Domowe pecety dysponują możliwościami wczorajszych superkomputerów
W ostatnich tygodniach trafiły do sprzedaży domowe komputery z procesorami o częstotliwości 1000 MHz. Pokonana została kolejna bariera w rozwoju technologii. Pierwszy mikroprocesor, zbudowany w 1971 r., pracował z częstotliwością 108 kHz. Po 19 latach prędkość zwiększyła się prawie 10 tys. razy.
Przez ostatnich kilkanaście miesięcy trwał nieformalny wyścig producentów o to, kto pierwszy osiągnie częstotliwość jednego gigaherca, czyli tysiąca megaherców. W wyniku tej rywalizacji co kilka tygodni pojawiały się coraz szybsze układy. Procesor wykonujący miliard operacji na sekundę pierwsza przedstawiła firma AMD. Dwa dni później swój gigahercowy układ zaprezentował Intel. Po kilku miesiącach do sprzedaży trafiły wykorzystujące go superszybkie urządzenia.
- Komputer z procesorem 1 GHz spełni oczekiwania nawet bardzo wymagających użytkowników. Niewątpliwie wśród pierwszych kupców będą entuzjaści elektronicznej rozrywki, którzy nie mogli się doczekać, by mieć taką maszynę w domu - twierdzi Marek Maciaś z Optimusa. Firma do stworzenia swojego najszybszego komputera Prestige 2000 wykorzystała układ Intela. Drugi z dużych polskich producentów - JTT - przedstawił także peceta z procesorem AMD.
- Na rzeczywistą wydajność komputera ma wpływ wiele elementów, jednak to właśnie częstotliwość procesora jest najczęściej zauważanym wskaźnikiem. Gigaherc to była pewna granica psychologiczna - uważa Błażej Miernikiewicz z JTT. Tymczasem zanim rozpoczęła się sprzedaż gigahercowego sprzętu, na rynku pojawiły się już procesory o 100 MHz szybsze. - Po przekroczeniu tej umownej, "mitycznej" granicy chyba zmaleje fascynacja szybkością procesorów. Podobnie było z wielkością pamięci. Najpierw entuzjazmowano się 4 MB, później 16 MB, 32 MB... Dzisiaj, gdy wiele komputerów ma ponad 100 MB RAM, nie zwraca się na to tak dużej uwagi - ocenia Maciaś.
Wszystko wskazuje jednak na to, że w najbliższych latach częstotliwość procesorów będzie szybko rosnąć.
- Domowe pecety pod względem mocy przetwarzania dorównują urządzeniom, które zaledwie kilka lat temu były uważane za superkomputery - podkreśla Paweł Gepner z Intela. Jeszcze w tym roku największy na świecie producent procesorów zamierza wprowadzić nowy układ - Pentium 4, który będzie pracował z szybkością 1,5 GHz. Przy zachowaniu tego tempa rozwoju już w 2005 r. mogą się pojawić procesory o częstotliwości 10 GHz. Na producentów czeka jednak kilka trudnych kwestii do rozwiązania. - Do produkcji wykorzystuje się tzw. technologię litograficzną. Obecnie pozwala ona uzyskać ścieżki o szerokości 0,18 mikrometra. Kolejny etap to 0,13 mikrometra, a następnie 0,07 mikro-metra. Wtedy - a będzie to zapewne rok 2004 - nastąpi kres możliwości tej technologii. Przewiduje się, że zastąpi ją tzw. litografia EUV, w której będzie wykorzystywany ultrafiolet. Jej wdrożenie pozwoliłoby pokonać granicę 0,01 mikrometra, co zapewniłoby rozwój procesorów przez następne kilka lat - wyjaśnia Gepner. Już dziś producenci operują na warstwach grubości zaledwie kilku atomów.
