Производительность превыше всего
Многие профессионалы вполне обоснованно считают, что высокая производительность ПК — это залог успешной работы. И потому, выпуская очередную серию офисных ПК, обязательно включают в нее несколько высокопроизводительных моделей.
До последнего времени считалось, в основном благодаря маркетинговым усилиям Intel, что залогом высокой производительности ПК является процессор с максимальной тактовой частотой. Однако, как показала практика, наращивать частоту свыше 3—4 ГГц весьма сложно. И производители были вынуждены искать пути повышения производительности процессоров, изменяя их архитектуру.
Компания AMD первой в 2003 г. реализовала в традиционной архитектуре (структуре команд) процессоров х86 для настольных ПК возможность выполнения наряду со стандартными 32-разрядными также 64-разрядных команд. Ее процессоры Athlon 64 успешно конкурируют с Pentium 4 HT, имеющими почти вдвое большую частоту. Новые 64-разрядные процессоры позволяют расширить адресуемые объемы памяти, что ускоряет выполнение сложных приложений.
Успех соперника вынудил Intel также ввести (правда, только в этом году) в свои процессоры Pentium 4 технологию Extended Memory 64 Technology (EM64T), обеспечивающую 64-разрядную адресацию памяти ПК и повышающую его производительность. Хотя первоначально Intel не видела в этом необходимости.
Еще одно новое направление повышения производительности настольных ПК — это использование многоядерных процессоров. Суть этой архитектуры заключается в том, что на одном полупроводниковом кристалле размещаются несколько (два, четыре) процессорных ядра — основные блоки и регистры, а также кэши памяти; при этом контроллеры системной шины и памяти могут быть для них общими. Впервые такую сдвоенную структуру использовала IBM в своих процессорах Power5, предназначенных для серверов.
В конце августа AMD объявила о проведении демонстрации первого сдвоенного процессора класса х86. Правда, демонстрировался 64-разрядный Opteron в составе 4-процессорного сервера HP ProLiant DL585. Но компания заявила, что во второй половине 2005 г. планирует выпустить сдвоенные процессоры и для настольных систем. Немного запоздавшая Intel намерена выпустить примерно в это же время Pentium 4 с двумя ядрами.
Однако в общую производительность системы вносят свой вклад не только мощные процессоры, но и другие компоненты — память, наборы микросхем логики (НМЛ), шины, контроллеры накопителей и т. д., низкое быстродействие которых создает подчас в ПК «узкие» места.
Поэтому можно считать, что в 2004 г. после выпуска Intel новых НМЛ i915G Express, i915P Express и i925X Express произошло радикальное изменение в архитектуре ПК, позволяющее существенно повысить производительность как мощных, так и массовых систем.
Во-первых, появилась возможность применения новой шины PCI Express, пропускная способность которой в 3,7 раза выше, чем используемой до последнего времени шины PCI. При этом шина PCI Express может быть реализована в нескольких вариантах с разной пропускной способностью. Например, PCI Express х1 позволяет перекачивать данные со скоростью 250 Мбайт/с, а PCI Express х16 — 4 Гбайт/с. Последняя приходит на замену также морально устаревшего графического порта AGP, который значительно уступает ей по скорости обмена данными между графической платой и процессором. Все новые НМЛ Intel позволяют использовать в ПК до четырех разъемов PCI Express х1 и один разъем PCI Express х16.
Во-вторых, благодаря открытости стандарта новой шины Intel может использовать ее интерфейс для связи микросхем своих НМЛ, что устранило существовавшие ранее «узкие» места в системе ввода/вывода (в частности, при передаче данных от памяти к жестким дискам и от аудиоконтроллера к процессору).
Наконец, в НМЛ i915х—i925X Express реализована возможность применения модулей памяти нового стандарта DDR2, что также должно благотворно сказаться на повышении производительности системы.
Во все эти НМЛ интегрирован аудиоконтроллер для воспроизведения аудио в режиме объемного звучания по стандарту 7.1. А в НМЛ i915G встроено графическое ядро Intel Graphics Media Accelerator 900 (Intel GMA 900), которое по качеству отображения графики и видео приближается к лучшим интегрированным продуктам ATI и nVIDIA. Графический адаптер Intel GMA 900 позволяет без дополнительных плат подключать к одному ПК два монитора, что подчас необходимо для работы сотрудников некоторых профессий — банковских служащих, верстальщиков, дизайнеров.
В некоторые модификации НМЛ Intel i915х—i925X Express по желанию могут быть интегрированы контроллеры беспроводной связи стандартов 802.11a/b/g, что при подключении к ПК модуля с внешней антенной превращает его в точку беспроводного доступа, с которой могут связываться другие ПК и периферийные устройства, оборудованные адаптерами Wi-Fi. И все эти технологии применимы даже в самых экономичных новых моделях офисных ПК.
Еще один фактор роста производительности настольных ПК с наборами i915х-i925X Express — это возможность установки жестких дисков со скоростным интерфейсом Serial ATA и организации на основе технологии Intel Matrix Storage физических и логических RAID-массивов из нескольких накопителей, что не только повышает скорость обмена данными, но и обеспечивает их большую сохранность.
