Опции конфигурирования ядра freebsd 11. Собираем ядро и мир FreeBSD из исходников. Дополнительные материалы по Freebsd

Компания AMD на специальном мероприятии перед CES 2018 выпустила новые мобильные процессоры и анонсировала настольные чипы со встроенной графикой. А Radeon Technologies Group, структурное подразделение AMD, - анонсировала мобильные дискретные графические чипы Vega. Компания также раскрыла планы по переходу на новые техпроцессы и перспективные архитектуры: графическую Radeon Navi и процессорные Zen+, Zen 2 и Zen 3.

Новые процессоры, чипсет и охлаждение

Первые настольные Ryzen с графикой Vega

Сразу две модели настольных Ryzen со встроенной графикой Vega появятся в продаже 12 февраля 2018 года. Модель 2200G относится к процессорам начального сегмента Ryzen 3, а 2400G - к среднему сегменту Ryzen 5. Обе модели динамически повышают частоту на 200 и 300 МГц с базовых частот в 3,5 ГГц и 3,6 ГГц соответственно. Фактически они сменяют ультра-бюджетные модели Ryzen 3 1200 и 1400.

Блоков графики у 2200G всего 8 штук, в то время как у 2400G - на 3 больше. Частота графических ядер 2200G достигает 1 100 МГц, а 2400G - больше на 150 МГц. Каждый графический блок заключает в себе 64 шейдера.

Ядра обоих процессоров носят носят такое же кодовое имя, что и мобильные процессоры со встроенной графикой - Raven Ridge (букв. Воронья гора, горная порода в Колорадо). Но тем не менее, они подключаются в такое же LGA гнездо AMD AM4, как и все остальные процессоры Ryzen 3, 5 и 7.

Справка: Иногда AMD называет процессоры со встроенной графикой не CPU (Central Processing Unit, англ. Центральное процессорное устройство), а APU (Accelerated Processor Unit, англ. Ускоренное процессорное устройство, иначе говоря, процессор с видеоускорителем).
Настольные процессоры AMD со встроенной графикой маркируются буквой G на конце, по первой букве слова graphics (англ. графика). Мобильные процессоры и AMD и Intel маркируют буквой U на конце, по первой букве слов ultrathin (англ. ультратонкий) или ultra-low power (англ. сверхнизкое энергопотребление) соответственно.
При этом не стоит думать, что если номера моделей новых Ryzen начинаются на цифру 2, то архитектура их ядер относятся ко второму поколению микроархитектуры Zen. Это не так - эти процессоры ещё в первом поколении.

Ryzen 3 2200G Ryzen 5 2400G
Ядра 4
Потоки 4 8
Базовая частота 3,5 ГГц 3,6 ГГц
Увеличенная частота 3,7 ГГц 3,9 ГГц
Кэш 2 и 3 уровней 6 Мб 6 Мб
Блоки графики 8 11
Максимальная частота графики 1 100 МГц 1 250 МГц
Процессорное гнездо AMD AM4 (PGA)
Базовое тепловыделение 65 Вт
Переменное тепловыделение 45-65 Вт
Кодовое имя Raven Ridge
Рекомендуемая цена* 5 600 ₽ ($99) 9 500 ₽ ($99)
Дата выхода 12 февраля 2018

Новые мобильные Ryzen с графикой Vega

В прошлом году AMD уже вывела на рынок первые мобильные Ryzen под кодовым именем Raven Ridge. Всё мобильное семейство Ryzen предназначено для игровых ноутбуков, ультрабуков и гибридных планшетов-ноутбуков. Но таких моделей было всего две, по штуке в среднем и старшем сегментах: Ryzen 5 2500U и Ryzen 7 2700U. Младший сегмент пустовал, но прямо на CES 2018 компания это исправила - к мобильному семейству прибавились сразу две модели: Ryzen 3 2200U и Ryzen 3 2300U.