Zwiększanie częstotliwości to jednak nie jedyny sposób poprawiania wydajności procesorów. Szacuje się, że obecnie ich efektywność sięga 30 proc., pozostały czas zajmuje oczekiwanie na dane. W wydajnych serwerach wykorzystuje się procesory, które równocześnie mogą przetwarzać 64 bity, a nie 32, jak w wypadku układów pecetowych. - Wprowadzone przez nas nowe procesory UltraSPARC III pracują z częstotliwościami 600 i 750 MHz, jednak zastosowanie 64-bitowego przetwarzania danych sprawia, że są one znacznie wydajniejsze od 32-bitowych układów o wyższych częstotliwościach. Ponadto przy ich projektowaniu zwrócono uwagę na przyspieszenie dostępu procesora do pamięci i dysków, by wyeliminować puste cykle, wykonywane w oczekiwaniu na dane. Co więcej, UltraSPARC III został zaprojektowany z myślą o budowie systemów zawierających 1000 i więcej procesorów. Tak wielka skalowalność ma decydujące znaczenie w serwerach odpowiadających za witryny internetowe, na których ruch z dnia na dzień może się zwiększyć kilkadziesiąt razy. Procesory 32-bitowe pozwalają na budowę maszyn wykorzystujących maksymalnie 16 układów - tłumaczy Artur Smorga z firmy Sun. Wkrótce masową produkcję 64-bitowych procesorów rozpoczną także AMD i Intel. - Początkowo znajdą one zastosowanie w wydajnych komputerach korporacyjnych. Do domowych pecetów trafią zapewne dopiero za cztery, pięć lat - przewiduje Paweł Gepner. Gigahercowe komputery na razie są drogie - kosztują ok. 10 tys. zł netto. - Na wysoką cenę poza kosztem procesora wpływa wiele dodatków, takich jak bardzo szybkie karty graficzne czy nagrywarki płyt kompaktowych - mówi Błażej Miernikiewicz z JTT. W Optimusie Prestige 2000 poza superprocesorem znajdziemy 128 MB pamięci i dysk twardy 30 GB. - Pierwszy komputer Optimusa, wprowadzony na rynek w 1990 r., miał procesor o częstotliwości 4,77 MHz, 640 kB pamięci i dwie stacje dysków 360 kB. Ewentualnie można było zamienić jedną stację na dysk twardy 10 MB - wspomina Marek Maciaś.
Przez ostatnich kilkanaście miesięcy trwał nieformalny wyścig producentów o to, kto pierwszy osiągnie częstotliwość jednego gigaherca, czyli tysiąca megaherców. W wyniku tej rywalizacji co kilka tygodni pojawiały się coraz szybsze układy. Procesor wykonujący miliard operacji na sekundę pierwsza przedstawiła firma AMD. Dwa dni później swój gigahercowy układ zaprezentował Intel. Po kilku miesiącach do sprzedaży trafiły wykorzystujące go superszybkie urządzenia.
- Komputer z procesorem 1 GHz spełni oczekiwania nawet bardzo wymagających użytkowników. Niewątpliwie wśród pierwszych kupców będą entuzjaści elektronicznej rozrywki, którzy nie mogli się doczekać, by mieć taką maszynę w domu - twierdzi Marek Maciaś z Optimusa. Firma do stworzenia swojego najszybszego komputera Prestige 2000 wykorzystała układ Intela. Drugi z dużych polskich producentów - JTT - przedstawił także peceta z procesorem AMD.
- Na rzeczywistą wydajność komputera ma wpływ wiele elementów, jednak to właśnie częstotliwość procesora jest najczęściej zauważanym wskaźnikiem. Gigaherc to była pewna granica psychologiczna - uważa Błażej Miernikiewicz z JTT. Tymczasem zanim rozpoczęła się sprzedaż gigahercowego sprzętu, na rynku pojawiły się już procesory o 100 MHz szybsze. - Po przekroczeniu tej umownej, "mitycznej" granicy chyba zmaleje fascynacja szybkością procesorów. Podobnie było z wielkością pamięci. Najpierw entuzjazmowano się 4 MB, później 16 MB, 32 MB... Dzisiaj, gdy wiele komputerów ma ponad 100 MB RAM, nie zwraca się na to tak dużej uwagi - ocenia Maciaś.