И здесь необходимо сделать некоторое отступление, которое не противоречит основным тенденциям, но подчеркивает особенности использования ПК в офисах.
Повышенная безопасность и защита
В последнее время в связи с участившимися атаками хакеров и распространением вирусов многие компании обеспокоены проблемами безопасности информации и ее защиты. Проектируя Athlon 64, компания AMD заложила в его архитектуру аппаратную блокировку ошибки, которую называют «переполнением буфера» и которую используют для атаки на ПК многочисленные вирусы. Как объявила AMD, этот аппаратный блок антивирусной защиты, названный Enhanced Virus Protection (EVP), может быть активизирован на любом ПК с процессорами Athlon 64 и Sempron (недавно выпущенный упрощенный вариант Athlon 64) при установке пакета обновлений Microsoft Windows XP Service Pack 2 (SP2). В результате компьютер оказывается защищенным от вирусов, компьютерных «червей» и «троянских» программ. А пользователи могут с меньшим риском работать с электронной почтой и выходить в Интернет.
Как показали недавние исследования Gartner, убытки от перерывов в продуктивной работе пользователя, вызванные отказами системы и последующими затратами времени на их самостоятельное устранение или ожидание персонала технической поддержки, могут достигать 50% совокупной стоимости владения корпоративными ПК. Поэтому говоря о средствах повышения безопасности данных на ПК, нельзя не упомянуть комплекс технологий IBM ThinkVantage, которым комплектуются все настольные системы ThinkCentre. Одним из его ключевых элементов является средство восстановления потерянных или поврежденных файлов IBM Rescue and Recovery with Rapid Restore. Это встроенная в ПК аварийная система, которую пользователь может запустить самостоятельно для восстановления поврежденных программных драйверов, при искажении или исчезновении в результате вирусных атак системных файлов, даже тогда, когда основная ОС не функционирует.
Другое средство восстановления поврежденной информации в офисных ПК предложила Hewlett-Packard в виде инструмента Altiris для резервного копирования, которое позволяет сохранять и восстанавливать файлы, ПО и системную конфигурацию компьютера.
Новые накопители и интерфейсы
Для эффективной работы на офисном ПК нужно иметь возможность считывать и хранить информацию, что, вообще говоря, можно реализовать на серверах ИС. Однако доступ к ним осуществляется через ЛВС, которые, по мнению Роберта Морриса, директора Almaden Research Center IBM, пока не обладают той пропускной способностью и надежностью, которые гарантируют всем пользователям доступ к нужным данным: «Пройдет еще много лет, прежде чем мы откажемся от хранения данных на ПК. Пока же используемые в них накопители будут тем буфером, где пользователь сможет хранить необходимую информацию».
Для хранения данных в офисных ПК вполне достаточно иметь жесткий диск объемом 40 Гбайт. Однако если посмотреть на последние модели HP Compaq Business Desktop dc7100 или Dell Dimension 8400 business, то в их комплектации можно найти скоростные жесткие диски емкостью до 160 Гбайт. Но и это не предел, к которому стремятся производители.
Как показывает статистика, благодаря таким факторам, как требования государственных ведомств по хранению отчетных данных и рост объема оцифрованного контента, распространяемого на компакт-дисках и через Интернет, объем сохраняемой на ПК информации ежегодно увеличивается более чем на 40%. Поэтому производители накопителей, оценивая потребности рынка, неизменно приходят к тому, что емкость жестких дисков необходимо наращивать. Уже в этом году Seagate выпустила жесткие диски Barracuda 7200.7 емкостью 200 Гбайт, Maxtor — накопитель DiamondMax 10 емкостью 300 Гбайт, а Hitachi Global Storage Technologies анонсировала жесткий диск Deskstar 7K400 емкостью 400 Гбайт. В недалеком будущем можно ожидать появления накопителей для ПК емкостью 800—1000 Гбайт.
Но чтобы быстро записывать/считывать данные, необходим накопитель с высокой скоростью доступа и интерфейсом, не создающим «узких» мест в канале передачи данных. Как правило, большинство мощных ПК комплектуется жесткими дисками со скоростным интерфейсом Serial ATA (SATA). Весной этого года Seagate представила новую технологию SATA Native Command Queuing (NCQ), которая позволяет процессору, исполняющему команды нескольких приложений, обращаться к накопителю с множеством запросов ввода-вывода одновременно. Накопители с NCQ используют специальный буфер, в котором стоящие в очереди команды могут динамически перестраиваться в соответствии с положением считывающей головки и текущей загрузкой. Как показали тесты, накопители Seagate и Maxtor с технологией NCQ обладают более высокой производительностью, чем представленные сегодня на рынке.
Мониторы для профессионалов
Не секрет, что монитор — один из важнейших компонентов компьютера, и на столах служащих в офисах все чаще вместо больших и неуклюжих изделий на электронно-лучевой трубке (ЭЛТ) появляются тонкие, элегантные ЖК-устройства. Однако не всех пользователей удовлетворяет качество цветопередачи и яркость изображения на ЖК-экранах. ЭЛТ-мониторы долго сохранятся на столах специалистов, работающих с графикой, — дизайнеров, художников, верстальщиков.
