Главным событием минувшего месяца, конечно же, следует признать выставку CeBIT 2007, уже который год проходящую в Ганновере. Однако, мне не хотелось бы в обзоре событий марта уделить главное внимание этому событию, и о CeBIT 2007 я упомяну лишь в связи с официальными анонсами, которые прозвучали в ходе выставки. Более подробно о выставке и о впечатлениях наших корреспондентов можно узнать из материалов соответствующего раздела.
Но для начала хотелось бы опять обратиться к анализу статистических данных по рынку полупроводниковых микросхем — компания iSuppli наконец-то опубликовала финальный отчет о положении дел в полупроводниковой индустрии и позициях, занимаемых ведущими ее компаниями. Самым значительным перемещением в рейтинге крупнейших компаний отрасли стало перемещение AMD с пятнадцатого места на восьмое (в предварительном отчете называлась седьмая позиция).
Основную роль в этом сыграла, конечно, покупка AMD ATI. Еще одним фактором, по мнению iSuppli, стало существенное повышение спроса на х86-совместимые процессоры производителя. Эти две причины обусловили рост продаж с 3,927 млрд. долларов в 2005 году до 7,506 млрд. в прошлом. В процентном выражении AMD/ATI принадлежало в 2006 году 2,9% рынка полупроводниковых микросхем. Такая цифра может показаться не слишком внушительной, но двухзначная доля рынка есть лишь у одной компании — лидера отрасли Intel с её 12,1%.
В отличие от AMD, доходы Intel за год упали с 35,466 млрд. до 31,542 млрд. долларов или на 11%. iSuppli называет тому неудачи подразделений, занятых производством процессоров и флэш-памяти. Выход Core 2 Duo, как видим, пока не смог существенно отразиться на положении дел Intel, хотя наблюдатели и ожидают, что именно Core 2 Duo в этом году несколько поможет компании восстановить утраченное. Или, если взглянуть на это под другим углом — «отобрать» у AMD часть её нынешнего рынка.
За крупнейшей компанией отрасли следуют Samsung (второе место, 7,6%), Texas Instruments (третье место, 4,8%), Toshiba (четвертое место, 3,9%), STMicroelectronics (пятое место, 3,8%), Renesas (3,0 %), Hynix (3,0%) и, конечно, AMD. Замыкают десятку Freescale (2,3%) и NXP (2,3%).
Статистические данные за прошлый год я здесь привел совсем не случайно: в марте состоялась конференция Morgan Stanley Technology, в ходе которой выступили представители обоих конкурентов, Intel и AMD. И, что наиболее интересно для нас, обе компании изложили свое видение технологий ближайшего будущего.
Выступая на конференции, глава Intel Пол Отеллини отметил, что компания столкнулась с ситуацией превосходства производственных возможностей над рыночным спросом. При этом негативные последствия ценовой войны, приведшей к снижению прибыльности микропроцессорного бизнеса, Intel намерена ликвидировать путем ускорения темпов разработки новых чипов, несколько замедлившиеся после выхода Pentium 4. Ранее, как постулировал Отеллини, темпы создания новых микропроцессорных архитектур позволяли делать существенное обновление своих продуктов каждые два года. Как это выглядит в ближайших планах Intel: представление в текущем году 45-нм процессоров Penryn, основанных на той же архитектуре, что и нынешние 65-нм Core 2 Duo, и выход принципиально новой архитектуры Nehalem в следующем году, а в 2009 году производство таких процессоров будет переведено на 32-нм техпроцесс. Особого внимания удостоился сегмент high-end решений: в Intel отмечают, что даже в условиях избытка предложения такие решения находят своего покупателя, а значит, в компании не намерены отдавать этот сегмент в угоду массовости.
В свою очередь, глава AMD Гектор Руиз полагает, что главной причиной снижения рыночной доли компании и роста доли её конкурента является смена фокуса AMD с продаж через реселлеров на работу с OEM-производителями. Доход AMD в первом квартале будет ниже, нежели прогнозировался ранее, поскольку продажи серверов OEM-партнерами компании оказались меньшими, чем ожидалось.
