Več gigahertzev in manj nanometrov

Sodobni procesorji po svojih zmogljivostih zadostujejo za večino nalog, ki jih računalniku naloži povprečen uporabnik. Kljub temu pa razvoj še vedno poteka z nezmanjšano hitrostjo in oba največja izdelovalca procesorjev na trg še vedno pošiljata nove modele, ki svoje predhodnike navadno prekosijo tako po zmogljivosti kot tudi po razmerju med ceno in zmogljivostjo.

Pred nekaj leti je bil boj med obema največjima izdelovalcema procesorjev na vrhuncu. Tako AMD kot Intel sta nove modele predstavljala kot po tekočem traku, vsak nov procesor pa je vsaj za nekaj megahertzev prestavil meje, ki jih je še ne dolgo nazaj dosegel konkurent. V zadnjem letu pa se je medijska pozornost odvrnila od obeh podjetij (in se preusmerila na dva največja izdelovalca grafičnih procesorjev). Novih procesorjev je tako manj, sledijo si bolj na redko, razlike v primerjavi s predhodniki pa so nekoliko manj oglaševane, a kljub temu kar precejšnje. Kaže celo, da se bo boj med obema podjetjema spet nekoliko razvnel, saj sta tako AMD s predstavitvijo 64-bitnih procesorjev kot tudi Intel s prehodom na 90-nanometrsko tehnologijo svojim tržnikom ponudila dovolj streliva za večjo medijsko navzočnost obeh podjetij.

Razmerja na trgu so že nekaj let dokaj podobna: AMD je v senci Intela in dosega okoli 15-odstoten tržni delež. Razmerje se je za AMD izboljšalo šele v zadnjem mesecu ali dveh: AMD je namreč podpisal pogodbo s Hewlett-Packardom, ki zdaj ponuja tudi računalnike z AMDjevimi procesorji. Njihova prodaja je presegla vsa pričakovanja. Intel seveda ne bo stal križem rok in si bo prodajo verjetno zelo hitro popravil s predstavitvijo novega rodu procesorjev na novem podnožju, z novimi sistemskimi nabori in s podporo celi vrsti novih vmesnikov in tehnologij. Kljub temu pa je Intelov kolač nekoliko načet, predvsem na spodnjem, najdonosnejšem delu trga, tako da lahko previdno napovemo malenkost popravljena razmerja med obema velikima tekmecema. Seveda pa bo Intel tudi v prihodnje obvladoval večino trga.

Lastnosti procesorjev

V zadnjem času je največ govor o tehnologiji izdelave procesorjev oziroma velikosti polprevodniških elementov procesorja. Podatek o tehnologiji izdelave nam pove, kako veliki so posamezni elementi na siliciju. Dosedanji procesorji so imeli 130 nanometrov velike tranzistorje. Gre za proizvodni proces, ki je že dodobra preizkušen in ga uporablja velika večina izdelovalcev zmogljivih polprevodniških čipov (med drugim tudi izdelovalci grafičnih procesorjev). Prehod na 90-nanometrski proces izdelave je Intel zelo bučno oglaševal in kljub temu da novi procesorji še niso upravičili pričakovanja, lahko v bližnji prihodnosti pričakujemo, da bo tudi AMD (pa tudi drugi izdelovalci procesorjev) v kratkem prešel na 90-nanometrski proces. 130-nanometrski procesorji so namreč dosegli meje zmogljivosti, saj se procesorji s takti delovanja 3 GHz in več pri delu zelo grejejo, poleg tega pa porabijo tudi precej energije. Prehod na tehnologijo z manjšimi tranzistorji naj bi zmanjšal porabo in segrevanje, obenem pa omogočal doseganje višjih taktov delovanja.

Takt delovanja je najbolj oglaševan podatek ob nakupu procesorja. Gre za vrednost, ki pove, s kakšno frekvenco niha urni signal procesorja. Nekdaj so procesorji v enem urnem signalu lahko izvedli le en ukaz. Dandanes to ne drži več, kljub temu pa je takt še vedno eden poglavitnih pokazateljev zmogljivosti procesorja in pri procesorjih z enakim jedrom lahko rečemo, da večji takt delovanja pomeni tudi večjo zmogljivost. V zadnjem času je čedalje bolj opazen odmik od označevanja procesorjev s taktom (pred leti je tako označevanje opustil AMD, v kratkem pa mu bo sledil tudi Intel), saj pri sodobnih procesorjih na samo zmogljivost čedalje bolj vplivajo druge lastnosti.

Na hitrost delovanja zelo vpliva tudi predpomnilnik. Gre za pomnilnik, vgrajen v jedro procesorja, v katerem so shranjeni podatki, do katerih ima procesor pogosto dostop. Večji predpomnilnik navadno pomeni manj dostopov do glavnega pomnilnika, seveda pa le, če so podatki, ki jih procesor potrebuje, že v predpomnilniku. Pri tem precej pomagajo sodobni algoritmi, ki na podlagi že izvedenih ukazov predvidevajo, katere podatke bo procesor še potreboval, in jih predčasno prenesejo iz glavnega pomnilnika v predpomnilnik. Predpomnilnik je pri procesorjih navadno večstopenjski (večinoma ima dve stopnji).