Вице-президент AMD Джим Андерсон демонстрирует мобильное семейство Ryzen

Процессор 2200U - первый двухъядерный ЦП из всех Ryzen, в то время как 2300U - стандартно четырёхъядерный, однако, оба они работают в четырёх потоках. При этом базовая частота у ядер 2200U - 2,5 ГГц, а у 2300U пониже - 2 ГГц. Но при возрастающих нагрузках частота обеих моделей поднимется до одного показателя - 3,4 ГГц. Впрочем, потолок мощности могут понизить производители ноутбуков, ведь им надо ещё и рассчитывать затраты энергии и продумывать систему охлаждения. Также между чипами есть разница в объёме кэша: у 2200U всего два ядра, а потому в два раза меньше кэша 1 и 2 уровней.

Графических блоков у 2200U всего 3 штуки, а вот у 2300U - в два раза больше, также как и процессорных ядер. Но разница в графических частотах не столь существенна: 1 000 МГц против 1 100 МГц.

Ryzen 3 2200U Ryzen 3 2300U Ryzen 5 2500U Ryzen 7 2700U
Ядра 2 4
Потоки 4 8
Базовая частота 2,5 ГГц 2 ГГц 2,2 ГГц
Увеличенная частота 3,4 ГГц 3,8 ГГц
Кэш 1 уровня 192 Кб (96 Кб на ядро) 384 Кб (96 Кб на ядро)
Кэш 2 уровня 1 Мб (512 Кб на ядро) 2 Мб (512 Кб на ядро)
Кэш 3 уровня 4 Мб (4 Мб на комплекс ядер)
Оперативная память Двухканальная DDR4-2400
Блоки графики 3 6 8 10
Максимальная частота графики 1 000 МГц 1 100 МГц 1 300 МГц
Процессорное гнездо AMD FP5 (BGA)
Базовое тепловыделение 15 Вт
Переменное тепловыделение 12-25 Вт
Кодовое имя Raven Ridge
Дата выхода 8 января 2018 26 октября 2018

Первые мобильные Ryzen PRO

На второй квартал 2018 года AMD запланировала выпуск мобильных версий Ryzen PRO, процессоров корпоративного уровня. Характеристики мобильных PRO идентичны потребительским версиям, за исключением Ryzen 3 2200U, который вообще не получил PRO-реализации. Отличия настольных и мобильных Ryzen PRO - в дополнительных аппаратных технологиях.

Процессоры Ryzen PRO - полные копии обычных Ryzen, но с дополнительными функциями

Например, для обеспечения безопасности используется TSME, аппаратное шифрование оперативной памяти «на лету» (у Intel есть только программное ресурсоёмкое шифрование SME). А для централизованного управления парком машин доступен открытый стандарт DASH (Desktop and mobile Architecture for System Hardware, англ. мобильная и настольная архитектура для системных устройств) - поддержка его протоколов встроена в процессор.

Ноутбуки, ультрабуки и гибридные планшеты-ноутбуки с Ryzen PRO в первую очередь должны заинтересовать компании и госучреждения, которые планируют закупить их для сотрудников.

Ryzen 3 PRO 2300U Ryzen 5 PRO 2500U Ryzen 7 PRO 2700U
Ядра 4
Потоки 4 8
Базовая частота 2 ГГц 2,2 ГГц
Увеличенная частота 3,4 ГГц 3,6 ГГц 3,8 ГГц
Кэш 1 уровня 384 Кб (96 Кб на ядро)
Кэш 2 уровня 2 Мб (512 Кб на ядро)
Кэш 3 уровня 4 Мб (4 Мб на комплекс ядер)
Оперативная память Двухканальная DDR4-2400
Блоки графики 6 8 10
Максимальная частота графики 1 100 МГц 1 300 МГц
Процессорное гнездо AMD FP5 (BGA)
Базовое тепловыделение 15 Вт
Переменное тепловыделение 12-25 Вт
Кодовое имя Raven Ridge
Дата выхода Второй квартал 2018

Новые чипсеты AMD 400-ой серии

Второму поколению Ryzen полагается второе поколение системной логики: 300-ую серию чипсетов сменяет 400-ая. Флагманом серии ожидаемо стал AMD X470, а позже выйдут более простые и дешёвые наборы схем, такие как B450. Новая логика улучшила всё, что касается оперативной памяти: снизила задержку доступа, подняла верхний предел частоты и добавила запас для разгона. Также в 400-ой серии выросла пропускная способность USB и улучшилось энергопотребление процессора, а вместе с тем - и его тепловыделение.