Недостатки ЖК-мониторов решила исправить Motorola, применив современную нанотехнологию. Взамен электронной пушки в своем ЭЛТ-мониторе она использует нанотрубки (их длина в 50 раз меньше толщины человеческого волоса), которые располагаются единым массивом позади экрана. Каждая нанотрубка играет роль электронной пушки, которая выстреливает пучок электронов только в одну точку на экране, заставляя ее светиться. Такой NED (Nano Emissive Display) экран, толщиной всего в полдюйма, что сближает его с ЖК-монитором, формирует изображение, по качеству не уступающее лучшим образцам ЭЛТ-устройств. Сейчас Motorola ведет разработки в области выращивания нанотрубок на пластмассовой основе, планируя через несколько лет выпустить прототип цветного гибкого NED-монитора.
Борьба за производительность оборачивается борьбой с теплом
Как известно, в электрических цепях неизбежны потери при прохождении тока, что проявляется в виде выделяемого тепла. В ПК наибольшие потери возникают в процессорах, которые быстро и сильно нагреваются. Так, появившийся на рынке в феврале этого года Pentium 4 3,6 ГГц Prescott потребляет до 115 ватт при максимальной нагрузке, а AMD Athlon 64 3600+ в аналогичных условиях — до 89 ватт. Они нагреваются немного меньше, чем электрическая лампочка накаливания такой же мощности. Кроме того, в корпусе ПК имеются дополнительные источники тепла — графические платы, модули памяти, НМЛ.
Чтобы бороться с перегревом ПК, что может привести к отказу процессора или других компонентов, производители идут на крайние меры. Например, в наиболее мощных моделях Apple PowerMac G5 используется экзотическая система водяного охлаждения. Появились корпуса из алюминия, что также позволило улучшить их охлаждение. «Надежность ПК стала главным приоритетом при его разработке, и в случае необходимости мы пожертвуем размерами корпуса», — заявил Гари Элсассер, вице-президент Gateway, руководитель подразделения развития платформы и технологии, имея в виду, что в случае необходимости корпус ПК может быть увеличен для размещения более эффективной системы охлаждения.
В этом году Intel предложила новую спецификацию системных плат для массового рынка ПК, названную BTX (Balanced Technology Extended). Она предусматривает размещение в корпусе компьютера двух вентиляторов (один во фронтальной стенке системного блока, второй — в задней), которые создают устойчивый воздушный поток, эффективно отводящий тепло. На самих платах изменено размещение отдельных компонентов, что улучшает их обдув и охлаждение. При этом спецификация BTX предусматривает выпуск системных плат нескольких типоразмеров, что дает возможность выпускать ПК как в стандартных корпусах (с платами BTX), так и в миниатюрных (с платами MicroBTX и PicoBTX). И Gateway стала первой компанией, разработавшей компьютеры на основе системных плат ВТХ.
Новые конструкции корпусов
Наряду с использованием системных мини-плат спецификации BTX с выходом шины PCI Express появилась дополнительная возможность для выпуска небольших по размеру, экономичных офисных ПК. И этим не преминули воспользоваться вендоры. IBM выпустила офисный компьютер ThinkCentre серии S, который, по утверждению компании, занимает на столе пространство на 75% меньшее, чем традиционный корпус настольного ПК. Столь же компактными представляются офисные ПК тайваньских производителей — MSI Hetis 865GV Lite, ASUS Pundit AB-P 2600, ESC EZ-Buddie и U-Buddie.
Их внешний облик скорее напоминает «тонких клиентов», хотя на самом деле это полноценные ПК на базе Pentium 4. Правда, в них используются интегрированные в НМЛ графическая и звуковая подсистемы, отсутствуют оптические накопители и флоппи-дисководы, а возможности для расширения ограничены двумя разъемами PCI.
ПК покидает стол пользователя
Еще в 1990 г. главный управляющий Sun Microsystems Скотт МакНили заявил: «Сеть — это компьютер». И похоже, что компания решила воплотить эту идею в жизнь. В 2004 г. все отделения в Англии были переведены на «тонкие клиенты», работающие через глобальную сеть.
Но если на столах служащих этой компании остаются хотя бы сетевые ПК, то Hewlett-Packard весной этого года представила решение, которое позволит вообще освободить столы пользователей от системных блоков. В рамках концепции «Консолидированная клиентская инфраструктура» (Consolidated Client Infrastructure) HP анонсировала первую партию систем «сверхплотных» ПК (bladed desktop systems), которые будут размещаться не на столах пользователей, а в специальном помещении в отдельной стойке наподобие «ультратонких» серверов (blade-servers).
По оценкам разработчиков, это снизит расходы на администрирование и обслуживание, а также даст возможность использовать один из таких ПК как резервный в случае отказа другого. На рынке США уже появились первые заказчики подобных систем, в частности ряд трейдинговых компаний с Уолл-стрит.