Takt pomnilniškega vodila vpliva na to, kako hitro se podatki iz pomnilnika prenašajo v procesor in nasprotno. Povezava med procesorjem in pomnilnikom je že nekaj časa ozko grlo računalnikov, tako da je zelo pomembno, da je prenos podatkov po pomnilniškem vodilu čim hitrejši. Današnji pomnilniški krmilniki navadno omogočajo tudi dvokanalni dostop do pomnilnika, tako da v enem ciklu prenesemo dvakrat toliko podatkov.

Več o delovanju procesorjev, njihovih lastnostih in zgodovini si lahko preberete v januarski številki iz leta 2003.

Intel

Največji izdelovalec procesorjev trdno drži vajeti trga v svojih rokah, saj ima tržni delež, ki že meji na monopol. Intel krepko vodi na področju namiznih procesorjev, še večji tržni delež pa ima na nekaterih drugih področjih (predvsem izstopa pri mobilnih procesorjih, kjer ima skoraj popolno prevlado). Podjetje je tudi eden večjih izdelovalcev sistemskih naborov, ob tem pa samo izdeluje tudi osnovne plošče za svoje procesorje.

Nove oznake Intelovih procesorjev

Intel je v preteklosti pri označevanju svojih procesorjev uporabljal predvsem takt delovanja procesorja. To je bila tudi dobra tržna poteza, saj je v tej lastnosti procesorjev hitro prehitel AMD in tako kupce pritegnil z višjimi številkami. AMD se je temu poskusil upreti s številčnim poimenovanjem svojih procesorjev, pri čemer same oznake niso imele povezave z dejanskim taktom delovanja, temveč s teoretično zmogljivostjo procesorja. Intelove težave s takim označevanjem so se začele s predstavitvijo procesorja Pentium M za prenosne računalnike. Procesor je namreč po taktu delovanja zaostajal za takratnimi procesorji za prenosnike, a jih je po zmogljivosti posekal. Kljub temu so se manj obveščeni kupci še vseeno raje odločali za izdelke s slabšimi procesorji, saj so imeli ti prenosniki v tehničnih značilnostih naveden procesor z višjim taktom delovanja.

V prihodnje bodo tako tudi Intelovi procesorji označeni s številčnimi oznakami, ne več s taktom delovanja. Intel je svoje procesorje razdelil v tri razrede, z oznakami 7xx, 5xx in 3xx. Primerjavo med novimi in dosedanjimi oznakami vidite v tabeli.

Novo Intelovo poimenovanje procesorjev kaže na to, da bo v prihodnje na zmogljivost procesorjev čedalje manj vplival takt delovanja, večji vpliv pa bodo imeli drugi dejavniki, kot so sama zasnova jedra in velikost predpomnilnika. Pregled nad dejansko zmogljivostjo bo boljši, odločitev kupcev pa lažja. Obenem gre pa tudi za majhno zmago AMDja, ki je pred leti ob uvedbi številčnega označevanja svojih procesorjev predvsem z Intelove strani doživel plaz kritik.

Na trgu namiznih procesorjev Intel trenutno ponuja izdelke iz družine Pentium 4, ki pa so si med seboj po zmogljivostih in ceni zelo različni, prvi izdelki iz te družine pa so bili predstavljeni že leta 2000. Spodnjemu cenovnemu razredu so namenjeni procesorji Celeron. Gre za nekoliko okleščene različice "pravih" Pentiumov 4. Gre za procesorje, izdelane v 130-nanometrski tehnologiji. Najšibkejši Celeron trenutno na trgu deluje s taktom 1,8 GHz, medtem ko najzmogljivejši model iz družine deluje pri 2,8 GHz. Procesorji imajo prvostopenjski ukazni predpomnilnik, dovolj zmogljiv za 12.000 ukazov, in prvostopenjski podatkovni predpomnilnik z zmogljivostjo 8 KB. Zmogljivost drugostopenjskega predpomnilnika je 128 KB. Takt pomnilniškega vodila je 400 MHz, podpira pa tehnologijo, imenovano "quad-pump": dejanski takt vodila je 100 MHz, v enem taktu pa prenese štiri ukaze, tako da navzven deluje kot štirikrat hitrejše vodilo. Procesorje Celeron vtaknemo v podnožje Socket 478, tako kot vse druge Intelove procesorje za namizne računalnike. Najšibkejšega Celerona s taktom 1,8-gigahertza ne izelujejo več, je pa na trgu še kar nekaj teh procesorjev ostalo v skladiščih, tako da bodo na voljo tudi še v bližnji prihodnosti. Intel tako ne izdeluje več procesorjev za namizne računalnike s taktom, nižjim od 2 GHz.

Drugi Intelovi procesorji se imenujejo Pentium 4, kljub skupnemu imenu pa jih lahko razdelimo na tri skupine: v prvi so "navadni" Pentiumi 4, v drugo sodijo procesorji z oznako Pentium 4 Extreme Edition, v tretji skupini pa so procesorji Pentium 4, izdelani v 90-nanometrski tehnologiji, ki jih zaenkrat najpogosteje označujemo kar z njihovim razvojnim imenom Prescott.