А вот процессорное гнездо не поменялось. Настольное гнездо AMD AM4 (и его мобильный несъёмный вариант AMD FP5) - особое преимущество компании. Во втором поколении такой же разъём, как и в первом. Не сменится он и в третьем и пятом поколениях. AMD пообещала в принципе не менять AM4 до 2020 года. А чтобы матплаты 300-ой серии (X370, B350, A320, X300 и A300) заработали с новыми Ryzen - достаточно лишь обновить BIOS. Причём помимо прямой совместимости, есть и обратная: старые процессоры будут работать на новых платах.

Gigabyte на CES 2018 уже даже показала прототип первой матплаты на новом чипсете - X470 Aorus Gaming 7 WiFi. Эта и другие платы на X470 и младших чипсетах появятся в апреле 2018 года, одновременно со вторым поколением Ryzen на архитектуре Zen+.

Новая система охлаждения

Компания AMD также представила новый кулер AMD Wraith Prism (англ. призма гнева). В то время как его предшественник Wraith Max подсвечивался одноцветным красным цветом, Wraith Prism оснащён управляемой с матплаты RGB-подсветкой по периметру вентилятора. Лопасти кулера кулера выполнены из прозрачного пластика и также подсвечиваются миллионами оттенков. Любители RGB-подсветки оценят, а ненавистники смогут её просто отключить, хотя в таком случае нивелируется смысл покупки этой модели.


Wraith Prism - полная копия Wraith Max, но с подсветкой из миллионов цветов

Остальные характеристики идентичны Wraith Max: теплотрубки прямого контакта, программные профили обдува в режиме разгона и практически бесшумная работа на 39 дБ при стандартных условиях.

Пока нет информации о том сколько Wraith Prism будет стоить, будет ли он поставляться в комплекте c процессорами и когда его можно будет купить.

Новые ноутбуки на Ryzen

Помимо мобильных процессоров, AMD также продвигает новые ноутбуки на их основе. В 2017 году на мобильных Ryzen вышли модели HP Envy x360, Lenovo Ideapad 720S и Acer Swift 3. В первом квартале 2018 к ним прибавятся серии Acer Nitro 5, Dell Inspiron 5000 и HP. Все они работают на прошлогодних мобильных Ryzen 7 2700U и Ryzen 5 2500U.

Семейство Acer Nitro представляет собой игровые машины. Линейка Nitro 5 оснащается IPS-дисплеями диагональю 15,6 дюймов и разрешением 1920 × 1080. А к некоторым моделям будет добавлен дискретный графический чип Radeon RX 560 c 16 графическими блоками внутри.

Линейка ноутбуков Dell Inspiron 5000 предлагает модели с диагональю дисплеев 15,6 и 17 дюймов, оснащённые или жёсткими дисками или твёрдотельными накопителями. Некоторые модели линейки также получат дискретную видеокарту Radeon 530 с 6 графическими блоками. Это достаточно странная конфигурация, ведь даже в интегрированной графике Ryzen 5 2500U больше графических блоков - 8 штук. Но преимущество дискретной карты может быть в более высоких тактовых частотах и отдельных чипах графической памяти (вместо секции памяти оперативной).

