Автор: Олег
Свиргстин
Дата: 22.10.2002
"Who will feed the starving
Sparrow?"
(Simon & Garfunkel, "Sparrow")
1. Этот день уже близок
Если спросить лояльного
маковского пользователя в наши дни о
том, что его больше всего волнует,
тревожит, не дает спать, мы услышим
следующее:
- Производительность (процессоры!!!)
Кроме шуток, создается
ощущение свинцовой тяжести, нависшей
над маковским мирком, сквозь которую,
правда, еще пробиваются
безответственные лучики надежды.
С 1 января 2003 года
новые Маки не обязаны стартовать под
управлением Mac OS 9. Необходимость
поддержки двух систем тормозила до сих
пор внедрение многих технологий. Между
строк, прекращение поддержки
классической системы означает
внедрение этих загадочных технических
новаций. Балласт сброшен. Компромисы в
прошлом. Теперь настало время жать на
акселератор, и заставить наконец этот
измученный экономическими болячками
мир изумленно застыть, восхититься и
вернуться к полнокровной активной
жизни.
Приложения,
написанные для классической системы,
выбрасывать рано. Среда Classic все еще
жива, и даже похорошела (она стала чище,
устойчивее, производительнее). Среда
Classic - обычное приложение Mac OS X,
эмулирующее классическую Mac OS. Скорее
всего, его будущему пока ничто не
угрожает.
Начиная с 10.2, новая
операционная система признана годной к
самостоятельной взрослой жизни. В
последние годы многие всерьез
анализировали происходящее на "Новом
Эппле", утруждая себя многоумными
сопоставлениями его достижений с
достижениями конкурентов. А между тем,
"Новый Эппл" только сейчас
покидает уютную верфь и выходит в
непогодящее открытое море. Новая
маковская эра начинается только сейчас.
Так и хочется пожелать
ему ста тысяч терафлопов под килем и
счастливого плавания.
2. Производительность
Вопреки скепсису,
распространенному даже среди "своих",
эппловские железки последнего выпуска
вовсе не так уж и плохи. Они способны
обогнать конкурентов с намного более
внушительными ТТХ, пусть и в специально
отобранных, отдельных тестах.
Конкуренты нынче мощны, как никогда
прежде, и если бы Маки были так немощны,
как об этом говорят беспристрастные
аналитики, даже на этих отдельных
тестах они бы не "сделали"
конкурентов ни за что.
Я имею в виду
августовское "поколение"
настольных Маков.
Август
2002, новая линейка настольных Маков
Это двухпроцессорные G4 с тактовыми
частотами 867 МГц, 1 ГГц и 1.25 ГГц. Старшие
две модели стандартно комплектуются
графической картой ATI Radeon 9000 Pro и 64М DDR
SDRAM, младшенькая - NVIDIA GeForce4 MX с 32М
видеопамяти. Любую из этих машин можно
заказть с NVIDIA GeForce4 Ti с 128М видеопамяти.
Плюс встроенная поддержка 2 мониторов.
Процессоры общаются с переферийными
устройствами посредством шины с
тактовой частотой 167МГц (у двух старших
моделей) и всего лишь 133МГц у модели с
тактовой частотой 867МГц.
В современных PC частота шины - 533МГц, но
все не так просто. На Маке _каждое_
переферийное устройство общается с
процессором с помощью своей
собственной шины, а в PC - одна
коммунальная шина на всех, на нее
вешаются контроллеры дисков, PCI-устройств,
графические карты и т.п. В реальной
жизни маковская схема часто выигрывает.
Оперативная память на всех моделях - DDR
SDRAM. DDR/333 на двух старших моделях и DDR/266
на младшей. Теоретически,
использование DDR SDRAM вместо SDR SDRAM должно
приводить к двухкратному выигрышу в
производительности. При SDR (Single Data Rate) за
один машинный такт память обменивается
с процессором одним квантом данных,
размером с машинное слово - для его
передачи используется "поднимающийся"
склон импульса. DDR (Double Data Rate) использует
для передачи оба склона импульса.
Однако, судя по испытаниям "доавгустовских"
моделей Маков, оснащенных DDR SDRAM,
выигрыш в производительности себя не
обнаруживает.
Во всех моделях - две независимые ATA-шины
собственной разработки для
подключения дисковой памяти, UltraATA/100 -
как на Xserve, и UltraATA/66. Каждая из шин
расчитана на два посадочных места,
максимальный объем внутренней
дисковой памяти августовских моделей
составляет 480Гб, как и у Xserve. Чтобы не
радовать маконенавистников, напомню:
Xserve для подключения дисков использует 4
независимых шины UltraATA/100.