Pentium 4 so v 130-nanometrski tehnologiji izdelani procesorji. Kot vsi drugi Intelovi procesorji (razen Prescottov) imajo prvostopenjski ukazni predpomnilnik z zmogljivostjo 12.000 ukazov in prvostopenjski podatkovni predpomnilnik z zmogljivostjo 8 KB. Drugostopenjski predpomnilnik je štirikrat zmogljivejši kot pri Celeronih: ima za 512 KB pomnilniškega prostora. Takt delovanja je med 2,4 in 3,4 GHz, pri čemer je najšibkejši model, 2,4-gigaherčni Pentium 4, že teže dobavljiv. Zunanji takt Pentiumov 4 je 800 MHz (spet gre za vodilo s tehnologijo "quad-pump"). Vsi Pentiumi 4, ki so trenutno naprodaj, podpirajo hipernitnost: gre za tehnologijo, ki omogoča hkratno izvajanje več procesov. Hipernitnost podpira večina sodobnejših operacijskih sistemov, pri izvajanju več programov hkrati ali programa, ki med delovanjem zažene več procesov, pa prinaša tudi do 30-odstotkov večjo zmogljivost ob enakem taktu delovanja.

Manj megahertzev, a tudi manj hrupa

Podjetje VIA, sicer eden največjih izdelovalcev sistemskih naborov, je pred leti ob nakupu podjetja Cyrix dokaj optimistično napovedalo boj obema procesorskima velikanoma in načrtovalo, da bo predvsem v najnižjem cenovnem razredu pošteno pomešalo štrene obema. Izkazalo se je, da Cyrixovi procesorji C3 in njihove izpeljanke ne zmorejo enakovredno tekmovati z AMDjevimi in Intelovimi izdelki, tako da se je podjetje kmalu usmerilo v bolj ozko usmerjene rešitve.

VIA danes uporabnikom ponuja računalnik z njihovem procesorjem, ki temelji na platformi EPIA. Gre za osnovno ploščo z velikim številom integriranih elementov. Poglavitna prednost osnovne plošče EPIA je njena velikost: format Mini-ITX, ki mu ustreza, namreč določa, da je osnovna plošča velika le 17 × 17 centimetrov, kljub majhnosti pa je povsem združljiva z ohišji Micro-ATX. Na osnovno ploščo je že vgrajen grafični procesor, zvočni vmesnik in vse vhodno izhodne povezave, tudi omrežni vmesnik.

Procesor, ki je srce računalnika mini formata, je izpeljanka procesorja C3. Gre za procesor z dokaj nizkim taktom delovanja (najzmogljivejša različica deluje s taktom 1,4 GHz) in majhno porabo (do 18 W). Procesor se pri delu greje precej manj od konkurentov, tako da ga lahko hladimo s hladilnimi rebri ali tihimi ventilatorji. Izdelan je v 130-nanometrski tehnologiji. Namenjen je poganjanju večpredstavnih programov, tako da v navezi s sistemskim naborom podpira strojno dekodiranje posnetkov MPEG-2 in nekoliko manj tudi MPEG-4.

VIA C3 v večini okolij ne zmore tekmovati s Pentiumi 4 in Athloni. Poseka pa jih, ko potrebujemo tih računalnik, ki za povrh zasede malo prostora. Gre torej za odlično izbiro za vgradne naprave, ki lahko s C3jem poganjajo operacijske sisteme in programe za namizne računalnike. Svoje mesto bo tako našel predvsem v majhnih računalnikih, namenjenih rabi z večpredstavnimi datotekami, in v večpredstavnih napravah prihodnosti, kjer bo najverjetneje skrit kar v notranjosti kakega naslednika današnjega televizijskega sprejemnika.

Podnožje Socket 939, za katero so zaenkrat na voljo le procesorji Athlon 64 FX, bo v prihodnje v središču AMDjeve pozornosti, saj naj bi tudi zanj predstavili navadne Athlone 64. Athloni 64 za podnožje 939 bodo, podobno kakor FXi, opremljeni z dvokanalnim pomnilniškim krmilnikom. Do konca leta naj bi bila na voljo procesorja Athlon 64 4000+ in Athlon 64 FX-55, ki naj bi bila že izdelana v 90-nanometrski tehnologiji (AMD je sicer predstavil že prve 90-nanometrske Opterone, vendar gre za preizkusne modele, ki delujejo pri smešno nizkem taktu 800 MHz).

Konkurenca bo tudi v prihodnje v senci obeh velikanov. VIA se je usmerila na trg vgradnih naprav in PCjev za dnevno sobo, drugih podjetij, ki bi izdelovala z arhitekturo x86 združljive procesorje za namizne računalnike, pa ni. V prihodnje lahko tudi pri namiznih računalnikih pričakujemo nekatere rešitve, na katere smo že naleteli pri mobilnih procesorjih, nadejamo pa se lahko tudi prvih večjedrnih procesorjev: gre za procesorje, v katere je vgrajeno več jeder, tako da delujejo kot večprocesorski sistem v enem. Prve take rešitve bodo namenjene strežnikom, vendar se lahko nadejamo tudi procesorjev za rabo doma, ki bodo temeljili na tej tehnologiji, saj je čedalje teže dosegati višji takt delovanja, tako da se izdelovalci ozirajo za drugimi načini povečanja zmogljivosti procesorjev. Prve take izdelke so sicer napovedovali že za konec leta 2004, vendar je bolj realna napoved, da bodo prvi večjedrni procesorji na voljo šele prihodnje leto.

Za prihodnost izdelovalcev procesorjev se ni treba bati. Kljub temu da današnji povprečen računalnik več kot zadošča potrebam večine uporabnikov, je želja po doseganju čedalje večje zmogljivosti še vedno velika, tako na strani uporabnikov kot pri izdelovalcih. Zato si lahko tudi v prihodnje obetamo čedalje več gigahertzev, manj nanometrov in kup tehnologih z zvenečimi imeni, ki bodo (vsaj po trditvah izdelovalcev) pohitrile delovanje procesorja in s tem tudi računalnika.