Снижение цен на все процессоры Ryzen

Процессор (гнездо) Ядра/Потоки Старая цена* Новая цена*
Ryzen Threadripper 1950X (TR4) 16/32 56 000 ₽ ($999) -
Ryzen Threadripper 1920X (TR4) 12/24 45 000 ₽ ($799) -
Ryzen Threadripper 1900X (TR4) 8/16 31 000 ₽ ($549) 25 000 ₽ ($449)
Ryzen 7 1800X (AM4) 8/16 28 000 ₽ ($499) 20 000 ₽ ($349)
Ryzen 7 1700X (AM4) 8/16 22 500 ₽ ($399) 17 500 ₽ ($309)
Ryzen 7 1700 (AM4) 8/16 18 500 ₽ ($329) 17 000 ₽ ($299)
Ryzen 5 1600X (AM4) 6/12 14 000 ₽ ($249) 12 500 ₽ ($219)
Ryzen 5 1600 (AM4) 6/12 12 500 ₽ ($219) 10 500 ₽ ($189)
Ryzen 5 1500X (AM4) 4/8 10 500 ₽ ($189) 9 800 ₽ ($174)
Ryzen 5 1400 (AM4) 4/8 9 500 ₽ ($169) -
Ryzen 5 2400G (AM4) 4/8 - 9 500 ₽ ($169)
Ryzen 3 2200G (AM4) 4/4 - 5 600 ₽ ($99)
Ryzen 3 1300X (AM4) 4/4 7 300 ₽ ($129) -
Ryzen 3 1200 (AM4) 4/4 6 100 ₽ ($109) -

Планы до 2020 года: графика Navi, процессоры Zen 3

2017 год для AMD стал совершенно переломным. После многолетних проблем, AMD завершила разработку ядерной микроархитектуры Zen и выпустила первое поколение ЦП: семейство ПК-процессоров Ryzen, Ryzen PRO и Ryzen Threadripper, семейство мобильных Ryzen и Ryzen PRO, а также серверное семейство EPYC. В том же году группа Radeon разработала графическую архитектуру Vega: на её основе вышли видеокарты Vega 64 и Vega 56, а а концу года ядра Vega были интегрированы в мобильные процессоры Ryzen.


Доктор Лиза Су, генеральный директор AMD, уверяет, что компания выпустит процессоры на 7 нанометров раньше 2020 года

Новинки не только привлекли интерес фанатов, но и завладели вниманием обычных потребителей и энтузиастов. Intel и NVIDIA пришлось спешно парировать: Intel выпустила шестиядерные процессоры Coffee Lake, незапланированный второй «так» архитектуры Skylake, а NVIDIA расширила 10-ую серию видеокарт на архитектуре Pascal до 12 моделей.

Слухи о дальнейших планах AMD копились весь 2017 год. До сих пор Лиза Су, гендиректор AMD, лишь отмечала, что компания планирует превысить 7-8%-ую годовую норму прироста производительности в электронной индустрии. Наконец на выставке CES 2018 компания показала «дорожную карту» не просто до конца 2018 года, а вплоть до 2020. Основа этих планов - улучшение архитектур чипов через миниатюризацию транзисторов: поступательный переход с нынешних 14 нанометров на 12 и 7 нанометров.

12 нанометров: второе поколение Ryzen на Zen+

На техпроцессе 12 нанометров базируется микроархитектура Zen+, второе поколение бренда Ryzen. Фактически новая архитектура - это доработанный Zen. Норма технологического производства заводов GlobalFoundries переводится с 14-нанометровой 14LPP (Low Power Plus, англ. низкое энергопотребление плюс) на 12-нанометровую норму 12LP (Low Power, англ. низкое энергопотребление). Новый техпроцесс 12LP должен обеспечивать чипам 10% прирост производительности.

Справка: Сеть фабрик GlobalFoundries - это бывшие производственные мощности AMD, выделенные в 2009 в отдельную компанию и объединённые с другими подрядными производителями. По доле рынка контрактного производства GlobalFoundries делит второе место с UMC, значительно уступая TSMC. Разработчики чипов - компании AMD, Qualcomm и прочие - заказывают производство как в GlobalFoundries, так и на других фабриках.

Помимо нового техпроцесса, архитектура Zen+ и чипы на её основе получат улучшенные технологии AMD Precision Boost 2 (англ. точный разгон) и AMD XFR 2 (Extended Frequency Range 2, англ. расширенный диапазон частот). В мобильных процессорах Ryzen уже можно найти Precision Boost 2 и специальную модификацию XFR - Mobile Extended Frequency Range (mXFR).

