Разговоры о двухпроцессорных пользовательских десктопах возникали неоднократно. Кое-кому из читателей памятно, как дешевенькие Celeron’ы первого разлива можно было вставлять в относительно не очень дорогие двухпроцессорные материнские платы, получая таким образом нечто вроде «народного суперкомпьютера».
Правда, первая волна «народной мультипроцессорности» была очень быстро пресечена производителем. Однако идея мультипроцессорности для народа продолжала витать в воздухе – никаким иным способом создать впечатление прогресса уже не удавалось (к слову сказать – не удаётся и по сей день). И первый шаг в этом направлении сделала, насколько мне известно, IBM со своими процессором Power4 – в то время абсолютным рекордсменом по «чистому» (то есть тестовому) быстродействию. В том числе и благодаря тому, что имели варианты с двумя и более процессорными ядрами в едином корпусе.
Сами по себе процессоры Power4 (как и пришедшие им на смену Power5) ориентировались на индустриальный сектор. Однако на базе их были созданы процессоры G5 – сердце тогдашних Mac’ов, имевших, в том числе, и двухъядерный вариант.
Правда, пользователям PC’шек (а мы говорим в основном о них) от этого было бы ни холодно, ни жарко. Однако здесь «камнестроители» не заставили себя ждать: и AMD, и Intel очень быстро анонсировали, а затем и воплотили в реальность, свои двухъядерные решения, стоимость которых вполне вписывалась в рамки «суперкомпьютера для народа». По крайней мере, в лице лучших его представителей.
Так что пользователи оказались перед выбором между традиционными одноядерными процессорами с большей тактовой частотой или процессорами двухъядерным – с меньшей (если оставаться в рамках одного бюджета). Как я уже говорил, рост тактовых частот упёрся в потолок целесообразности: сколь бы велик он ни был (а тут имелся ещё и потолок технологический), адекватного прироста производительности он уже за собой не влёк. Но могли ли пользователи рассчитывать на хоть какой-то выигрыш в производительности от многоядерности?
Софтверная перспектива
Исходя из общих соображений было очевидно, что ожидать двукратного увеличения быстродействия от самого факта удвоения числа процессоров (или их ядер) не приходится. Во-первых, на «железном» уровне два и более процессоров будут совместно использовать какие-то общие ресурсы компьютера – память, кэши, шины и так далее.
Во-вторых, неизбежны были потери быстродействия за счет «накладных расходов» – согласования операций, выполняемых на разных процессорах.
В-третьих, системные и прикладные задачи, выполняемые на многопроцессорной машине, должны допускать их распараллеливание, иначе любое увеличение количества «числодробителей» доставит мало радости пользователю.
И, наконец, в-четвертых, эффективность многопроцессорных конфигураций в значительной мере определялась стилем выполнения пользовательских задач. Очевидно, что преимущественно интерактивные методы работы от удвоения «камней» выиграют весьма мало – в любом случае тут узким местом окажется пресловутый человеческий фактор.
Решение проблем многозадачности на «железном» уровне было задачей производителей аппаратуры. А вот минимизация же «накладных расходов» и распараллеливание задач относились уже к сфере разработчиков софта, в первую очередь – системного. Хотя в последнем случае роль создателей программ прикладных ничуть не меньше. Ну а эффективное использование достижений тех и других – это уже вахта пользователей.
И нужно сказать, что пользователи UNIX-подобных операционных систем, в силу самой специфики их работы и укоренившихся привычек, казались подготовленными к многозадачности лучше других. И были способны получить от нее больший выигрыш.
Ведь что происходит на типичной пользовательской UNIX? На ней постоянно что-то компилируется, архивируется и разархивируется, кодируется и декодируется, бэкапится и восстанавливается. И все это – параллельно, и, в большей или меньшей степени, без интерактивного участия применителя. Озаботившегося, разумеется, заблаговременно, скриптами для запуска своих задач, выводом полученных данных в логи и прочие файлы, и так далее – за интерактивным режимом остается только просмотр результатов. И, конечно же, их обдумывание.
Так что вырисовывалась заманчивая картина – все это изобилие параллельно работающих задач выполнять действительно параллельно, раскидав по разным процессорам. Дело оставалось за малым – воплотить её в кодах.
Изначально создатели UNIX (и ранних его клонов) ни о какой многопроцессорности не помышляли. И один из краеугольных камней его идеологии – концепция монолитных процессов, выполняемых на одном процессоре квазипараллельно, за счет квантования времени, – казалось бы, препятствует реализации распараллеливания задач по разным «камням».