Основные надежды по выходу из кризиса компания связывает с выходом четырёхъядерных серверных процессоров Opteron (Barcelona). Руиз сказал, что они выйдут в конце лета текущего года, что уже более конкретно, чем «середина 2007 года», о которой сообщалось ранее. В любом случае, существенного влияния на рынок Barcelona в текущем году не окажет — её время должно прийти в 2008-м, считают аналитики.
Руиз признал, что в текущий момент AMD испытывает сложности с доходностью и прибыльностью, однако отказался подтвердить предположение, что в первом полугодии текущего года её деятельность будет убыточной. Тем не менее, в долгосрочной перспективе Руиз видит массу направлений, в которых у AMD хорошие шансы на успех. Это и графические продукты, и бюджетные системы и энергетически эффективные продукты для корпоративного сегмента.Процессоры
Intel
О грядущем в ближайшем будущем поколении процессоров Intel, носящем кодовое имя Penryn, уже было сказано немало. Однако, компания решила дополнительно провести пресс-конференцию, посвященную этим процессорам, чтобы лишний раз привлечь внимание к ожидаемым новинкам. Очевидно, в надежде стимулировать спрос, которого не очень-то хватает.
Итак, мы уже знали из предыдущей презентации, что Penryn будет отличаться от Conroe новыми материалами, используемыми в качестве диэлектрика — будет произведен отказ от двуокиси кремния, которая используется Intel последние десятилетия, в пользу диэлектриков с большой диэлектрической постоянной (high-k). Это позволит отказаться от затворов из поликристаллического кремния и использовать металлические. Лишь один этот шаг способен на 20% увеличить скорость переключения транзисторов и, как следствие, повысить быстродействие процессоров. Гелсингер, помимо того, заявил, что снижение энергопотребления от внедрения нового техпроцесса составит до 30%.
Двухъядерные Penryn будут оснащаться кэш-памятью второго уровня (L2) объёмом до 6 МБ, четырёхъядерные — до 12 МБ.
О введении в новом поколении процессоров нового набора из 50 инструкций SSE4 мы также уже писали. А вот на презентации было рассказано о такой инновации, как Super Shuffle Engine, посредством которой новые процессоры смогут выполнять 128-разрядные операции по перемещению данных за один такт, что должно увеличить пользу от внедрения SSE4.
Penryn будет вдвое быстрее, чем Core 2, выполнять операции деления, обрабатывая 4, а не 2 операции за такт. Частоты системной шины в новых процессорах достигнут 1600 МГц. Впрочем, такое значение было подтверждено Гелсингером лишь для семейства Xeon.
В Penryn будет введен новый режим пониженного энергопотребления — C6 («глубокое понижение энергопитания»). Это режим минимального энергопотребления, когда в процессоре отключено максимальное количество функциональных блоков. Также Penryn будет поддерживать технологию Dynamic Acceleration. Она заключается в том, что когда одно из ядер не задействовано, оно может отключаться, в то время, как второе может работать даже на повышенной от номинала частоте до тех пор, пока тепловыделение процессора находится в рамках установленного производителем TDP.
О технологии Split-Load Cache и улучшениях в механизме виртуализации было сказано крайне мало, подробности будут позже.
Тактовые частоты настольных и серверных Penryn превысят 3 ГГц. В настоящее время Intel испытывает свои процессоры на частотах до 3,2 ГГц. Гелсингер отметил, что на частоте 3,2 ГГц новые процессоры в играх будут быстрее флагманских Core 2 (напомним — 2,93 ГГц) сегодняшнего дня на 20%. В приложениях, активно использующих SSE4, например, кодировании медиаданных, разница должна будет достигнуть 40% и более.
В серверном сегменте новая платформа Caneland с FSB 1600 МГц, как утверждается, будет превосходить нынешние четырёхъядерные Xeon на 45%. Двухъядерные Penryn будут иметь TDP на уровне 65 Вт, четырёхъядерные — 95 и 130 Вт. Обновленные Xeon будут выпускаться в вариантах с термальным пакетом 40, 65 и 80 Вт для двух ядер и 50/80/120 Вт — для четырёх.