Jaguar (Mac OS 10.2) вносит свой вклад в
повышение производительности.
Поддержка симметричной
многопроцессорности в этой системе -
одна из лучших в отрасли. Подавляющая
часть операций по прорисовке
графического пользовательского
интерфейса и прочей графики, благодаря
технологии Quartz-Extreme, вообще не занимает
циклы центральных процессоров,
нагружая собой графические карты.
Шум в прессе, обычно сопровождающий
появление новых машинок от Apple, был на
этот раз намного скромнее. Опять
подвела Motorola, и вместо MPC 7470 с тактовой
частотой 1.4 и 1.6 ГГц в августовских
моделях всего лишь модернизированные
MPC 7455 (с максимальной частотой 1.25ГГц).
Августовские перемены коснулись и
потребительской части линейки, но они
незначительны - некоторые модели стали
дешевле, а eMac за 1499 долларов (цена в США)
стал самым дешевым на Западе
компьютером с возможностью записи DVD-дисков.
Впрочем, самые дешевые модели
конкурентов с той же способностью уже в
августе были очень близки по цене, и это
преимущество кратковременное и
незначительное.
Итак, инженерам Apple
приходится идти на всевозможные
ухищрения, чтобы добиться преимуществ
хотя бы на каких-то участках фронта, и
отставания в более-менее приличных
пределах на остальных. Если бы не
процессоры...
Возникают вопросы:
Почему? Кто виноват? Чего нам ждать?
Пентиум уже собирается перешагивать
рубеж в 3ГГц... Неизбежные издержки
переходного периода, плюс отставание в
производительности, плюс очередная
задержка карбонизированного QuarkXPress...
Типа, "а женщины уже в баскетбол
играют..."
Ждать ли
положительных перемен? Когда? Возможны
ли положительные перемены вообще?
Ответы: да, скоро, еще
как.
Но сначала - ответим на
другие вопросы: кто виноват, почему, и
что происходит...
3. Что делать???
Некогда Apple, IBM и Motorola
объединили свои усилия по разработке
первого в истории RISC-процессора для
универсальных персональных
компьютеров. Консорциум, названный по
заглавным буквам участников AIM,
сконцентрировал огромные финансовые
средства и гигантский
интеллектуальный потенциал на решении
этой задачи. Эта организация никогда не
ходила в "троешниках". И вдруг -
такой позор... Почему? Кто виноват?
Многим приходит в
голову раздраженная мысль: а почему Apple
не пошлет эти PowerPC на какие-нибудь три
или четыре буквы, и не перейдет,
например, на те же самые благополучные
Пентиумы или AMD, или не создаст,
например, свои собственные процессоры...
Создавать свои собственные
суперпроцессоры, конечно, было бы круто
и замечательно - но я даже не буду
объяснять, почему это нереально.
А если перейти, как все,
на X86? Ведь Mac OS X устроена "по-умному".
Микроядро (Mach) и ядро (Darwin OS) для
платформы X86 просто уже есть, и они в
прекрасном рабочем состоянии. Cocoa -
наследник межплатформенной системы
OpenStep и кровный брат открытого проекта
GnuStep, а OpenStep стал работать под X86 задолго
до возникновения самой идеи о переносе
его на PowerPC. Кроме того, Cocoa аккуратно и
грамотно посажен на это самое
межплатформенное ядро...
Технически переход на
процессор другой архитектуры возможен.
Правда, он гораздо сложнее, чем
представляется на первый взгляд.
Помимо Cocoa, Java и BSD, в состав системы
входит огромное количество кода,
заточенного под PowerPC. Carbon, всевозможные
менеджеры, пришедшие из классической Mac
OS, типа AppleEvents, Alias Manager, Game Sprockets и еще
около полусотни огромных и средних по
размерам, и часто очень нетривиальных,
библиотек. Перенос программ - огромные
затраты усилий, средств, времени...
Перенос операционной системы на
порядки сложнее. А максимально
достижимый ценой огромных потерь
результат - ничья 1:1.
AIM давно уже нет. Есть
три независимые друг от друга компании,
каждая во власти своих проблем и забот.
А вокруг - отнюдь не сытое и безмятежное
просперити начала 90-х, а всякие
террористические акты 11 сентября 2001
года и долготекущий спад на рынке... И
ничего не поделаешь, в ближайшие годы
сердцем всех новых Маков останется PowerPC,
а "друзьями" - Motorola и IBM.