Pentium 4 Extreme Edition so nadgradnja običajnih Pentiumov 4. Gre za procesorje, ki se po temeljnih značilnostih ne razlikujejo od neekstremnih Pentiumov 4, imajo pa še tretjestopenjski predpomnilnik, ki ga pri namiznih procesorjih doslej nismo srečevali (je pa precej pogost pri procesorjih za strežnike): ta obsega 2 MB. Gre za procesorje, namenjene najzahtevnejšim kupcem, ki pa se na trgu nekako ni uveljavil. Eden izmed razlogov je njihova visoka cena, drugi razlog pa je ta, da dodatni predpomnilnik v praksi ni prinesel pričakovane razlike v hitrosti delovanja, tako da jim v Intelu ni uspelo opravičiti precej višje cene teh procesorjev. Verjetno gre za slepo vejo med razredi Intelovih procesorjev, saj v prihodnjih rodovih Intelovih procesorjev za namizne računalnike zaenkrat ne načrtujejo modela s tretjestopenjskim predpomnilnikom.

Najnovejši Intelovi procesorji za namizne računalnike so procesorji Pentium 4 "Prescott". Novinci so sicer na voljo pod istim imenom kakor predhodniki, kljub temu pa je v sami zasnovi novih procesorjev kar nekaj izboljšav glede na prejšnje generacije. Prescotti so izdelani v 90-nanometrski tehnologiji, opremljeni pa so tudi z 1 MB drugostopenjskega predpomnilnika. Takt pomnilniškega vodila je še vedno 800 MHz, medtem ko so procesorji na voljo v s taktom delovanja med 2,8 in 3,4 GHz. Izjema med Prescotti je model z 2,4 GHz, ki deluje z zunanjim taktom 533 MHz, zapolnil pa naj bi cenovno in zmogljivostno vrzel med dokaj šibkimi Celeroni in precej zmogljivimi (in temu primerno dražjimi) Pentiumi 4. Po drugih lastnostih so Prescotti enaki Pentiumom 4, izdelanim v 130-nanometrski tehnologiji: prvostopenjski predpomnilnik je enako zmogljiv, prav tako pa vsi tovrstni procesorji podpirajo hipernitnost. Ob izidu novih procesorjev so bila pričakovanja bodočih uporabnikov dokaj velika, saj je šlo za prve procesorje za namizne računalnike, izdelane v 90-nanometrski tehnologiji, ki naj bi prinesla manjše segrevanje jedra, manjšo porabo energije in zmožnost delovanja pri višjih taktih. V praksi so se novi procesorji doslej odrezali dokaj povprečno, saj v primerjavi s predhodniki kljub dvakrat zmogljivejšemu drugostopenjskemu predpomnilniku ne prinašajo skoraj nobenih prednosti. Poleg tega se novi Intelovi procesorji (kar nekoliko manj velja tudi za najzmogljivejše 130-nanometrske Pentiume 4) med delovanjem precej grejejo, porabijo pa tudi precej energije. Kar nekaj starejših osnovnih plošč tako ne podpira novih procesorjev, saj ne zmorejo dovajati dovolj moči do procesorja, kljub temu da so glede na tehnične značilnosti povsem združljive z njimi. Pri nekaterih pomaga nadgradnja BIOSa in strojne programske opreme plošče, pri drugih pa bo žal ob nakupu novega procesorja treba poseči tudi po novejši osnovni plošči.

AMD

AMD je dolga leta capljal v Intelovi senci in izdeloval cenejše različice Intelovih procesorjev, ki so pogosto ponujale tudi malenkost večji takt delovanja (lep zgled za to je že skoraj legendarni AMDjev procesor 386DX-40). S predstavitvijo procesorjev Athlon je AMD prvič prehitel svojega večnega tekmeca in z Intelom še danes skoraj enakovredno tekmuje na trgu namiznih procesorjev. Prvo pravo prednost na trgu pa si je pridobil s predstavitvijo prvih 64-bitnih procesorjev Opteron in Athlon 64, ki ponujajo računanje s 64-bitnimi ukazi, obenem pa so združljivi z zdajšnjo programsko opremo. Ali bo prednost na papirju AMD znal pretvoriti tudi v večji tržni delež, pa bomo videli v prihodnje.

AMDjevi procesorji Athlon XP sodijo med neposredno tekmujejo z Intelovimi Pentiumi 4, zaradi dokaj ugodne cene pa hodijo v zelje tudi Celeronom. Družina procesorjev Athlon je bila prvič predstavljena že leta 1999. Posebnost AMDjevih procesorjev (ki pa jo bo kmalu privzel tudi Intel) je označevanje procesorjev s številčnimi oznakami, ne s taktom delovanja. Današnje Athlone lahko razdelimo v dve družini: na procesorje z jedrom Thoroughbred in na procesorje z jedrom Barton. Jedro Thoroughbred je manj zmogljivo, procesorji s tem jedrom pa so izdelani v 0,13-mikronski tehnologiji. Na preizkusu smo imeli le dva procesorja z omenjenim jedrom z oznakama 2200+ in 2400+, delujeta pa pri taktu 1,8 oziroma 2,0 GHz. Procesorja sta opremljena s 64 KB ukaznega prvostopenjskega predpomnilnika in 64 KB podatkovnega prvostopenjskega predpomnilnika. Zmogljivost drugostopenjskega predpomnilnika je 256 KB. Takt pomnilniškega vodila je 133 MHz. Procesorji z jedrom Thoroughbred so danes na trgu že dokaj redki, saj jih izpodrivajo tisti z zmogljivejšim jedrom Barton, kljub temu pa ima AMD na svojem repertoarju še vedno kar obsežno družino procesorjev z omenjenim jedrom.

