Правда об уникальной производительности Merced

Ранняя оптимизация - корень всех проблем.

Дональд Кнут

Процессор Merced является первым процессором семейства IA-64 (Intel Architecture). Он является плодом сотрудничества компаний Intel и Hewlett-Packard, начавшегося в 1994 году. В течение прошедших с того времени лет описание будущего процессора несколько раз менялось, но теперь, когда уже близок выпуск первых опытных образов (начало 1999 года), можно говорить об этой легенде с некоторой долей уверенности.

Итак, что же известно о Merced сегодня. Intel заявляет, что Merced будет реализовать уникальную архитектуру EPIC (Explicit Parallel Instructions Computing), которая возлагает задачу распараллеливания выполняемой программы на компилятор. На самом деле EPIC представляет собой реализацию архитектуры VLIW (Very Long Instruction Word), идея которой возникла еще в 1980-е годы, с некоторыми модификациями. VLIW подразумевает, что одна инструкция должна содержать несколько команд, выполняемых параллельно, что позволяет достичь производительности суперскалярных архитектур только за счет программных средств.

С одной стороны, это позволяет упростить процессор и повысить производительность программ, но с другой, повышение производительности сильно зависит от компилятора, а разработка программного обеспечения требует значительных усилий: предусмотреть оптимизацию программы для всего возможного набора условий, в которых она будет функционировать, чрезвычайно сложно (смотри эпиграф). А размер исполнимого кода еще больше увеличится - в то время как инструкции RISC занимают 32 бита, в Merced три команды размещаются в 128-битном пакете (bundle).

Идем дальше. Intel обещает, что производительность Merced перекроет все чипы, которые к тому времени будут производиться. Hewlett-Packard заявляет, что Merced будет приблизительно вдвое быстрее, чем Sun UltraSPARC III, а Sun в свою очередь заявляет, что их процессор будет превосходить Merced в операциях с плавающей точкой и работать так же с целочисленной арифметикой. Все это слова, к тому же не стоит забывать, что производительность приложений под Merced будет катастрофически зависеть от компилятора, которого пока не существует. В то же время компиляторы для существующих RISC-архитектур давно написаны и оптимизированы.

 

Сейчас рано говорить наверняка о производительности процессоров следующего поколения, но некоторые цифры уже есть. Аналитики MicroDesign Resources предсказывают, что производительность Merced будет на уровне 50 SPECint95 и 100 SPECfp95 при тактовой частоте 800 МГц, но 32-битные приложения он будет выполнять всего лишь на уровне Pentium II 500 МГц.

Производительность вышеупомянутого UltraSPARC III ожидается на уровне 35/60 SPECint/fp95 на тактовой частоте 600 МГц, но первые системы на нем появятся уже в начале 1999 года, в то время как Merced выйдет в массовое производство не раньше середины 2000 года. С другой стороны, системы на Alpha 21264 появятся уже в третьем квартале этого года, то есть в ближайшие месяцы, а производительность его составит 43/64 SPECint/fp95. Аналитики предсказывают, что Alpha будет сохранять лидерские позиции еще в течение трех-пяти лет после выпуска Merced.

Перспективы MIPS несколько не ясны, Silicon Graphics, занимающаяся его разработкой, не сообщает ничего конкретного. Видимо, ей не удалось добиться такого скачка в производительности, какой в ближайшие полгода-год произойдет в остальных семействах RISC-процессоров. Зато IBM порадовала представлением нового семейства Power3, которое позволит достичь тактовой частоты 500 МГц и производительности 30/70 SPECint/fp95 и выше. Процессор этот будет использоваться в Unix-системах RS/6000 и 4096-процессорном суперкомпьютере на 3 терафлопс, а не в ПК и рабочих станциях, однако его выпуск в этом году показывает, что производительность на уровне Merced доступна уже сегодня.

Как и все упомянутые RISC-процессоры, Merced рассчитан на рынок серверов и мощных рабочих станций. Поскольку в приложениях x86 он будет работать не быстрее, а, скорее всего, медленне, чем Pentium II и конкуренты последнего от AMD, Cyrix и IDT, рассчитывать на существующую базу приложений Intel не сможет. Боюсь, к этому времени приложения x86 даже Alpha с эмулятором будет выполнять ненамного хуже. Поэтому Merced будет конкурировать с RISC-процессорами на равных, и судьба его будет зависеть как от действительной производительности, так и от доброй воли независимых разработчиков программного обеспечения.

Видимо, поэтому ни Intel, ни Hewlett-Packard не торопятся отказываться от существующих семейств. Я думаю, к 2001 году, когда Merced выйдет в массовое производство и обрастет кое-какими программами, и процессоры x86, и PA-RISC будут способны с ним конкурировать. В целом же ситуация на рынке не должна сильно измениться: RISC по прежнему будет быстрее, чем Merced, выпуск которого всего лишь временно сократит разрыв - так, как это случилось сейчас с выходом Deschutes и Xeon. И за Intel по-прежнему останется число приложений и пользователей. Возможно, но маловероятно, что твердыня Intel пошатнется с переходом на новую архитектуру.

Pentium отставал
по производительности от RISC
в несколько раз,
теперь же его преемник Xeon
смотрится среди них вполне уверенно.

Дмитрий БОРОДАЕНКО

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

28 за 1998 год

Рубрика: 

Hardware
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!