Кирпичи для PC

Сергей Мишко (msn@univ.kiev.ua)

Спецвыпуск: Хакер, номер #055, стр. 055-036-5

Еще при жизни Союза в 70-е годы Борис Арташесович возглавил разработку архитектуры суперкомпьютеров линейки Эльбрус. В далеком 1978 году его команде удалось создать первую в мире суперскалярную архитектуру! Может, кто-нибудь помнит, что первыми суперскалярными настольными процессорами стали Pentium, появившиеся лишь в начале 90-х. Более того, первый Эльбрус по характеристикам мог тягаться даже с Pentium Pro. В 1984 году вступил в строй более мощный Эльбрус-2, обладающий производительностью 125 млн. операций в секунду.

Начавшиеся работы над архитектурой очередной версии суперкомпьютера Эльбрус-3 столкнулись с целым рядом финансовых проблем, под которыми был развал экономики СССР. В 1991 году одноименной компании "Эльбрус" удалось заключить контракт с Sun, коллектив принимал участие в разработках микропроцессора UltraSPARC и других проектах. Позже Эльбрус снова оказался в свободном плавании. Известно только, что архитектура Эльбрус-3 во многом повторяет EPIC (Explicitly Parallel Instruction Computing). На базе последней построены процессоры семейства Intel Itanium.

Взгляд в будущее

Вот это общие черты самых важных моментов компьютерных архитектур. Но прогресс делает свое дело, и множество архитектур еще только ждут своей реализации вместе с перспективными разработками. Все они не поместились бы в статью, поэтому попробую кратко очертить основные направления развития будущих архитектур.

К примеру, в статье "Scaling to the End of Silicon with EDGE Architecture", опубликованной в IEEE Computer Society, V. 37, No 7, 2004, авторы делают акцент на четырех основных характеристиках процессорных архитектур будущего.

1. В последние годы увеличение количества стадий конвейера в процессорах и сопутствующий ему рост тактовой частоты образовали нечто вроде традиции. Однако возможности конвейерного масштабирования практически исчерпаны, и поэтому необходимо искать альтернативные пути распараллеливания.

2. Опять же рост тактовой частоты процессоров неизбежно приводит к росту их энергопотребления. В таких условиях имеет смысл наложить ограничение на уровень потребляемой мощности процессора и искать способы увеличения его производительности в рамках доступного коридора.

3. С задержками, вызванными использованием шин на кристалле процессора, также нужно вести беспощадную борьбу.

4. Важно эффективное использование исполнительных устройств и памяти при работе различных приложений.

Ясно, что каждая научно-исследовательская группа видит свои решения того, что я только что перечислил, некоторые из этих ребят, может быть, находят и другие недостатки существующих архитектур. Хотя у каждой отдельно взятой архитектуры есть свои плюсы и минусы, иначе такого их разнообразия не было бы. Все зависит от преследуемых целей и решаемых задач.