A számítógépek teljesítményét illetően a legtöbb ember kizárólag a processzor számítási teljesítményére gondol, pedig az elérhető műveletvégző sebességet a feladat típusától függően számos más tényező is befolyásolja, például a rendszerbusz, amely az utóbbi időben másodlagos szerephez jutott.

A processzorok teljesítménye napjainkban rendkívül gyorsan nő, szinte még a szakembereknek is gondot okoz a hatalmas fejlődési ütemmel való lépéstartás. Általánosan elmondható, hogy a mai PC-processzorok teljesítménye tökéletesen megfelel az elvárásoknak, leszámítva természetesen azokat a területeket, ahol a végtelen nagy teljesímény lenne az ideális. Az ilyen területeken (kutatások, adattömörítés, animációkészítés, képfeldolgozás, stb.) kívül tulajdonképpen nincsen szükség a jelenleginél nagyobb teljesítményű processzorokra, vagy ha lenne is, a rendelkezésre álló szoftverek képtelenek lennének hasznát venni a gyors CPU-nak.

Az alkalmazási területek közül elsőként talán a játékok esetében volt megfigyelhető ez a trend, miszerint immár nincs szükség a leggyorsabb processzorokra egy-egy új játék tökéletes futtatásához. Bár a mai leggyorsabb PC-processzorok az AMD Thunderbird és az Intel Pentium 4 képében már 1,33 illetve 1,7 GHz órajelen működnek, tulajdonképpen egyetlen olyan játék sem létezik, amelynek egy 1 GHz-es modell ne felelne meg tökéletesen, már amennyiben a többi hardverelem is megfelelő.

A legfontosabb kérdés éppen itt, azaz a kiegészítő hardverelemekben rejlik. Könnyen belátható, hogy bármennyi elemző is állítja ennek ellenkezőjét, a processzorgyártók képesek lépést tartani Moore törvényével, miszerint a CPU-k tranzisztorszáma és teljesítménye 1-2 évente megduplázódik. Bár mostanában is, mint mindig, számos akadályba ütköznek a processzorok fejlesztései, nincsen olyan probléma a láthatáron, amelyet a kutatók ne tudnának minden további nélkül megoldani. Erre bizonyíték az is, hogy a processzorgyártók a visszaeső PC-ipar ellenére is hozzák formájukat, már ami a CPU-k sebességnövekedési ütemét illeti, de a távolabbi jövőt illetően meg lehetne említeni az Intel 10 GHz-es processzorterveit is, ami a társaság szerint öt éven belül már valóság lesz.



Fontosak a kiegészítő alrendszerek

Könnyen kivehető tehát, hogy a fejlesztők figyelmének jobban kellene más területek felé is összpontosulnia. Bár a fejlesztések az elektronikai iparban soha nem állnak meg, az utóbbi időben talán a szükségesnél kisebb figyelem irányult az alaplapi rendszerek processzort kiegészítő részegységeire, így a rendszersínre és a memóriainterfészre.

A rendszersín feladata a processzor külső egységekkel (memória, perifériák) való kommunikációjának megvalósítása, a memóriainterfész pedig ezen belül is konkrétan a RAM memóriában tárolandó adatok beírásának/kiolvasásának feladatát látja el.

A kiegészítő rendszerek és perifériaegységek szinte kivétel nélkül kategóriákkal lassabbak, mint a jelenlegi csúcsteljesítményű processzorok, és ez még a leggyorsabb ütemben fejlődő perifériákra, a grafikus kártyákra is igaz. A probléma valódiságát igazolja az a tény is, miszerint a grafikus chipek Transforming & Lighting (T&L) motorja, amely éppen a processzorról venné le a terhet a 3D-s játékok futása közben, sok esetben bizony csúfosan alulmarad a grafikus processzornál (GPU) akár 1 GHz-es is gyorsabb CPU teljesítménye mellett annak ellenére, hogy a grafikus chip ezen egységével ellenben a CPU-t nem speciálisan erre a célra szánták.


