектрической постоянной.

4 Как это уже давно практикует компания AMD.

5 Судя по всему, из-за соображений политкорректности этот процессор будет переименован в Sandy Bridge, так как название Gesher носила одна из израильских политических партий, ныне вошедшая в состав партии «Ликуд».