Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Nehalem - nové revoluční platformy (1/2)
Nehalem - nové revoluční platformy (1/2)
autor: Petr Koc , publikováno 3.9.2008
Nehalem - nové revoluční platformy (1/2)

Letošní podzim se ponese ve světě IT v duchu revoluční změny v oblasti platformy společnosti Intel. Ta poprvé ve své historii nahradí u nového produktu dnes již řádně zastaralou koncepci čipové sady a sběrnice FSB něčím, co slibuje v mnoha případech přinést razantní změnu k vyššímu výkonu aplikací...



Současná koncepce Intelu v této oblasti navazuje s určitými obměnami na uspořádání známé již z osmdesátých let. V této koncepci figuruje na základní desce dvojice čipů, které bez sebe nemohou existovat – CPU a čipová sada. Je to právě čipová sada, kde je obsažen řadič paměti RAM, který obsluhuje veškerá data. Mezi CPU a čipovou sadou vede sběrnice zvaná Front Side Bus (FSB), jejímž úkolem je zařídit propojení mezi těmito dvěma oblastmi.

Nehalem - nové revoluční platformy (1/2)

Toto uspořádání vzniklo v minulosti především z toho důvodu, že jeho návrh byl snadněji realizovatelný a zároveň modulární. Mezi jeho hlavní výhody patří:

  • Je možné kombinovat různé CPU s různými čipovými sadami. To znamená, že například nový model CPU můžeme zasadit do již existující infrastruktury a naopak.
  • Paměť RAM je centralizována uprostřed řešení. Je relativně blízko jak CPU, tak také ostatním uživatelům – zejména grafické kartě.

U bodu č. 2 se ještě zastavím. Původně v dobách procesorů 386 a 486, tedy v době vzniku tohoto konceptu, nebyl tak důležitý, neboť od grafické karty se prakticky neočekávalo nic jiného než jednoduché vykreslování (moje první samostatná grafická karta do PCI slotu měla celý 1 MB RAM ! A to bylo za příplatek, standardní bylo mít karty s 256 nebo 512 kB do ISA). V dnešní době ale hraje grafická karta důležitou roli. Ve hrách slouží pro zobrazení 3D scén, u filmů akceleruje zobrazení (bez akcelerace by i ty nejrychlejší procesory nezvládly přehrávat ani film na DVD, natož pak v HDTV kvalitě) a dokonce se prostřednictvím Windows Presentation Foundation dostává i k akceleraci samotného grafického rozhraní operačního systému – s nově napsanými aplikacemi v NET Framework 3.0 a novějšími a WPF budou i obyčejné buttony aplikací plně akcelerovány! Nové úlohy, které grafická karta činí, samozřejmě vyžadují úplně jiný hardware. Pomineme-li mnohem vyšší požadavky na výpočetní sílu, pak to také znamená požadavky na data. A tato data je, stejně jako v případě CPU, zapotřebí někde vzít.

Grafická karta obecně potřebuje extrémní množství dat a to extrémně rychle. Její styl práce s RAM se od CPU diametrálně liší (převažuje sekvenční čtení / zápis velkého objemu dat, zatímco CPU spíše pracuje s hodně a malými bloky a čte data nahodile), nároky jsou ale stejně významné, ne-li ještě významnější. Můžeme říct, že v dnešním počítači jsou dvě zařízení, která silně zatěžují paměť – CPU a grafická karta.

Odhadovaný objem přenosu dat z/do hlavní paměti RAM:
    

 

Při grafické kartě s vlastní RAM

Při grafické kartě bez vlastní RAM

CPU

95 %

40 – 90 %

Grafická karta

4 %

10 - 60 %

Periferie

1 %

1 %


Běžně se požadavky grafických karet řeší tak, že mají vlastní paměť, přičemž ta systémová jim data dodává jen příležitostně. Potíž nastává v okamžiku, kdy je grafická karta tzv. sdílená, tj. když nemá vlastní paměť RAM, ale sdílí jí se zbytkem počítače. V takovém případě se dělí o výkon, a proto její vzdálenost od RAM je rozhodující. V přístupu, který Intel doteď používá, je grafická karta ve stejném čipu jako paměťový řadič. Spojení je tedy velmi rychlé a výkon integrované grafiky dobrý.

Na druhou stranu řešení, které Intel používá, má samozřejmě i určité nevýhody:

  • Paměť není hned u procesoru. Spojení přes FSB vnáší do cesty další mezičlánek, který vnáší určitá omezení. Jednak může znamenat omezení propustnosti (např. dnešní RAM DDR2-800 ve 128 bit zapojení je schopna přenést 12.8 GB/s, přičemž i poměrně rychlá sběrnice FSB1333 u nejnovějších procesorů zvládá jen 10.6 GB/s), ale především znamená omezení z hlediska rychlosti odezvy. Testy dokazují, že přítomnost FSB může zvýšit zpoždění při čtení z paměti RAM až o nějakých 70 %! To překvapivě může vnímat i uživatel, neboť nezřídka kdy se i operační systém chová při otevírání oken na počítači bez FSB svižněji.
  • Centralizace řadiče nemusí být ideální v případě víceprocesorových řešení (o tom ale až za chvíli).

Přestože se hlavní motiv pro zachování konceptu FSB - výhodná poloha řadiče pamětí pro grafickou kartu – může zdát jako nedůležitá, opak je pravdou. Faktem totiž je, že počítačů s grafickou kartou sdílející paměť s procesorem se ve světě prodá mnohem více, než počítačů s grafickou kartou s vlastní pamětí. Jak to? Nejvýznamnější podpůrnou roli tomuto faktu hrají totiž firemní desktopové počítače pořizované obvykle s cílem co nejnižší ceny a notebooky, od kterých se také obvykle neočekává, že budou přeborníky ve výkonu. Prodej notebooků přitom už dnes překročil prodeje desktopů.

Pro někoho bude možná překvapující informace, že největším výrobcem grafických karet je Intel. A přitom mají tak hrozné ovladače…



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
207 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 97.9Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.