Коммуникаторы, смартфоны, КПК, GPS-навигация

Авторы, перевод: Николай Яковлев

Дата статьи: 19.12.2002

Содержание   Версия для печати

Скачать в формате: iSilo - iSilo HiRes

Проблема выглядит следующим образом. Карманные компьютеры Pocket PC на базе самых быстродействующих на сегодня 400-мегагерцовых процессоров XScale выпускаются уже достаточно давно, а реального быстродействия мы от них так и не дождались. Более того, и 400-мегегерцовая, и упрощенная 300-мегагерцовая версия XScale работают точно с такой же скоростью, что и 206-мегагерцовый процессор StrongARM… Выскажемся осторожно – в большинстве случаев, хотя на поверку это большинство оказывается подавляющим.

Журналисты, "обкатывающие" новые компьютеры, обычно пишут – мол, пока преимущество в быстродействии не так заметно, поскольку программ, оптимизированных для XScale на рынке нет. И далее, с нескрываемым сожалением – но скоро подобные программы появятся, и вот тогда…

Впрочем, некоторые тестеры просто ругаются. И их можно понять. Речь-то идет о ДВУКРАТНОМ повышении тактовой частоты процессора. Понятно, что это иная архитектура – не привычная нам по персональным компьютерам CISC, а настоящая RISC. Понятно, что слишком явной зависимости производительности карманного компьютера от тактовой частоты процессора ждать не следует… Вопрос – а, собственно, почему? Вспомните появление первых процессоров Pentium II, а затем их модификаций с тактовой частотой 400 мегагерц. Рывок был весьма ощутимым. Компьютер невозможно было узнать – горная лань, гончий пес, запуганный охотником заяц, а не компьютер… Тут же приходится говорить о росте производительности в несколько процентов – если приходится вообще.

Что-то тут не так. Первое "не так" – где эти "оптимизированные" программы? Хотя бы две? Или даже одна?

Второе "не так" – на рынке появились первые графические акселераторы для Pocket PC. Эти чипы должны ускорить прорисовку двухмерного изображения (о трехмерной графике речи вроде бы пока не идет – да и зачем она нужна при таких-то размерах экрана?) и взять на себя работу по выводу изображения при воспроизведении видео. Ясно, что компьютер с графическим чипом будет стоит дороже, чем без оного… Но тактовая частота процессора XScale – 400 мегагерц! С такой производительностью вывести потоковое видео с разрешением 240х320 точек раз плюнуть (даже StrongARM справляется без особого напряжения). Подозрительно это. Очень подозрительно...

А не тот ли это случай, когда гаубица выстрелила по воробьям? Но птички взяли, да и разлетелись. И выпуск XScale оказался пустышкой. А вместе с ним – и наши радужные ожидания.

Мнение профи

Совсем недавно в интернете, на сайте Pocket PC Thoughts, появилась статья Энди Джострома (Andy Sjostrom) "Рождественские ожидания: новая шина для моего XScale". Эта статья любопытна и сама по себе, поскольку Энди (фамилию которого в русской транскрипции я затрудняюсь произнести вслух) хороший журналист. Но еще любопытней интервью, включенное в статью. О проблеме производительности процессора XScale высказался Sven Myhre (его фамилию я перевести и не пытаюсь – пусть останется в оригинальном, не искаженном виде), руководитель Amazing Games и известный эксперт в области программного и аппаратного обеспечения компьютеров Pocket PC.

Sven Myhre сказал, что теоретически 400-мегагерцовый процессор XScale несомненно производительней, чем 206-мегагерцовый StrongARM. Но в реальности быстродействие компьютера зависит не только от тактовой частоты и "чистых мегагерц", но и от того, как процессор загружен (то есть как организован обмен данными между процессором и другими устройствами КПК).

В компьютерах Pocket PC процессоры XScale и StrongARM работают с 16-битной шиной данных. Хотя оба процессора – это 32-рязрядные RISC процессоры, предназначенные для работы с 32-разрядными инструкциями. Для того, чтобы полностью загрузить процессор и компенсировать ограничение 16-битной шины, необходимо удвоить рабочую частоту шины данных. В этом случае обмен 16-битными данными будет происходить с такой же скоростью, что и 32-битными. Иными словами, увеличение рабочей частоты шины позволит процессору работать с 16-битной шиной так же, как и с 32-битной, для которой оба процессора и предназначены.