A lassú PCI busz nagyon visszafogja a számítógépet
Rendkívül fontossá vált tehát, hogy a jelenlegi eszközökből a lehető legnagyobb teljesítményt lehessen kihozni, mivel a processzorok maximális képességei csak így (vagy még így sem) használhatóak ki. Az általánosan elterjedt rendszerek egyik leggyengébb pontja a rendszerbusz, amely mostanában 66, 100, 133, 200, 266 és 400 MHz lehet. Jól látható, hogy a jelenlegi leggyorsabb 1,7 GHz-es Pentium 4 mellett még az ilyen rendszerek 400 MHz-es rendszersínje sem tűnik megfelelőnek, de más rendszereknél akár 10-12-szeres órajelkülönbség is előfordul. További problémát vet fel a jövő kérdése, hiszen ha a jelenlegi processzorok teljesítményét is visszafogják a rendszersínben szinte állandóan fennálló adattorlódások, akkor a jövő óriási teljesítményű CPU-it hogyan tudják majd kiszolgálni.

A rendszer- és memóriabusz problémája szinte teljes mértékben megegyezik a közutakon mindennapos dugókkal, torlódásokkal. Hiába a jobbnál jobb új autók tömkelege, ha a forgalom megfelelő lebonyolítására képtelen közutakon állandó idegeskedés közepedte, lépéstempóban kell haladni csodaautónkkal, közben pedig egy biciklis is könnyedén lehagy bennünket. A mai számítógépekben a rendszer- és memóriasín teljesen megfeleltethető a túlterhelt közutaknak. Az adatok az elavult rendszereken állandóan fennakadnak, és drasztikusan visszafogják a számítógép összteljesítményét. Általános igazság a számítógépek körében, hogy a rendszer pontosan olyan gyors illetve megbízható, mint annak leglassabb illetve legbizonytalanabb részegsége. Készülőben vannak a megoldások

A két legnagyobb PC-processzorgyártó, az Intel és az AMD már fejlesztik a jövő I/O technológiáit, amelyek legalább egy ideig, vagy részben megoldást jelentenek a fentebb elhangzott problémákra. Az Intel saját fejlesztésű 3GIO elnevezésű rendszere az őszi Intel Developer Forum (IDF) konferencián kerül bemutatásra, jelenleg szinte semmit nem lehet tudni róla. Bár még az AMD rendszere sincsen hivatalosan bejelentve, az igéretes technológiáról mégis sokat lehet hallani.

A korábban Lightning Data Transport néven futó technológia, amely később a HyperTransport nevet kapta, a legtöbb szakember és elemző szerint rendkívül sokat igérő, ráadásul az Advanced Micro Devices (AMD) egyáltalán nem zárkózik el a többi társasággal való együttműködéstől, sőt éppen ellenkezőleg.

Az AMD már korábban bejelentette, szeretné ha a technológia minél jobban elterjedne, és várja a hasonló megoldások alkalmazását tervező társaságok érdeklődését. Néhány hónappal korábban, amikor az AMD átfogóbb ismertetést adott a rendszerről, a HyperTransportot már kilenc társaság licenszelte az AMD-től, és további mintegy harminc tervezett hasonló lépést. A HyperTransport mellett voksolók között olyan óriáscégek is vannak, mint a grafikus chipeket készítő nVidia Corporation, vagy a SUN Microsystems.


A technológiát támogató cégek
A Sunnyvale-i (Kalifornia) központú chipgyártó AMD azóta bár csendben, de továbbra is fejleszti a technológiát, amely egyre több és több cég tetszését nyeri el. A chipóriás egy ipari konzorciumot szeretne kialakítani az ősszel bemutatásra kerülő HyperTransport technológia körül, amely annak támogatói szerint túlnyúlik a PC-ken, és univerzális alkalmazhatósága miatt a digitális elektronika más területein is hódíthat.

A HyperTransport feltehetően hamarosan nyílt, szabadon felhasználható szabvánnyá fog válni, a fejlesztések pedig közös erővel folytatódhatnak a HyperTransport konzorciumon belül. Gabriele Sartori, az AMD egyik szakembere szerint a HyperTransport konzorcium megalakulása biztos, és rövid időn belül megtörténik. "Számos munkatársunk dolgozik a specifikáción, és a HyperTransportot lehetőségünk szerint a lehető legjobban el szeretnénk terjeszteni az iparban" - mondta Sartori.