AMDjev "hladen & tih" način delovanja

AMD je ob novejših različicah procesorjev Athlon 64 predstavil tudi tehnologijo "Cool'n'Quiet". Ta omogoča, da procesor takrat, kadar njegova moč ni do konca izkoriščena, zmanjša takt delovanja in se tako razbremeni. Zaradi tega za delovanje porabi manj energije, obenem pa je računalnik zaradi počasnejšega vrtenja ventilatorjev manj hrupen. Tehnologijo Cool'n'Quiet mora poleg procesorja podpirati tudi sistemski nabor, v operacijskem sistemu pa moramo namestiti gonilnik. Gre za še en prehod tehnologije, ki smo jo do nedavna našli le v prenosnikih, v namizne računalnike, v prihodnje pa bo zgledovanja po prenosnih procesorjih verjetno še več.

Zmogljivejši Athloni XP temeljijo na jedru z razvojnim imenom Barton. Gre za procesorje, po zgradbi precej podobne tistim z jedrom Thoroughbred. Prav tako so izdelani v 0,13-mikronski tehnologiji, enaka je tudi zasnova jedra. Tako se zmogljivost prvostopenjskega predpomnilnika v primerjavi s predhodniki ni povečala, so pa novi procesorji pridobili pri zmogljivosti drugostopenjskega predpomnilnika: ta je zdaj 512 KB. Hitrejši je tudi takt pomnilniškega vodila: pri šibkejših modelih 166 MHz, pri najzmogljivejših modelih iz družine pa 200 MHz. Takti delovanja posameznih modelov segajo od 1,8 GHz (model 2500+) do 2,2 GHz (model 3200+). Vse Athlone XP lahko namestimo na osnovne plošče s podnožjem Socket A, ki je združljivo tudi z nekaterimi starejšimi različicami AMDjevih procesorjev. AMD je imel v svoji ponudbi tudi okleščene različice Athlonov z oznako Duron, ki naj bi neposredno tekmovali z Intelovimi Celeroni. Zaradi zelo ugodnih cen Athlonov XP je AMD že pred nekaj leti nehal izdelovati Durone, saj so podlegli konkurenci iz lastne hiše. V drugo je podjetje z okleščenimi različicami svojih procesorjev (pod isto oznako) poskusilo prodreti pred nekaj meseci, a so tudi novi Duroni hitro podlegli najšibkejšim Athlonom XP, za katere so se uporabniki raje odločali.

Največja zvezda med AMDjevimi procesorji za namizne računalnike so procesorji z oznako Athlon 64. Gre za 64-bitne procesorje z novim naborom ukazov in zmogljivejšimi registri, ki pa so kljub temu povsem združljivi z uveljavljeno 32-bitno programsko opremo. Athloni 64 podpirajo dva načina delovanja: kot pravi 64-bitni procesor, v katerem poganja 64-bitne operacijske sisteme (znotraj katerega je mogoče poganjati tudi 32-bitno programsko opremo brez posnemanja in brez vnovičnega prevajanja programske kode) in v tako imenovanem načinu "Legacy", pri katerem se vede kakor vsak drug z Intelovo arhitekturo IA-32 združljiv 32-bitni procesor. S tem je AMD dosegel razmeroma neboleč prehod na nov procesor, saj bi bila ob nezdružljivosti z veljavno programsko opremo nova družina procesorjev obsojena na propad še pred izidom: tržni delež AMDja namreč niti približno ni dovolj velik, da bi za sabo zbral vsaj najpomembnejše programske hiše in tako zagotovil programsko podporo svojim procesorjem. Take težave ima namreč celo precej večji Intel s svojimi 64-bitnimi strežniškimi procesorji Itanium, ki zaradi nezdružljivosti s programsko opremo po priljubljenosti zaostajajo za pričakovanji snovalcev.

Athlon 64 poleg novega 64-bitnega računskega okolja prinaša tudi nekatere druge novosti. Na prvem mestu bi izpostavili vgrajen pomnilniški krmilnik. Ta pri Athlonih 64 ni več del severnega mosta nabora, temveč kar samega procesorja. S tem je AMD dosegel boljši nadzor nad dostopom do pomnilnika (pri katerem so imeli nekateri nabori drugih izdelovalcev težave) in pohitril prenos podatkov med pomnilnikom in procesorjem, ki sta zdaj povezana neposredno in ne več prek sistemskega nabora. Novi procesorji so sicer izdelani v 130-nanometrski tehnologiji. Prvostopenjski predpomnilnik je po zasnovi in zmogljivosti enak kot pri Athlonih XP (64 KB za ukaze in 64 KB za podatke), medtem ko je zmogljivost drugostopenjskega predpomnilnika 512 KB ali 1 MB (odvisno od modela). Takt delovanja novih procesorjev sega od 2,0 do 2,2 GHz, medtem ko pomnilniško vodilo deluje s taktom 200 MHz, vodilo Hypertransport, ki povezuje procesor s sistemskim naborom, pa deluje pri 800 MHz. AMD je procesorjem Athlon 64 namenil novo podnožje, Socket 754. 64-bitni Athloni so na voljo tudi v zmogljivejši različici z oznako Athlon 64 FX. Ti se po zasnovi bolj zgledujejo po strežniških procesorjih Opteron. V osnovi gre za enake procesorje, a z zmogljivejšim pomnilniškim krmilnikom, ki podpira tudi dvokanalni dostop do pomnilnika.