Во втором поколении выйдет семейство ПК-процессоров Ryzen, Ryzen PRO и Ryzen Threadripper, но пока нет никаких сведений об обновлении поколений мобильного семейства Ryzen и Ryzen PRO, и серверного EPYC. Зато известно, что некоторые модели процессоров Ryzen с самого начала будут иметь две модификации: с интегрированной в чип графикой и без неё. Модели начального и среднего уровней Ryzen 3 и Ryzen 5 выйдут в обоих вариантах. А высокий уровень Ryzen 7 никакой графической модификации не получит. Скорее всего, за архитектурой ядер для именно этих процессоров закреплено кодовое имя Pinnacle Ridge (букв. острый геребень горы, одна из вершин хребта Уинд-Ривер в Вайоминге).

Второе поколение Ryzen 3, 5 и 7 начнёт продаваться в апреле 2018 года вместе с чипсетами 400 серии. А второе поколение Ryzen PRO и Ryzen Threadripper припозднится до второй половины 2018 года.

7 нанометров: третье поколение Ryzen на Zen 2, дискретная графика Vega, графическое ядро Navi

В 2018 группа Radeon выпустит дискретную графику Vega для ноутбуков, ультрабуков и планшетов-ноутбуков. В AMD не делятся особыми подробностями: известно, что дискретные чипы будут работать с компактной многослойной памятью типа HBM2 (в интегрированной графике используется оперативная память). Отдельно в Radeon подчёркивают, что высота чипов памяти составит всего 1,7 мм.


Руководитель Radeon показывает интегрированную и дискретную графику Vega

И в том же 2018 году Radeon переведёт графические чипы на архитектуре Vega с техпроцесса 14 нм LPP сразу на 7 нм LP, полностью перепрыгнув 12 нм. Но сперва новые графические блоки будут поставляться только для линейки Radeon Instinct. Это отдельное семейство серверных чипов Radeon для гетерогенных вычислений: машинного обучения и искусственного интеллекта - спрос на них обеспечен развитием беспилотных авто.

И уже в конце 2018 или начале 2019 года простые потребители дождутся продукции Radeon и AMD на 7-нанометровом техпроцессе: процессоров на архитектуре Zen 2 и графики на архитектуре Navi. Причём работы по проектированию Zen 2 уже завершены.

С чипами на Zen 2 уже знакомятся партнёры AMD, которые будут создавать под Ryzen третьего поколения материнские платы и прочие компоненты. Такие темпы AMD набирает из-за того, что у компании две «перепрыгивающие» друг друга команды по разработке перспективных микроархитектур. Начали они с параллельных работ над Zen и Zen+. Когда была завершена Zen - первая команда перешла к Zen 2, а когда была завершена Zen+ - вторая команда перешла к Zen 3.

7 нанометров «плюс»: четвёртое поколение Ryzen на Zen 3

Пока один отдел AMD решает проблемы массового производства Zen 2, другой отдел уже проектирует Zen 3 на технологической норме, обозначенной как «7 нм+». Компания не раскрывает подробностей, но по косвенных данным можно предположить, что техпроцесс будет улучшен за счёт дополнения нынешней глубокой ультрафиолетовой литографии (DUV, Deep Ultraviolet) новой жёсткой ультрафиолетовой литографией (EUV, Extreme Ultraviolet) с длинной волны 13,5 нм.


GlobalFoundries уже установила новое оборудование для перехода к 5 нм

Ещё летом 2017 года один из заводов GlobalFoundries закупил более 10 литографических систем из серии TWINSCAN NXE от нидерландской ASML. С частичным применением этого оборудования в рамках того же техпроцесса 7 нм удастся ещё больше снизить энергопотребление и повысить производительность чипов. Точных метрик пока нет - потребуется ещё какое-то время на отладку новых линий и вывод их на приемлемые мощности для массового производства.

