Память ускорит процессор

В бюллетене, который подготовили в IBM специально для участников недавней конференции ISSCC (International Solid State Circuits Conference), говорится, что, учитывая интересы любителей игр и мультимедийных приложений, корпорация уже в 2008 году планирует удвоить производительность своих микропроцессоров за счет интеграции в них более компактной и эффективной кэш-памяти.

В качестве технологии встроенной кэш-памяти вместо статической памяти SRAM предполагается использовать память, основанную на разновидности технологии динамической памяти DRAM.

«В результате площадь, отводимая под хранение обрабатываемых данных и команд, уменьшится втрое, а энергопотребление в пассивном режиме сократится в пять раз», — сообщил руководитель направления разработки технологий с нормой проектирования 45 нм Субраманиан Айер.

По его словам, благодаря новой технологии удастся заметно увеличить производительность многоядерных процессоров, а также повысить скорость работы приложений, которым необходимо пересылать большие объемы графических данных, например игровых и сетевых, а также мультимедийных программ с интенсивной обработкой изображений.

Корпорация IBM уже использует новую технологию «встроенной памяти DRAM» (eDRAM) в прототипах процессоров с нормой проектирования 65 нм, а к 2008 году предполагает перейти к ее применению на коммерческой основе во всех моделях процессоров, изготавливаемых по технологии 45 нм, включая семейство Power.

Новая технология может оказать серьезное влияние на рынок бытовой электроники, ведь именно IBM поставляет процессоры для трех наиболее популярных в мире игровых приставок — Sony PlayStation 3, Nintendo Wii и Microsoft Xbox 360.

У коммерческого микропроцессора общего назначения (их типичным представителем является Intel Core 2 Duo) память занимает примерно 60% всей поверхности. В случае применения ячеек eDRAM пространство, отводимое под память, будет занимать лишь треть нынешнего. «Таким образом, у конструкторов процессоров появится возможность создавать еще более компактные устройства, — отметил почетный разработчик IBM и главный архитектор eDRAM Джон Барт. — Одновременно сократится и расстояние, которое данным приходится преодолевать внутри чипа».

Корпорация IBM использовала технологию eDRAM в суперкомпьютере BlueGene, но в процессорах PowerPC, которыми он оснащался, применялась память DRAM массового производства, которые значительно уступают по производительности SRAM.

Преодолеть отставание

«Эта разновидность памяти DRAM работает почти так же быстро, как SRAM, — сообщил Барт. — Возможно, на микроуровне она пока отстает, но после перехода на норму проектирования 45 нм память DRAM на системном уровне будет обладать даже более высоким быстродействием. Ускорение окажется весьма существенным».

По его словам, у типового микропроцессора на получение данных из кэш-памяти уходит 14 циклов. Использование памяти DRAM замедляет этот процесс, но только на один процессорный цикл.

«Удвоив объем памяти на кристалле, мы можем добиться увеличения производительности системы, которое будет выражаться десятками процентов», — убежден Барт.

Информация об усовершенствованиях появилась в тот момент, когда ряд других производителей процессоров заняты поисками путей оптимизации пересылки больших объемов графических данных.

В начале нынешнего года эти вопросы приобрели еще большую актуальность, поскольку корпорация Microsoft начала продавать операционную систему Windows Vista с новым графическим интерфейсом, предъявляющим дополнительные требования к объему дискового пространства для хранения данных, производительности процессоров и даже к автономным графическим платам и сопроцессорам.