AMD in Intel v praksi

Preizkusili smo šest Intelovih Celeronov, osem Pentiumov 4 (med katerimi so bili trije z jedrom Prescott in eden Extreme Edition), sedem AMDjevih Athlonov XP (pet z jedrom Barton) in dva Athlona 64. Rezultati meritev so, tudi pri procesorjih v istem cenovnem razredu, precej različni, prav tako je v različnih testnih programih vrstni red procesorjev drugačen. Pri tem se lepo vidi, kako posamezne lastnosti procesorjev vplivajo na hitrost izvajanja določenih opravil (procesorji z večjim predpomnilnikom so se na primer bolje odrezali pri izvajanju večpredstavnih programov).

V nižjem cenovnem razredu (v katerega uvrščamo procesorje do 40.000 tolarjev) se znajdejo vsi Celeroni, šibkejši Athloni XP in tudi najšibkejši Pentium 4, kar je presenečenje, saj je Intel s svojo cenovno politiko v preteklosti vedno imel jasno cenovno ločnico med Celeroni in Pentiumi 4. Izkaže se, da ima najboljše razmerje med ceno in zmogljivostjo AMDjev Athlon XP 2500+. Gre za procesor z jedrom Barton z zelo ugodno ceno in solidnimi zmogljivostmi. Zelo blizu sta mu tudi Athlon XP 2400+ in 2600+, vendar je prvi nekoliko slabši (še posebej v programih, kjer pride do izraza večja količina predpomnilnika pri 2500+, saj ima 2400+ le 256 KB drugostopenjskega predpomnilnika), medtem ko je drugi po rezultatih meritev skoraj enako zmogljiv, a malenkost dražji. V vsakem primeru so vsi trije procesorji dobra izbira. Intelovi Celeroni se na preizkusu niso izkazali najbolje, a smo to tudi pričakovali, saj gre za procesorje z dokaj omejeno količino predpomnilnika in nizkim taktom pomnilniškega vodila. Takrat, kadar imamo zelo omejen proračun, so šibkejše različice tega procesorja kljub temu dober nakup, še posebej to velja za Celeron 2,4 GHz, ki je med vsemi najboljši nakup. Celerona z višjim taktom delovanja (2,7 in 2,8 GHz) odsvetujemo, saj gre za procesorja, ki sta predraga glede na zmogljivosti. V tem primeru je precej boljša izbira Intelov Pentium 4 s taktom 2,4 GHz, ki je le malenkost dražji od Celerona 2,8, a neprimerno zmogljivejši, poleg tega je zaradi 533-megaherčnega zunanjega vodila (drugi Pentiumi 4 imajo 800 MHz vodilo) združljiv tudi s šibkejšimi modeli osnovnih plošč z nekoliko starejšim sistemskim naborom.

Pri procesorjih z višjo ceno se zmogljivejša Athlona XP (3000+ in 3200+) ne obneseta najbolje, saj po zmogljivostih zaostajata za Pentiumi 4 in Athloni 64, ob tem pa je njuna cena kljub vsemu precej visoka, tako da se splača dodati še kak tisočak več in kupiti drug procesor. Najboljši nakup med njimi je tako Intelov Pentium 4 3 GHz (z jedrom Prescott), ki je po nekaterih meritvah celo hitrejši od Pentiumov 4 z višjim taktom. Procesorja Athlon 64 sta glede na meritve še nekoliko boljša izbira, tudi z dokaj ugodno ceno (to velja predvsem za model 3000+) uspešno konkurirata Intelovim procesorjem, vendar so osnovne plošče zanju zaenkrat v povprečju dražje od tistih za Pentiume 4, tako da moramo pri nakupu računalnika upoštevati tudi to. Njuna prednost pred Intelovimi procesorji bi se znala z nekoliko večjo razširjenostjo 64-bitnih programov še povečati, vendar bo do takrat ponudba procesorjev na trgu že povsem drugačna, saj bomo v naslednjem letu ali dveh doma in v pisarnah še vedno poganjali 32-bitne programe. Nakup ekstremne različice Pentiuma 4 je vprašljiv. Gre za zelo drag procesor, ki je pri nas na voljo v zelo omejenih količinah, svoje smešno visoke cene pa nikakor ne upraviči v praksi. Gre torej predvsem za tržno potezo s strani Intela, ki je k nakupu pritegnil nekaj največjih navdušencev.

Kako smo preizkušali

Pri preizkusu procesorjev smo uporabili testni računalnik, opremljen z 2 × 512 MB pomnilnika DDR400, grafično kartico ATI Radeon 9800 Pro z 256 MB pomnilnika DDR II in diskom Western Digital Raptor z zmogljivostjo 74 GB. Za preizkus procesorjev Pentium 4 smo uporabili osnovno ploščo Gigabyte 8KNXP s sistemskim naborom Intel 875P, za preizkus Athlonov XP ploščo Gigabyte 7NNXP z naborom nForce 2 Ultra 400/MCP-T, medtem ko smo Athlone 64 preizkusili z osnovno ploščo Asus K8V/GD z naborom VIA K8T800. Procesorje smo preizkušali v okolju Windows XP Professional SP1.