AMD рассчитывает начать организовать продажи чипов на норме «7 нм+» с процессоров на микроархитектуре Zen 3 уже до конца 2020 года.

5 нанометров: пятое и последующие поколения Ryzen на Zen 4?

Официального объявления AMD пока не делала, но можно смело спекулировать, что следующим рубежом для компании станет техпроцесс 5 нм. Опытные чипы на этой норме уже производились исследовательским альянсом компаний IBM, Samsung и GlobalFoundries. Кристаллы на техпроцессе 5 нм потребуют уже не частичного, а полноценного применения жёсткой ультрафиолетовой литографии с точностью выше 3 нм. Именно такое разрешение обеспечивают купленные GlobalFoundries модели литографической системы TWINSCAN NXE:3300B от компании ASML.


Слой толщиной в одну молекулу дисульфида молибдена (0,65 нанометра) демонстрирует ток утечки всего 25 фемтоампер/микрометр при напряжении 0,5 вольта.

Но сложность заключается ещё и в том, что на процессе 5 нм вероятно придётся сменить форму транзисторов. Давно зарекомендовавшие себя FinFET (транзисторы в форме плавника, от англ. fin) могут уступить место перспективным GAA FET (форма транзисторов с окружающими затворами, от англ. gate-all-around). На наладку и развёртывание массового производства таких чипов уйдёт ещё несколько лет. Сектор потребительской электроники вряд ли получит их раньше 2021 года.

Дальнейшее уменьшение технологических норм также возможно. Например, ещё в 2003 году корейские исследователи создали FinFET на 3 нанометра. В 2008 году в Университете Манчестра на основе графена (углеродных нанотрубок) был создан нанометровый транзистор. А инженерам-исследователям лаборатории Беркли в 2016 году покорился суб-нанометровый масштаб: в таких транзисторах может применяться как графен, так и дисульфид молибдена (MoS2). Правда, на начало 2018 года ещё не нашлось способа произвести целый чип или подложку из новых материалов.

С момента появления самых первых персональных компьютеров конкурентная борьба процессорных гигантов переживала множество обострений. Принято считать, что основным законодателем развития персоналок была компания Intel со своей архитектурой x86, хотя в те времена существовала масса других решений, многие из которых так или иначе дожили до наших дней.

Сейчас мы имеем относительно стабильную ситуацию: на рынке «больших» компьютеров правит архитектура x86, тогда как мобильные решения захвачены разработками концерна ARM. Так ждут ли нас перемены?

Вполне возможно. Развитие технологий и колебания рынка привели к ситуации, когда специалисты всерьез обсуждают возможность обострения конкуренции между процессорами ARM и x86.

Процессоры ARM впервые появились в 1978 году, когда была создана британская компания Acorn Computers. Под маркой Acorn выпускались несколько чрезвычайно популярных на местном рынке моделей персональных компьютеров на основе восьмибитных чипов MOS Tech 6502. Этот же ЦП, кстати, стоял в Apple I и II и Commodore PET.

Однако с появлением более совершенной модели 6510, которая в 1982 году стала устанавливаться в Commodore 64, линейка компьютеров Acorn, включая популярнейший образовательный BBC Micro, потеряла актуальность. Это подтолкнуло владельцев Acorn к созданию собственного процессора на базе архитектуры 6502, который позволил бы на равных конкурировать с машинами класса IBM PC.

Проект под названием Acorn RISC Machine (ARM) был создан в октябре 1983 года. Разработку возглавили Уилсон и Фербер — их основной целью было достижение низкой латентности обработки прерывания, как у MOS Technology 6502. Архитектура доступа к памяти, взятая от 6502, позволила разработчикам достичь хорошей производительности без использования дорогостоящего в реализации модуля DMA. Первый процессор был произведен компанией VLSI 26 апреля 1985 года — тогда он впервые заработал и был назван ARM1, а первые серийные процессоры под названием ARM2 стали доступны уже в 1986 году. Кристалл ARM2 состоял из 30 000 транзисторов, и эта компактность конструкции сопровождает нас до сих пор: у ARMv7 всего на 5000 транзисторов больше.