Ходили слухи о якобы
готовности Motorola продать ее отделение
процессоров для персональных
компьютеров, и о готовности Apple это
отделение приобрести. Это было бы не
менее бессмысленно, так как отделения
Моторолы сильны наработками общего
научно-исследовательского ядра, и
вообще было бы похоже на попытку
приживления Эпплом себе еще одной руки
(третьей), отрезанной у существа в три
раза большего по размеру и весу (такой
вот хобот, однако...).
В наши дни появились
слухи о грядущем приобретении
процессорного отделения Motorola
корпорацией Hitachi. На этой компании в
свое время очень удачно
модернизировали процессоры PowerPC для
своих собственных нужд, и вообще
компания одна из ведущих в мире по
научно-техническому потенциалу...
Поживем - увидим. У Моторолы серьезные
финансовые проблемы, это факт.
4. "Кто виноват?"
Виновата компания Apple, в
1996 году устроившая публичную истерику
по поводу прекращения разработки
операционной системы Copland. Это событие (истерика),
вызывало сомнения в дееспособности
тогдашнего руководства компании уже
хотя бы тем, что оно вообще произошло.
Задержки в разработке тех или иных
проектов - рядовое и почти каждодневное
явление в компьютерной индустрии (и не
только в ней...), а ведь фактически,
больше ничего и не случилось.
Затем последовали
обвал яблочных акций, бегство с
эппловской платформы корпоративных
пользователей, милиардные убытки,
недоверие партнеров, нарастающее как
снежный ком, катящийся с высокой горы -
короче, настоящий апокалипсис - и самые
мрачные прогнозы относительно
будущего Apple. Коллапс казался
неизбежным. Менеджеры IBM и Motorola не стали
исключением, и, не объявляя об этом
открыто - этика больших и солидных
корпораций требует максимальной
порядочности - как минимум, резко
понизили приоритет этого направления.
AIM координировал
усилия блестящих инженеров трех
неординарных компаний. За годы,
предшествовавшие 1997 (пик кризиса) была
наработана уйма всего яркого и
блестящего. Эта уйма была с хорошей
помпой подана и съедена рынком с
хрустом, сыграв не последнюю роль в
уверенном и почти триумфальном
возвращении Apple Computer в большой бизнес в
1999 году...
У направлений с
наименьшим приоритетом с неотвратимой
неизбежностью отбирают лучшие кадры.
Этим направлениям урезают бюджеты.
Годами и по крупице собранные и
сработавшиеся команды размываются и
утрачивают "потенцию", и чудеса
прекращаются. Колебания руководства
Motorola и IBM уже в прошлом, сегодня обе
компании снова делают "правильные
вещи", но последствия
самоизобличения Джила Амелио и Элен
Хэнкок не могли не сказаться на
результатах.
Например, консорциум
AIM прекратил существование, и
координация усилий ушла в прошлое.
Тактовую частоту современных Маков
стыдно называть в приличном обществе.
Отмазки типа "мы на 30-40 процентов
эффективнее" и "а зато мы
многопроцессорные" уже не помогают.
Классическая система
была еще одним из препятствий,
затруднявших создание Маков на новых
поколениях процессоров. Из сообщений
Motorola и IBM известно, что такие процессоры
есть. С первого января 2003 года этого
препятствия больше нет. Ситуация не
может не измениться в лучшую сторону.
"Новый Эппл" в
этой беде не виноват. "Новый Эппл",
еще будучи глухо и глубоко на стапелях,
стал прибыльной компанией. Восстановил
доверие инвесторов. Убедил рынок в
приемлемости своей продукции и даже
породил несколько бумов - те же iMaс, iPod,
Titanium G4. Серьезность и настойчивость
попыток Apple Computer отвоевать рынок
очевидны. Производительность
процессоров - едва ли не важнейшая на
сегодня помеха на пути Великого
Яблочного Возрождения. Ситуация не
может не измениться в лучшую сторону.
Есть еще один довод в
пользу этого. Джобс. Отставание PowerPC -
серьезная угроза его любимому детищу.
Неоспорим талант Джобса вести
переговоры и договариваться о
невозможном. Причем, решение проблемы
должно быть обязательно крутым,
достойным восхищения, чтобы о нем можно
было со скромным видом громко объявить
на весь мир... Неоспорима способность
Джобса доводить самые сложные проекты
до результата - даже из самых
невероятных ситуаций... Ситуация не
может не измениться в лучшую сторону.
5. Ветры перемен
Начнем с подозрительных
проявлений со стороны Apple. Джобс
упомянул о том, что "что-то очень
крутое" ждет нас впереди. Мои
знакомые на Apple, прежде охотно
рассуждавшие со мной на тему
процессоров, стали выразительно
молчать в ответ на вопросы, явно что-то
скрывая - "все будет хорошо". А тут
еще и объявленное "убийство"
классической системы...