Najprej smo jih preizkusili s testnim programom Business Winstone 2004, ki posnema rabo nekaterih najpogosteje rabljenih pisarniških programov. Nato smo s programom Multimedia Content Creation winstone 2004 preizkusili še, kako se procesorji obnesejo pri poganjanju nekaterih bolj priljubljenih programov za obdelavo zvoka, slike in videa. V programu Auqamark3 smo izmerili hitrost procesorjev pri poganjanju programov in iger, ki podpirajo knjižnico DirectX 9. Program PCMark 2004 izmeri zmogljivost procesorjev pri nekaterih matematično zahtevnejših opravilih, kot so kodiranje zvoka ali stiskanje datotek. S testnim programom SiSoft Sandra 2004 smo izmerili hitrost procesorja pri izvajanju matematičnih operacij s celimi števili in s števili s plavajočo vejico, nato pa smo preizkusili še hitrost izvajanja večpredstavnih ukazov SSE. Na koncu smo s programom WinRAR 3.30 stisnili za 500 MB datotek različnih formatov in velikosti ter izmerili čas, ki ga je program porabil za stiskanje. Rezultati meritev so zbrani v tabeli.

Prihodnost

Tako AMD kot Intel sta za naslednje mesece napovedala nove različice svojih procesorjev, v bližnji prihodnosti pa se lahko nadejamo tudi nekaj večjih novosti v sami zasnovi procesorjev.

Intel naj bi do konca leta predstavil nove različice svojih Celeronov, s katerimi naj bi tudi po razmerju med ceno in zmogljivostjo enakovredno tekmoval z AMDjevimi Athloni XP, ki so na spodnjem delu trga zaenkrat v precejšnji prednosti, kar zadeva zmogljivost. Novi Celeroni bodo na voljo s takti do 3,33 GHz, pri čemer ne bodo več temeljili na jedru Northwood, temveč na novejšem, 90-nanometrskem jedru Prescott. Procesorji bodo v primerjavi z današnjimi Celeroni opremljeni z dvakrat zmogljivejšim drugostopenjskim predpomnilnikom (tako da bo zmogel 256 KB), hitrejše pa bo tudi pomnilniško vodilo, ki bo delovalo s taktom 533 MHz. Nove Celerone bomo, tako kot današnje, nameščali v plošče s podnožjem Socket 478, in bodo novinci verjetno združljivi z današnjimi osnovnimi ploščami.

Prihodnost je mobilna

V boju za prevlado na trgu procesorjev so v ospredju predvsem procesorji za namizne računalnike in strežnike, medtem ko je bitka med AMDjem in Intelom precej manj silovita na trgu procesorjev za prenosnike, kjer ima Intel skoraj 100-odstotni tržni delež. V zadnjem času je bila deležna največ pozornosti lanska predstavitev Intelovih procesorjev Pentium M, pri katerih gre za prve procesorje za prenosnike, ki niso le predelana različica namiznih procesorjev, temveč so zasnovani povsem na novo.

Pentium M je trenutno najzmogljivejši procesor za prenosne računalnike. Starejše jedro z razvojnim imenom Banias, je bilo izdelano v 130-nanometrski tehnologiji, opremljeno je bilo z 1 MB drugostopenjskega predpomnilnika, procesor pa je na voljo v različicah s takti od 1,3 do 1,7 GHz. Povsem nov je procesor, ki se bo prav tako prodajal pod imenom Pentium M. Razvojno ime jedra je Dothan, v primerjavi s predhodnikom pa ponuja kar nekaj prednosti: izdelano je v 90-nanometrski tehnologiji, opremljeno je z 2 MB drugostopenjskega predpomnilnika, na voljo pa je v različicah s takti delovanja med 1,7 in 2 GHz. Kljub višjemu taktu delovanja je poraba novih procesorjev v primerjavi s predhodniki manjša. Intel ima na voljo tudi nekoliko okleščeno različico Pentiuma M, poimenovano Celeron M. Gre za procesor z jedrom Banias, ki pa ima manjši predpomnilnik (128 KB namesto 1 MB), poleg tega ne podpira naprednejšega upravljanja energije, tako da je poraba Celeronov M v primerjavi s Pentiumi M nekoliko večja. Intelovi mobilni procesorji so na voljo tudi v različicah z zelo majhno porabo (tako imenovane "low voltage" - LV in "ultra low voltage" - ULV različice, ki delujejo pri nekoliko nižjih taktih in so nekoliko manj zmogljivi).

Poleg Pentiumov in Celeronov M ima Intel v ponudbi še mobilne Pentiume 4, a se ti, kljub višjemu taktu delovanja, ne po zmogljivosti ne po porabi ne morejo kosati z namenskimi mobilnimi procesorji. Še slabše se v mobilnem okolju obnesejo namizni Pentiumi 4 - procesorji, ki v namiznih računalnikih sodijo med najzmogljivejše, se v prenosnikih zaradi velike porabe in segrevanja obnesejo zelo slabo, slaba pa je tudi njihova zmogljivost, saj morajo zaradi pregrevanja delovati pri precej manjši zmogljivosti kakor v namiznih računalnikih.