На презентации, посвященной Penryn, было рассказано кое-что и о следующем поколении процессорной архитектуры Intel, носящей кодовое имя Nehalem.
Во-первых, было сказано, что интеграция графического чипа в центральный процессор будет произведена Intel уже в этом поколении своих процессоров. Речь идёт пока лишь об отдельных моделях. Учитывая тот факт, что Nehalem должны выйти в 2008 году, можно предсказать серьёзную конкуренцию между такими «интегрированными» процессорами и чипами AMD Fusion, чей дебют состоится тогда же.
Во-вторых, в Nehalem, как и ожидалось, вернется некое подобие технологии HyperThreading (всё-таки!), казалось, почившей в бозе с выходом Core 2 Duo. Восемь физических ядер таких процессоров смогут обрабатывать до 16 потоков инструкций одновременно. В-третьих, с этим поколением CPU появится новая последовательная скоростная системная шина, подобная HyperTransport, используемой AMD (вероятно, речь идёт о CSI)).
В-четвертых, Nehalem будет иметь интегрированный контроллер памяти DDR3.
Инновации этого поколения выглядят революционными для Intel, но на деле это не совсем так. Напомним о разработке Timna, так и не дошедшей до стадии промышленного производства. Intel, наверняка, учла все ошибки и просчеты, одной из которых было то, что компания не воспринимала своего конкурента всерьёз. Очевидно, что то, что ранее было козырем «догоняющего» в гонке производителей процессоров, таковым уже не будет.
На фоне всей этой PR-шумихи как ложка дегтя в бочке мёда звучит вопрос о том, как же сложится дальнейшая судьба процессора Itanium. Специалисты аналитической компании Research and Markets провели исследование, результатом которого стал отчет, озаглавленный «The Future of Itanium: Goat or Game-Changer» (что приблизительно можно перевести так: «Будущее Itanium: тупик или прорыв»).
Когда Intel и HP впервые анонсировали свои планы в отношении Itanium, потенциал этого микропроцессора выглядел (в их глазах) достаточным для переустройства чуть ли всей микропроцессорной отрасли, считают в Research and Markets. Тем не менее, как полагают составители отчета, череда задержек и просчетов со стороны Intel завела проект в сложную ситуацию. Возникает вопрос — сможет ли процессор вообще занять позицию вне той узкой ниши, которую с такими усилиями сформировала компания Hewlett-Packard? Особенно остро этот вопрос стоит в свете того триумфа, которого достигла AMD в противостоянии с Intel Xeon. В результате успехов AMD, как утверждают специалисты Research and Markets, компания Intel вынуждена сфокусироваться на вопросах выживания Xeon.
Исследователи уделили внимание сильным сторонам Itanium, его ограничениям и перспективам в сравнении с другими предложениями, представленными на рынке, пытаясь понять, сможет ли HP и остальные участники «экосистемы» Itanium создать импульс, достаточный для компенсации упущений со стороны Intel. На данный момент, приходят к выводу составители отчета, будущее Itanium формирует «война на два фронта». С одной стороны, перспективному микропроцессору противостоят изделия, построенные на архитектурах Power и SPARC — это, так сказать, давление сверху. С другой стороны, детище Intel вынуждено отстаивать свое право на жизнь в противостоянии с Xeon и Opteron. Позиция самого производителя известна: по словам Пэта Гэлсингера, первого вице-президента Intel, в будущем стоит ожидать сближения платформ Itanium и Xeon. Правда, Гелсингер каждый раз оговаривается, что это сближение не будет стремительным и абсолютным.
AMD
На прошедшей в марте выставке CeBIT 2007 AMD достаточно щедро делилась с общественностью деталями будущей платформы Torrenza, которую позиционирует для «ускоренного вычисления».
Напомним, Torrenza — инициатива AMD, подразумевающая открытую платформу, значительно ускоренную за счет плат расширения сторонних производителей, например, CSX600 ClearSpeed.