Но удвоение рабочей частоты шины данных - это еще не все. Необходимо предусмотреть запас производительности как минимум в 25% для обеспечения нужной скорости обмена с другими устройствами компьютера при выполнении приложений. В итоге шина должна работать на частоте в 2,5 раза большей, чем тактовая частота процессора. А это означает, что рабочая частота шины данных для процессора с таковой частотой в 400 мегагерц должна быть не менее 1000 мегагерц, для 300-мегагерцового процессора – 750 мегагерц и для 206-мегагерцового StrongARM – 515 мегагерц…

Теперь представьте себе пропасть, отделяющую реальную производительность процессоров Pocket PC от той, что мы имеем сегодня. Процессоры XScale с таковой частотой 400, 300 и 200 мегагерц работают с шиной, рабочая частота которой 100 мегагерц. А привычный нам процессор StrongARM с тактовой частотой 206 мегагерц – с шиной, рабочая частота которой 103 мегагерца.

В этом, по мнению Энди Джострома, и кроется причина сходства результатов тестов, проводимых на компьютерах с 400, 300 и 200-мегагерцовыми процессорами. Разрядность шины и ее малая рабочая частота стали тем узким горлышком, которое препятствует обмену данными между процессором и кэш-памятью и между кэш-памятью и оперативной памятью КПК. Более того, замеченное превосходство в производительности StrongARM – в некоторых приложениях – как раз и составляет те 3 процента, на которые рабочая частота шины данных компьютеров с процессором StrongARM больше частоты шины процессоров XScale – 103 и 100 мегагерц соответственно.

Положения не исправляет и увеличение объема кэш-памяти, встроенной в процессоры. Кэш-память процессора StrongARM составлют 8 килобайт кэша инструкций и 8 килобайт кэша данных. В XScale объем кэш-памяти был увеличен до 32 и 32 килобайт. Но обмен между процессором и кэш-памятью идет порциями, минимальный размер которых 64 байта. Поэтому при обращении процессора к одному-единственному байту информации он вынужден перерабатывать все 64 байта. В результате при работе компьютера с адресной базой или программами планирования времени, где пользовательские данные имеют совсем небольшие размеры, производительность XScale оценить невозможно. Большую часть работы процессоры компьютеров Pocket PC выполняют впустую.

И в ответ – тишина…

Похоже, запахло сенсацией. А как же – предан гласности крупнейший промах в архитектуре Pocket PC. Не переработав серьезно схемотехнику карманного компьютера, разработчики "воткнули" в компьютер процессор, который заведомо не был способен обеспечить сколько-нибудь заметного роста производительности… И получился велосипед с моторчиком от локомотива.

Интервью Sven Myhre не вызвало пока "раскатов грома" – все же это мнение одного человека, пусть даже очень авторитетного. Зато появилось множество вопросов, если не у специалистов, то у заинтересованной общественности.

Многие казавшиеся очевидными недостатки Pocket PC теперь выглядят несколько иначе. Например, неповоротливость операционной системы Windows CE. В неудачах и медленном становлении семейства Pocket PC более всего винили именно Microsoft. Мол, интерфейс перегружен излишними пышностями, большинство рутинных операций неоправданно усложнены в угоду сходству "карманной" операционной системы с системой для настольных компьютеров и так далее, вплоть до непомерного аппетита Windows CE к вычислительным ресурсам КПК. Но теперь получается, что компания Microsoft по части программного обеспечения как раз не подкачала, поскольку работай XScale в полную силу, операционная система, буквально, "летала" бы словно ракета.

Впрочем, не все спешат соглашаться с Энди Джостромом и его собеседником. Некоторые винят во всем… ленивых программистов. Мол, что только ни выдумают – лишь бы не работать.

Но это всего лишь частные высказывания, которые мне удалось обнаружить в интернете. Более подробных и уж, тем более, официальных пояснений пока нет.

Содержание   Версия для печати

Мнение профи   И в ответ – тишина…