AMD ima v svoji ponudbi tudi mobilne različice svojih procesorjev. Athlon XP Mobile se po zmogljivostih lahko merijo z namiznimi modeli. V njihovih zadnjih različicah gre za procesorje z jedrom Barton, ki deluje pri nekoliko nižji napetosti, tako da je poraba energije manjša. Takt pomnilniškega vodila je v primerjavi z namiznimi Bartoni nekoliko nižji (133 MHz namesto 166 MHz). Na voljo je v različicah do 2800+. AMD ima na voljo tudi mobilne različice svojih Athlonov 64, a gre za dokaj nov izdelek, tako da na našem trgu zaenkrat še ni prenosnika, opremljenega z Athlonom 64 Mobile. Podobno kot pri mobilnih Athlonih XP gre za rahlo predelano namizno različico procesorja. AMDjevi procesorji so pri izdelovalcih prenosnikov precej manj priljubljeni kakor Intelovi, kljub temu da so navadno na voljo po zelo ugodni ceni (tako procesorji kot posledično tudi prenosniki). Večinoma jih najdemo v prenosnikih nižjega cenovnega razreda, po zmogljivostih pa zaostajajo za procesorji Pentium M, medtem ko se z mobilnimi in namiznimi Pentiumi 4 v prenosnikih merijo brez težav.

Poleg Intela in AMDja procesorje za prenosnike ponuja tudi podjetje Transmeta. Pred leti je veliko obetalo, saj so ob nastanku napovedali izdelavo zmogljivega mobilnega procesorja, ki bo silno varčen pri porabi energije. Z dokajšnjo zamudo so nato predstavili družino procesorjev Crusoe, a ta ni izpolnila pričakovanj. Zaradi zamude se je namreč Intel dodobra pripravil na prihod tekmeca in z nižanjem cen ter izboljšavo svojih mobilnih procesorjev resno zagrozil Transmeti že ob sami predstavitvi procesorjev Crusoe. S prihodom Pentiuma M na trg je bilo v Transmetino krsto zabito kar precej žebljev, podjetje pa se je znašlo tudi v precejšnjih finančnih težavah.

Trenutno najzmogljivejši Transmetin procesor ima oznako Efficeon. Gre za procesor s taktom delovanja med 1,0 in 1,2 GHz s 512 KB ali 1 MB drugostopenjskega predpomnilnika (odvisno od različice). V procesor je že vgrajen severni most sistemskega nabora, se pravi pomnilniški krmilnik in grafično vodilo AGP. Poglavitna prednost procesorja pa je majhna poraba energije, za delovanje pa ne potrebuje aktivnega hlajenja, tako da je računalnik s Transmetinim procesorjem mogoče izdelati brez ventilatorja.

Efficeon bi bil, če bi prišel na trg takrat, ko je bil prvič napovedan, dokaj resna grožnja drugim konkurentom na trgu mobilnih procesorjev, predvsem Intelu. Zaradi zamud pa je Transmeta izgubila večino pogodbenih partnerjev, tako da je trenutno na trg zelo malo izdelkov z njihovimi procesorji (na slovenskem trgu trenutno ni nobenega prenosnika, v katerega bi bil vgrajen njihov procesor). Slab finančni položaj in odhod nekaterih ključnih razvijalcev je še poglobil krizo, v kateri je podjetje pravzaprav že od samega nastanka, tako da predvidevamo, da Transmeta tudi v prihodnje ne bo imela omembe vrednega tržnega deleža na trgu mobilnih procesorjev.

Večje spremembe bo Intel predstavil pri zmogljivejših procesorjih. Že pred poletjem bo prešel na novo podnožje, Socket 775, do konca leta pa bo predstavil povsem prenovljeno družino Pentiumov 4, ki jih bomo nameščali na nova podnožja. To podnožje se od dosedanjega razlikuje tudi po tem, da so nožice podnožja nadomeščene z majhnimi vzmetmi, ki so nameščene na osnovno ploščo, ne na procesor. Novi procesorji bodo izdelani v 90-nanometrski tehnologiji, temeljili pa bodo na jedru Prescott. Takt delovanja po sprva podoben kot pri današnjih procesorjih, se pravi do 3,4 GHz, medtem ko naj bi do konca leta Intel predstavil tudi prve procesorje, ki bodo dosegli in morda tudi presegli mejo 4 GHz. Na voljo naj bi bila tudi ekstremna različica Pentiuma 4 (sicer na temelju starega, 130-nanometrskega jedra) z 2 MB tretjestopenjskega predpomnilnika in taktom 3,4 GHz, ki bo namenjen novemu podnožju. Proti koncu leta naj bi predstavili tudi nove Celerone za podnožje Socket 775, a se ne bodo razlikovali od tistih na podnožju Socket 478, vzporedno pa naj bi bili še naprej na voljo tudi Celeroni, namenjeni starejšemu podnožju.

AMD bo v prihodnje večino pozornosti posvetil izdelavi 64-bitnih procesorjev, 32-bitni Athloni XP pa naj bi bili namenjeni le najmanj zahtevnim kupcem. Pri Athlonih 64 pa se že v bližnji prihodnosti lahko nadejamo dokaj velikega posega v samo jedro procesorja: novo jedro Newcastle bo v primerjavi z danes uporabljanim jedrom Clawhammer ponujalo pol manjši predpomnilnik (512 KB namesto 1 MB), a nekoliko višji takt delovanja. Tako naj bi Athlon 64 3400+ deloval pri 2,4 GHz (dosedanja različica z večjim predpomnilnikom je delovala pri taktu 2,2 GHz), že napovedani Athlon 64 3700+ pa naj bi namesto pri 2,4 GHz deloval s taktom najmanj 2,6 GHz. Vsi omenjeni novinci bodo namenjeni podnožju Socket 754.