Документы AMD говорят о том, что будущие процессоры для этой платформы будут также обладать встроенными ускорителями вычислений, подобно сопроцессорам ClearSpeed (которые в виде плат расширения устанавливаются в дополнительные разъемы на системной плате). Платформа подразумевает использование сразу двух сокетов для процессоров и будет использовать мощь многоядерных процессоров, дополнительных ускорителей вычислений или Fusion-процессоров одновременно.
Fusion, выход которого намечен на 2008 год, — процессор для данной платформы, который является комбинацией СPU и GPU, будет являться решением с двумя кристаллами под одной общей крышкой процессора, — упакованным в одно целое или это будет даже процессор с СPU и GPU в одном кристалле. AMD уже говорит о том, что в качестве «числодробилки» в Fusion будет применяться потоковый (Stream) процессор, который также будет использоваться для графики.
Таким образом, AMD готовит в виде платформы Torrenza нечто сильно оптимизированное для массивных вычислений. В этом, отметим, резюмируя вышесказанное, ей будут помогать:
- Plug-in сопроцессоры для процессорного разъема (ClearSpeed);
- Платы расширения для PCI-Express (опять ClearSpeed и другие);
- Процессор Fusion (GPU+CPU), Stream-процессор.
MONARCH
Говоря о процессорах, нельзя пройти мимо первой в мире вычислительной системы с изменяемой архитектурой, созданной Raytheon для DARPA (Defense Advanced Research Project Agency).
MONARCH или «Morphable Networked Micro-Architecture» — компьютерный чип, процессор, предназначенный для массивных вычислений, быстрой обработки данных, снимаемых, например, с различного рода сенсоров и датчиков, причем этот чип сам оптимизирует свою работу под выполняемую задачу благодаря изменяемой архитектуре.
MONARCH состоит из 6 связанных логических элементов, образующих один общий вычислительный массив. Пропускная способность шины памяти составляет 60 ГБ/с, а скорость линий связи между элементами чипа — 43 ГБ/с.
Согласно данным презентации компании, MONARCH имеет масштабируемую RISC-архитектуру, совместимую с SIMD-инструкциями. Чип, или SoC-система (system-on-chip), которой является MONARCH, оснащен 12 МБ встроенной кэш-памяти, имеет 14 «движков» DMA, по 96 логических элементов нескольких типов, 258 адресных генераторов, 124 двухканальных портов памяти и 20 DIFL (differential IFL) портов, что обеспечивает 64 GFLOPS (млрд. операций с плавающей запятой) общей производительности.
Ник Урос (Nick Uros), вице-президент компании Raytheon отметил чрезвычайно высокую вычислительную эффективность системы, сообщив также, что MONARCH является системой практически с эталонной энергоэффективностью. Номинальное потребление энергии составляет 8-50 Вт. Таким образом, в пересчете на ватты, MONARCH выдает 3-6 GFLOPS на 1 Вт.Платформы
Intel
Intel вместе с партнерами использовала CeBIT 2007 для официальной премьеры семейства чипсетов Bearlake. Отличительными чертами этого семейства наборов микросхем системной логики является поддержка памяти DDR3, максимальная частота шины FSB составляет 1333 МГц, а список поддерживаемых процессоров включает готовящиеся к выходу 45-нм модели Core 2 Duo (Wolfdale) и Core 2 Quad (Yorkfield).
Основной чипсет, известный под обозначением P35, позиционируется, как последователь серии Intel 965 Express, и предназначен для настольных ПК массового сегмента. Системные платы на базе P35 будут иметь повышенную частоту FSB, 1333 МГц, по сравнению с 1066 МГц у 965-й серии. Кроме того, поддержка памяти DDR3 (частота до 1066 МГц) позволит существенно повысить производительность систем: напомним, сегодня 965 используется в паре с DDR2 800 МГц. Кстати, еще одним отличием новой памяти DDR3 является пониженное напряжение питания (1,5 В против 1,8 В у DDR2).
