Intel раскрывает секреты процессора Merced

В московском представительстве фирмы Intel 8 декабря этого года состоялся брифинг, посвященный в основном планам на 1998 год по развитию процессоров серии Pentium II. На этом брифинге менеджер Intel по техническому маркетингу в странах СНГ и Балтии Павел Борох раскрыл также некоторые секреты новейшей и еще не завершенной совместной разработки Intel и Hewlett Packard - 64-разрядного процессора, известного под кодовым названием Merced.

Каковы же принципиальные отличия этого процессора от предыдущих 32-разрядных разработок Intel в этой области, таких как процессоры Pentium, Pentium MMX, Pentium PRO и, наконец, Pentium II?

Главное отличие заключается не в удвоенной разрядности, как это можно было бы подумать, а в применении для исполнения программ так называемого явного параллелизма (Explicitly Parallel Instruction Computing). В результате использования этой архитектурной особенности производительность процессора Merced может в несколько раз превысить значение, достигаемое при сопоставимой тактовой частоте процессорами серии Pentium II.

Для того чтобы объяснить преимущества явного параллелизма, вначале мы расскажем о косвенном параллелизме, который применяется для увеличения скорости выполнения программ в нынешних моделях процессоров Intel.

Известно, что в ходе работы большинства программ некоторые действия можно выполнять параллельно.

Простейший пример - программа вычисления суммы квадратов двух чисел. При последовательном исполнении действий программа сначала вычисляет квадрат первого числа, затем квадрат второго числа, а после этого складывает промежуточные значения для получения результата. Однако наша программа работала бы почти в два раза быстрее, если бы квадраты чисел вычислялись одновременно. Другой случай, когда параллельное выполнение действий позволяет увеличить скорость работы программы - выполнение операций над матрицами. Например, сложение всех элементов матрицы можно выполнять параллельно.

Существующие в настоящее время компиляторы создают машинный код, предназначенный для последовательного исполнения процессором. Физическое распараллеливание действий при выполнении многопоточных программ обычно достигается лишь в дорогих мультипроцессорных системах. Что же касается обычных, однопроцессорных компьютеров, то для увеличения скорости работы программ здесь доступны только средства косвенного параллелизма, встроенные в процессор.

Эти средства - предварительная выборка команд в очередь команд, расположенную внутри процессора, предсказание ветвлений, а также параллельное выполнение команд, выбранных в очередь и допускающих такое выполнение.

При использовании косвенного параллелизма процессор определяет, какие команды можно исполнять параллельно, во время работы программы. Эффективность этого метода невысока, так как процессору доступны для анализа только те команды, которые выбраны во внутреннюю очередь команд. Процессор ничего не знает о логике работы всей программы и потому не может оптимально спланировать выборку и параллельное исполнение отдельных ее фрагментов.

Явный параллелизм предполагает, что компилятор готовит для процессора код, специально предназначенный для параллельного исполнения. Процессор Merced способен выполнять одновременно несколько потоков команд, подготовленных на этапе компиляции. Так как выявление фрагментов программы, которые могут выполняться параллельно, происходит как на этапе компиляции, так и на этапе выполнения программы, метод явного параллелизма обладает большей эффективностью.

Разумеется, существующие компиляторы не могут создавать параллельный код для процессора Merced. Однако, по словам Павла Бороха, сейчас многие фирмы, традиционно занимающиеся разработками компиляторов, работают в этом направлении.

При производстве процессора Merced будет использована технология Intel 0.18 мкм. Предполагается, что этот процессор достигнет наивысшей производительности, что сделает его привлекательным для применения в мощных серверах и рабочих станциях. Впоследствии на базе 64-разрядной архитектуры Intel будет создано целое семейство процессоров Merced для различных категорий конечных пользователей.

И, наконец, вопрос, который интересует всех - когда процессор Merced будет запущен в производство?

Сейчас все подготовительные работы идут полным ходом. Павел Борох сообщил, что в 1999 году новый процессор появится в продаже, что откроет перспективы построения систем самой высокой производительности.