В отличие от Intel или AMD, корпорация сама ничего не производит, предпочитая продавать это право другим. Среди компаний, обладающих лицензиями, есть те же Intel и AMD, а также VIA Technologies, IBM, NVIDIA, Nintendo, Texas Instruments, Freescale, Qualcomm, Samsung и, конечно же, Apple.

До недавнего времени ARM-процессоры были 32-битными, и лишь в конце прошлого года был представлен первый процессор ARMv8, поддерживающий 64-разрядные вычисления. Он основан на ядре Cortex-A57/A53 и имеет следующие ключевые особенности: поддержка исполнения команд с изменением последовательности; 44-битная виртуальная адресация памяти; поддержка до 16 Тбайт ОЗУ (от LPDDR3 до DDR4); 48 Кбайт кеш-памяти L1 для инструкций и 32 Кбайт кеш-памяти L1 для данных; мультимедийный SIMD-движок NEON; от 128 Кбайт до 2 Мбайт кеш-памяти L2 (с поддержкой ECC); 128-бит CoreLink Interconnect (CCI-400 и CCN-504).

В отличие от процессоров ARM, основанных на базе архитектуры RISC (Reduced Instruction Set Computer), ЦПУ x86 используют CISC (Complex Instruction Set Computing, то есть полный набор инструкций), в котором каждая инструкция может выполнять сразу несколько низкоуровневых операций.

История возникновения семейства x86 началась в 1978 году, когда была представлена 16-разрядная модель Intel 8086. Сначала он работал на частоте 4,77 МГц, которая позднее была увеличена сперва до восьми, а затем до 10 МГц. Этот процессор изготавливался по 3-мкм технологии и имел 29 000 транзисторов.

Сейчас, говоря об архитектуре x86, мы подразумеваем процессоры Intel, хотя в те годы ситуация была далеко не столь проста. Дело в том, что эти чипы стали основой IBM PC, построенных по принципу открытой архитектуры. Соответственно, производить (и продавать) такие компьютеры хотели многие компании, процессоров на всех не хватало и, естественно, тут же нашлись специалисты, научившиеся копировать дефицитные микросхемы. Происходило это во всем мире, не исключая СССР - отечественные инженеры смогли создать чип КР1834ВМ86, не уступавший заокеанскому аналогу.

Впрочем, 32-битными процессоры x86 стали лишь в 1985 году, когда был представлен первый 80386. В 1989 году Intel выпустила скалярный (то есть выполняющий одну операцию за один такт) чип i486, в котором появились встроенная кэш-память и блок вычислений с плавающей запятой FPU. Процессоры Pentium, представленные в 1993 году, стали суперскалярными (то есть выполняющими несколько операций за такт) и суперконвейерными (в них было два конвейера).

Формально главным отличием линеек ARM и x86 является набор инструкций RISC и CISC. Однако начиная с модификации Intel 486DX, микросхемы x86, сохраняя совместимость со всеми предыдущими наборами команд, демонстрируют максимальную производительность лишь с ограниченным набором простых инструкций, который напоминает пресловутый набор RISC-команд. Впрочем, есть и другие отличия - так, сейчас x86 являются универсальными ЦПУ, имеющими множество блоков и модулей, предназначенных для реализации любых поставленных задач, начиная от обработки текстовых файлов и заканчивая работой с трехмерной графикой. В то же время ARM, ориентированные на использование в смартфонах, планшетах и других портативных устройствах имеют другие возможности и ориентированы на иные цели.

Разумеется, если сравнивать топовые модификации x86 и ARM, результат окажется плачевным для последних, ибо вычислительная мощность Core i7 существенно превосходит скромные возможности новейшего Apple A7. Однако на рынке мобильных устройств ситуация далеко не столь однозначна. Все, что может предложить Intel, это семейство процессоров Atom, тогда как ведущие компании успешно осваивают выпуск довольно мощных решений на ядре Cortex A-53 и A-57.