Поскольку пока поставки DDR3 не стали массовыми, а цены на эту память высоки, специалисты Intel предусмотрели в P35 опциональную поддержку DDR2. Производитель системной платы сможет выбрать один из трех вариантов: поддерживать только DDR3 (дорого, но максимум производительности); поддерживать только DDR2 (дешево, но нет перспектив модернизации); выпустить «гибридную» плату, поддерживающую DDR3 и DDR2. Хотя в третьем случае память разных типов нельзя будет использовать одновременно, пользователь получит возможность установки сначала более дешевой памяти DDR2, а затем, когда DDR3 подешевеет — модернизировать систему заменой памяти. Ограничением такого подхода является возможность установки в систему только двух модулей DIMM, а не четырех, как это имеет место в первом и втором случаях.
Еще одним важным событием марта для платформ Intel стало обновление технологии удаленного управления компьютерами Intel vPro и её дополнение недавно выпущенными версиями решений из комплекта Microsoft System Center и новыми стандартами. В новое поколение технологии Intel vPro (кодовое название Weybridge) будет добавлена поддержка стандарта Web Services Management (WS-MAN) и функции Intel Active Management Technology, направленные на противодействие распространению вредоносных программ. Кроме того, обновление будет включать поддержку спецификаций Digital Management Work Group (DMWG), охватывающих вопросы взаимодействия между аппаратными и программными составляющими ПК, которые разработала группа Distributed Management Task Force (DMTF). Напомним, совсем недавно о выпуске своего инструментария, поддерживающего разработку DMTF, объявила компания AMD.
Задача технологии Intel vPro — уменьшить стоимость технического сопровождения вычислительной техники за счет внедрения более эффективных средств управления и защиты ПК. В решении этой задачи Weybridge тесно связана с новым поколением мобильных платформ Intel Centrino Mobile Technology (кодовое имя — Santa Rosa), которое будет поддерживать решения из комплекта Microsoft System Center. В частности, речь идет о мониторе System Center Operations Manager 2007, позволяющем отслеживать состояние систем, и программе управления System Center Essentials 2007, ориентированной на IT-инфраструктуры малого и среднего бизнеса.
Наконец, стоит отметить, что Silicon Integrated Systems (SiS) наконец-то подписала с Intel долгосрочное лицензионного соглашения, которое позволит компании выпускать новые наборы системной логики, поддерживающие процессоры Intel Core2 Quad с частотой системной шины 1333 МГц. Собственно, из более ранних сообщений вытекает, что в планах SiS выпуск к концу года SiS673FX — именно он и реализует в кремнии вышеупомянутое соглашение. Правда, тягаться с конкурентными решениями, Intel Bearlake X38 и чипсетами NVIDIA, детищу SiS на первых порах будет, наверное, тяжеловато.
AMD
Компания AMD официально объявила о выпуске интегрированного чипсета AMD M690, предназначенного для работы с двухъядерными мобильными процессорами AMD Turion 64 X2. В AMD M690 уделено особое внимание увеличению времени автономной работы — это один из параметров, по которому решения пока что значительно проигрывают платформе Centrino. Среди новшеств, призванных уменьшить энергопотребление — технология работы с памятью Display Cache, позволяющая работать процессору в экономичном режиме без доступа к системной памяти. Правда, это нововведение, по оценке компании, способно увеличить время автономной всего на 30 минут.
Что касается видеоподсистемы, то в AMD M690 интегрирован графический процессор ATI Radeon X1200, полностью поддерживающий все визуальные особенности Windows Vista Premium и технологию ATI Avivo. Интегрированные выходы HDMI и DVI позволяют AMD M690 качественно воспроизводить статичные изображения и видео, включая видео высокой четкости.
О высоком...
На тему того, какая технология может в перспективе прийти на смену полупроводникам в качестве новой элементной базы и выхватить знамя первенства из «слабеющих рук», уже сломано немало копий. Пожалуй, наибольший интерес сегодня представляют углеродные нанотрубки — публикации о них появляются в периодической печати с всё возрастающей частотой. Однако, есть и альтернативы, тоже углеродные, но имеющие отличную от нанотрубок структуру — так утверждают профессор Андрэ Гейм (Andre Geim) и Константин Новоселов из Манчестерского университета (точнее, из The School of Physics and Astronomy at The University of Manchester) в мартовском номере журнала Nature Materials. В своей статье ученые описывают транзистор, толщина которого составляет один атом, а ширина — 50.