Wszystko wskazuje jednak na to, że w najbliższych latach częstotliwość procesorów będzie szybko rosnąć.
- Domowe pecety pod względem mocy przetwarzania dorównują urządzeniom, które zaledwie kilka lat temu były uważane za superkomputery - podkreśla Paweł Gepner z Intela. Jeszcze w tym roku największy na świecie producent procesorów zamierza wprowadzić nowy układ - Pentium 4, który będzie pracował z szybkością 1,5 GHz. Przy zachowaniu tego tempa rozwoju już w 2005 r. mogą się pojawić procesory o częstotliwości 10 GHz. Na producentów czeka jednak kilka trudnych kwestii do rozwiązania. - Do produkcji wykorzystuje się tzw. technologię litograficzną. Obecnie pozwala ona uzyskać ścieżki o szerokości 0,18 mikrometra. Kolejny etap to 0,13 mikrometra, a następnie 0,07 mikro-metra. Wtedy - a będzie to zapewne rok 2004 - nastąpi kres możliwości tej technologii. Przewiduje się, że zastąpi ją tzw. litografia EUV, w której będzie wykorzystywany ultrafiolet. Jej wdrożenie pozwoliłoby pokonać granicę 0,01 mikrometra, co zapewniłoby rozwój procesorów przez następne kilka lat - wyjaśnia Gepner. Już dziś producenci operują na warstwach grubości zaledwie kilku atomów.
Zwiększanie częstotliwości to jednak nie jedyny sposób poprawiania wydajności procesorów. Szacuje się, że obecnie ich efektywność sięga 30 proc., pozostały czas zajmuje oczekiwanie na dane. W wydajnych serwerach wykorzystuje się procesory, które równocześnie mogą przetwarzać 64 bity, a nie 32, jak w wypadku układów pecetowych. - Wprowadzone przez nas nowe procesory UltraSPARC III pracują z częstotliwościami 600 i 750 MHz, jednak zastosowanie 64-bitowego przetwarzania danych sprawia, że są one znacznie wydajniejsze od 32-bitowych układów o wyższych częstotliwościach. Ponadto przy ich projektowaniu zwrócono uwagę na przyspieszenie dostępu procesora do pamięci i dysków, by wyeliminować puste cykle, wykonywane w oczekiwaniu na dane. Co więcej, UltraSPARC III został zaprojektowany z myślą o budowie systemów zawierających 1000 i więcej procesorów. Tak wielka skalowalność ma decydujące znaczenie w serwerach odpowiadających za witryny internetowe, na których ruch z dnia na dzień może się zwiększyć kilkadziesiąt razy. Procesory 32-bitowe pozwalają na budowę maszyn wykorzystujących maksymalnie 16 układów - tłumaczy Artur Smorga z firmy Sun. Wkrótce masową produkcję 64-bitowych procesorów rozpoczną także AMD i Intel. - Początkowo znajdą one zastosowanie w wydajnych komputerach korporacyjnych. Do domowych pecetów trafią zapewne dopiero za cztery, pięć lat - przewiduje Paweł Gepner. Gigahercowe komputery na razie są drogie - kosztują ok. 10 tys. zł netto. - Na wysoką cenę poza kosztem procesora wpływa wiele dodatków, takich jak bardzo szybkie karty graficzne czy nagrywarki płyt kompaktowych - mówi Błażej Miernikiewicz z JTT. W Optimusie Prestige 2000 poza superprocesorem znajdziemy 128 MB pamięci i dysk twardy 30 GB. - Pierwszy komputer Optimusa, wprowadzony na rynek w 1990 r., miał procesor o częstotliwości 4,77 MHz, 640 kB pamięci i dwie stacje dysków 360 kB. Ewentualnie można było zamienić jedną stację na dysk twardy 10 MB - wspomina Marek Maciaś.
Więcej możesz przeczytać w 43/2000 wydaniu tygodnika Wprost .
Archiwalne wydania tygodnika Wprost dostępne są w specjalnej ofercie WPROST PREMIUM oraz we wszystkich e-kioskach i w aplikacjach mobilnych App Store i Google Play.