С приходом Джобса на
Apple воцарилась атмосфера
беспрецендентной секретности. Но мы
читаем детективы и книжки про шпионов,
правда? Атмосфера секретности
распространяется и на ближайших
партнеров. Вы заметили, что на Мотороле
перестали говорить о варианте 8500 для
персональных компьютеров? Он же G5, он же
64-битный PowerPC следующего поколения.
Ожидаемые тактовые частоты - от 1.6 до 2
ГГц, инновации в архитектуре... И вдруг -
тишина.
Это что касается
Моторолы. Традиционного и не слишком
надежного поставщика процессоров
последних лет. Моторола остается среди
поставщиков. По сообщениям
компьютерной прессы, Мотрола ближе
всех конкурентов подошла к созданию
чипов технологии 0.09. Впрочем, если
последнее и скажется на
производительности Маков, то еще не
скоро.
Есть информация о
возможности применения в Маках
следующих поколений процессора GPUL (Gigaprocessor
Ultra-Light) фирмы IBM. Этот процессор
разрабатывается на основе ай-би-эмовского
POWER4.
POWER4
Процессор POWER4 разработан IBM для
следующего поколения серверов RS/6000 и AS/400,
и пришел в 2000 году на смену процессорам
RS64 IV и POWER. Это были супертяжеловесы,
овеянные бессмертной славой - и их
наследник доверие оправдал.
Помимо раскачки правдами и неправдами
процессоров до максимально выносимых
ими тактовых частот, разработчики
чипов используют всевозможные "трюки"
для повышения производительности.
Например, принудительное
распарралеливание вычислений, "независимое
от программиста" - то есть,
реализуемое самим процессором за счет
увеличения числа функциональных узлов,
сложных систем переименования
регистров и т.п.
Вариации этой методики применены в RS64 IV,
где ее называют SMT (Simultaneous multithreading), в
процессорах компании Intel, где она
известна под именем HMT (Hardware Multi-Threading).
Говорят, что Xeon и Pentium 4 обязаны методике
HMT 10-30% их итоговой производительности.
В архитектуре POWER4 на одном чипе
располагается несколько
самостоятельных процессоров. Эта
методика называется CMP (Chip Multiprocessing). В
начале 90-х годов прошлого века эта идея
отрабатывалась и на фирме Intel в проекте
Micro2000 (иначе говоря, в проекте "786").
Что представляет из себя промышленная
реализация POWER4 сегодлня? На чипе
площадью 400 квадратных милиметров
расположены два 64-битных процессора
PowerPC с набором инструкций AS. Чип
изготовлен по технологии 0.18 микрон.
Тактовая частота современных POWER4 - 1.1 и
1.3 ГГц. Тоже меньше, чем у Пентиума - и
тем не менее, этот процессор считается
едва ли не самым производительным
процессором в мире.
Процессор разрабатывался для
применения в разных, в том числе и 32-процессорных,
серверах. Иногда процессоры объединяют
в модули из 4-х чипов (по 8 процессоров в
каждом), как на сервере IBM pSeries 690 Model 681.
POWER4 предельно оптимизирован (используются
все известные в рамках набора команд
PowerPC средства неразрушающего повышения
эффективности), он не зависает в случае
сбоя, а перехватывает управление и
передает его отработчику особых
ситуаций. Процессор существенно
отличается от предшественников,
переняв наиболее удачные из подходов,
применяемых фирмой Intel в процессоре
Pentium-4.
POWER4, предназначенный
для серверов, для настольных машин
тяжеловат и слишком дорог. GPUL, видимо,
решает часть из этих проблем.
Изначально GPUL будет выпускаться по
технологии CMOS9 (0.13 микрон), в дальнейшем
- по технологии 0.10 микрон.
Представитель IBM выразил сомнение в том,
что именно GPUL станет одним из маковских
процессоров ближайшего будущего, но не
отрицал, что работы в маковском
направлении ведутся, и GPUL послужит
базой для будущего маковского
процессора.
Сроки - дело
неблагодарное. Но с достаточно большой
долей вероятности можно утверждать,
что уже в январе 2003 года (традиционно в
начале января проводится MacWorld San-Francisco)
могут быть объявлены первые Маки на
базе процессора G5. Полностью "переварить"
64-битность Mac OS X и программы, написанные
для нее, смогут не сразу, но
работоспособность их от этого не
пострадает. Несколько позже на арене
появится супер-процессор от IBM. Видимо,
в начале 2004 года.
И G5, и потомок POWER4/GPUL,
оба выглядят достаточно ярко и
вызывающе. По-джобсовски круто. Очень
похоже на возможное развитие ситуации.
|