Az AMD működő HyperTransport chipprototípussal és rendszerrel rendelkezik, a társfejlesztő API Technologies pedig az elmúlt hónapban adott ki egy HyperTransport-PCI hidat, amely a két technológia közötti kommunikációt biztosítja. Ezenkívül az nVidia, az Altera és számos egyéb társaság rendelkezik HyperTransport eszközökkel, vagy fejleszt ilyen megoldásokat.



"A HyperTransport fejlesztésébe bekapcsolódó társaságok száma olyan gyorsan nő, hogy mindenképpen ki kell alakítanunk egy konzorciumot, amilyen gyorsan csak lehet" - mondta David Rich, az API Networks HyperTransport technológiával foglalkozó menedzsere. "Minden héten megkérdezzük az AMD-t, nincs-e már készen a konzorcium." Rich szerint a konzorcium hiánya globális, negatív hatással lehet a technológia elterjedésére. "Különösképpen Európában a társaságok bizonytalanok, amíg egy felvázolt szabványt nem látnak, és módot nem találnak a kapcsolatteremtésre."

Sartori nem szándékozta elárulni, mely társaságok lesznek a konzorcium irányító tagjai, de elmondása szerint a Broadcom, a Cisco, az nVidia és a SUN már ezidáig is komoly segítséget nyújtottak, elsősorban a technológia tökéletesítésében, és hálózati alkalmazási területre való kiterjesztésében. Az AMD-től ezidáig mintegy 150 társaság szerezte meg a HyperTransport licenszét minimális, jelképes öszegért. "Nem szándékozunk üzletet csinálni a licenszelésből. Ezidáig egyetlen cégtől sem tagadtuk meg a licensz megszerzését."

"Az AMD egyáltalán nem korlátozza a technológiát. A licenszdíjak is minimálisak" - erősítette meg Linley Gwennap, a The Linley Group piackutató cég elnöke. "Az ingyenes után a következő legjobb dolog az olcsó. Az AMD jelenlegi célja a technológia életre keltése, amelynek további sorsát később a konzorcium fogja eldönteni." Alapvető változások az adatátviteli rendszerekben

A szakemberek korábban úgy vélték, a soros adatkommunikáció csak egyszerű feladatok megoldására lehet alkalmas, mivel egyszerűen és olcsón megvalósítható. A soros adattovábbítású rendszerekre cserébe mindig a lassúság volt jellemző. Ahová viszonylag nagy sebesség kellett, oda a fejlesztőmérnökök párhuzamos kialakítású rendszereket építettek, a sebesség növelése végett lehetőleg minél több párhuzamosan futó vezetékkel. A párhuzamos kialakítás hátránya bonyolultsága, és ebből következően magas előállíási költsége volt.

A technolgógia azonban elért egy szintre, ahol világossá vált, hogy a párhuzamos rendszerek ideje leáldozott. A párhuzamosan futó vezetékek számát nem lehet a végtelenségig növelni az elbonyolódás miatt, az adatátviteli sebesség vezetékenkénti növelése pedig megoldhatatlan akadályokba ütközött. A sebesség növelése ugyanis kizárólag az órajel növelésével oldható meg, az egyre nagyobb frekvenciákon azonban olyan zavaró hatások lépnek fel, ami bizonytalanná teszi a működést.

A frekvencia növelésével a hosszú vezetékek kapacitása akadályt gördít az adatot továbbító elektromos jel elé, ráadásul ezeken a frekvenciatartományokon már a külső zavarok sem szűrhetőek ki megfelelően, amelyek (egyre nagyobb) részben a rendkívül közel futó párhuzamos vezetékekből erednek, vagyis egymást zavarják az egyes bitcsatornák.

Az interferenciák, szórt kapacitások és egyéb zavaró tényezők csak egy módon küszöbölhetőek ki: ismét a jóöreg soros adatkapcsolatot kell megvalósítani. A soros adatkommunikáció során olyan rendkívül magas órajelek is elérhetővé válnak, amelyek ellensúlyozzák a tényt, hogy a rendszer egyszerre csak egy bitet továbbít. Az egybites adattovábbítási kialakítás a rendszer egészét tekintve csak látszólagos, és a valós adatátviteli csatornára korlátozódik. Az egymással kommunikáló rendszerek számára semmi változás nem történik, az átviteli rendszer pedig tulajdonképpen mindegy, hogyan valósítja meg a kapcsolatot, az egyedüli ami számít, az a gyorsaság.