Можно сказать, что транзистор состоит из графена — двумерного (плоского) аллотропа углерода (на рисунке — фрагмент «кристаллической решетки» графена, представляющей собой бесконечную плоскость). То, что на базе графена можно создать транзистор, стало известно практически сразу после обнаружения этого аллотропа (вообще говоря, полевые транзисторы можно создавать из очень большого числа материалов, не обязательно полупроводников), однако, первые устройства на его базе обладали весьма большим током утечки, а этот параметр является критически важным для индустрии, стремящейся к наращиванию не только быстродействия и ёмкости, но и к снижению энергопотребления.
Гейм со товарищи предложили простой и элегантный способ решения этой проблемы, попутно продемонстрировав то, что графен остается стабильным и сохраняет свойство проводить электричество, даже находясь в виде наночастиц размером несколько нанометров — точнее, в виде полос шириной в 50 атомов (толщина, напомним, составляет один атом, то есть, порядка ангстрема или на порядок меньше нанометра). А вот свойства кремния, да и многих других элементов и соединений, зачастую меняются при смене микроскопических масштабов на наноскопические. Профессор Гейм предполагает, что, вполне вероятно, ширина полосы графена в 50 атомов — не предел и планируют работать над созданием устройств еще меньшего размера, вплоть до нескольких атомов.
По мнению ученых, их разработка позволит продлить жизнь закону Мура даже после того, как полупроводниковые технологии канут в Лету — то есть, даже спустя более полувека с момента формулировки эмпирического правила, отмечающего, что плотность интегральных микросхем удваивается каждые 18-24 месяца, оно будет по-прежнему актуальным.
Будущее элементной базы английские ученые видят так: на графеновом листе вырезаются истоки и стоки транзисторов, роль затвора которых выполняют «квантовые точки» — «полупрозрачные» (имеется в виду — есть вероятность туннелирования — прим. перев.) потенциальные барьеры, позволяющие контролировать движение электронов, а также проводники и внутренние соединения. Таким образом, в будущем для производства интегральных схем можно будет вообще отказаться от кремния или германия — всё будет делаться из графена. Главная проблема, как справедливо указывает принимающий участие в исследовательском проекте Леонид Пономаренко (также сотрудник Манчестерского Университета), что пока что технологии, способной «нарезать» из графена элементы с точностью до единиц нанометров, не существует. Увы, глава исследовательской группы, профессор Гейм, испытывает весьма сдержанный оптимизм и не предполагает появления коммерческих прототипов ранее 2025 года.
Впрочем, при определенных условиях, и полупроводниковые технологии могут послужить отрасли ещё довольно долго: корейским учёным удалось создать энергонезависимую память, которую можно считать выполненной с соблюдением 8-нм норм. Как сообщил руководитель исследовательской группы, профессор корейского научно-технологического института (Korea Advanced Institute of Science and Technology) Чо Янг-ку (Choi Yang-kyu), создание новой флэш-памяти стало возможно благодаря использованию нанопроводов и технологии «кремний-оксид-нитрид-оксид-кремний».
Новая память имеет объёмную структуру, учёные использовали кремниевые нанопровода, на которые последовательно нанесены слои оксида, нитрида и ещё раз оксида кремния (ONO). Разработчики сообщают о возможности создания в будущем терабитных чипов, которые смогут хранить, к примеру, 1250 DVD-фильмов или 500 тыс. MP3-файлов. В сравнении с самыми миниатюрными на сегодняшний день 40-нм устройствами, созданными Samsung, корейская разработка имеет впятеро меньшие размеры и в 25 раз большую плотность.
По прогнозам Чо, на доведение технологии до коммерческого этапа понадобится 10 лет. Детальная информация о новой памяти появится в середине июня, когда в Киото (Япония) начнётся международный симпозиум VLSI (Very-Large-Scale-Integration Technology) Technology.