Az első általánosan alkalmazott ilyen rendszer az új Serial (soros) ATA, amely a korábbi (párhuzamos) ATA szabványokhoz képest elsöprő adatsebességet igér, ráadásul az új rendszer maximális sebességét jóformán csak a gazdaságosság és az ésszerűség korlátozza. A HyperTransport - akárcsak a konkurens Intel fejlesztés alatt álló technológiái - ilyen soros kialakításra épül, ennek megfelelően rendkívül nagy sávszélességgel (sebességgel) bír, ami a későbbiekben a Serial ATA-hoz hasonlóan kisebb módosításokkal tovább növelhető lesz.

A HyperTransport moduláris felépítésű, és 4, 8, 16 vagy 32 csatornás felépítésű lehet. A technológia úgy lett kialakítva, hogy a 130 nm-es, valamint az annál is kisebb csíkszélességű, új technológiájú chipekkel is könnyen megoldható legyen implementációja. A jelenlegi HyperTransport rendszerek maximális sebessége 12,8 GB/s lehet, 32 csatorna alkalmazása esetén, amely szükség esetén tovább növelhető, hála a technológia rugalmasságának. Sartori szerint "a HyperTransport lábai sokkal hosszabbak, mint az emberek gondolnák", vagyis a technológia képességei jelenleg koránt sincsenek kihasználva. Az AMD szakembere szerint a rendszer legalább 10 évig megfelelő lesz, a szükséges időközi módosítások elvégzése mellett.

Az AMD-konkurens Intel szerint a HyperTransport nem rossz megoldás, de nem alkalmas a jövő évtized adatátviteli rendszerének, mivel hamar elavulna. "A HyperTransport egy jó rendszer, de igazából csak arra mutat rá, hogy szükség van egy megoldásra" - mondta Bob Gregory, az Intel stratégiai igazgatója. "Mi sokkal távolabbra tekintünk." Gregory szerint nap lépésekkel kell előrehaladni, mert a gyakori változtatások sokba kerülnek az iparnak.

A HyperTransporthoz hasonló RapidIO technológia kifejlesztői, a Motorola és a Mercury Computers azon az állásponton vannak, hogy bár a HyperTransport PC-központú technológia, a beágyazott rendszerekbe is megfelelő lehet. A RapidIO Trade Association szövetségbe a közelmúltban az IBM Corp. is belépett, mint irányító tag, amely jelentős szerepet kíván vállalni a technológia kifejlesztésében. Az IBM többek között PowerPC rendszereiben kívánja alkalmazni a RapidIO technológiát.

A HyperTransport technológiát, valamint az azt támogatók stratégiáját célzó számtalan kritika ellenére az új rendszer megalkotói bizakodnak. "Az Intel túl későn lépett" - mondta Sartori. "Nincs okunk változtatni azon, amit elkezdtünk. Működő chipjeink vannak. Windows fut a HyperTransport rendszereinken. Nem számít mit gondolnak egyesek."

A HyperTransport egyik erőssége éppen az, hogy könnyen implementálható. A rendszer képes ugyanis a CPU és a jelenlegi rendszerbusz, a PCI közé beékelődni úgy, hogy közben a perifériák és szoftverek számára akár teljesen észrevehetetlen marad. Az öregedő PCI technológiát így nem kell azonnal elfelejteni, amely egyébként óriási beruházásokat tenne szükségessé a gyártók számára, és emellett a vásárlók pénztárcájára is negatív hatással lenne. "A HyperTransport úgy lett megalkotva, hogy képes legyen a PCI busz parancsainak továbbítására, így a PCI eszközökre írt eszközvezérlő szoftverek továbbra is működőképesek maradnak mindenféle módosítás nélkül" - mondta Nathan Brookwood, az Insight 64 piackutató cég elemzője. "Ez megkönnyíti az új technológiára való átállást, és a kompatibilitási problémákkal sem kell bajlódni."

"A 3GIO egy reakció volt az Inteltől" - mondta Bert McComas, az InQuest elemzője. "Az ipar domináns résztvevői egyértelműen a HyperTransport felé fordultak, és az Intelnek lépnie kellett valamit. Ezesetben azonban az AMD egyértelműen vezet."

AMD HyperTransport reklámfilm, 5,3 MB