Интересно, что если большинство «настольных» процессоров Intel используют внеочередное выполнение команд, Atom работает по принципу последовательного исполнения инструкций. Неудивительно, ведь в его основе лежит модифицированное ядро, унаследованное от первых Pentium. Чип адаптировали под новый техпроцесс, добавили возможность исполнения 64-битного кода и мультимедийных инструкций, а также кэш-память второго уровня и поддержку многопоточного исполнения (SMT, аналог Hyper-threading). Однако как говорилось выше, для удешевления конструкции было решено отказаться от внеочередного исполнения команд, что не лучшим образом сказалось на производительности данного решения.

Переломным моментом может стать решение Intel, озвученное исполнительным директором корпорации Полом Отеллини (Paul Otellini) на ежегодной встрече с инвесторами в Санта Клара. По его словам, уже сейчас многие отраслевые специалисты интересуются, на какую долю рынка смартфонов и планшетов рассчитывает Intel. Соответственно, теперь основная задача компании сделать свои чипы привлекательными настолько, чтобы основные игроки рынка больше не смогли их игнорировать. Например, компания Apple использует процессоры Intel только в своих ноутбуках и настольных ПК, а в смартфонах и планшетах использует ARM-чипы собственной разработки. В Intel надеются, что в скором времени ситуация изменится в их пользу. Такая уверенность базируется на применении передовых технологий и огромном научно-производственном потенциале компании.

Конечно, это всего лишь слова - даже такой могущественной корпорации будет очень сложно догнать конкурентов, несколько десятилетий успешно работающих в сфере мобильных технологий. Однако оснований для оптимизма по завоеванию мобильного рынка у компании Intel более чем достаточно.

Преимущество может заключаться в том, что разрабатываемые Intel решения для мобильных устройств опираются на ту же архитектуру, что и в настольных процессорах, обеспечивая тем самым высокую производительность, а планируемый в этом году переход к 14-нм технологиям должен раз и навсегда решить проблему энергопотребления.

В то же время тайваньская компания MediaTek, известная недорогими решениями для смартфонов и планшетных компьютеров, анонсировала в этом году новую платформу для устройств указанных типов - MT6595. В новом чипсете используется концепция ARM big.LITTLTE, подразумевающая применение кластеров из процессорных ядер. В MT6595 предусмотрены четыре мощных ядра ARM Cotrex-A17, а также четыре экономичных ядра Cortex-A7. Судя по всему, все ядра могут работать параллельно - это одна их самых сложных реализаций ARM big.LITTLTE. За обработку графики в MT6595 отвечает ускоритель PowerVR Series 6 от Imagination Technologies.

Так стоит ли нам ожидать в ближайшее время обострение конкурентной борьбы между семействами процессоров ARM и x86? Вопрос довольно сложный. С одной стороны, Intel при желании, скорее всего, сможет модернизировать свои решения на базе Atom, доведя их до совершенства, с другой - не факт, что это сможет заинтересовать производителей популярных смартфонов и планшетов. Дело в том, что производственные мощности компании не безграничны, тогда как выпуск процессоров с ARM-архитектурой рассредоточен по всему миру. Рынок мобильных устройств, выпускаемых сейчас, исчисляется миллиардами, поэтому Intel, с ее нежеланием лицензировать свои решения, скорее всего, просто не сможет обеспечить требуемое количество процессоров - такая ситуация уже возникала в конце прошлого века.

В статье описано как компилировать ядро FreeBSD. При правильной конфигурации размер ядра может намного уменьшиться.
Для того, чтобы вы могли скомпилировать свое ядро вам надо было с диска установить

src — Source for everything but encryption

и потом выбрать

sys — /usr/src/sys (FreeBSD kernel)

.
Доставить можно через /stand/sysinstall.
Считаем, что исходники ядра вы установили.
Под пользователем root идем в папку /usr/src/sys/i386/conf.
Копируем файл GENERIC, например в mykernel. Полученный файл и будем править.
Если у вас машина Pentium4, то советую сразу закоментировать строки:

cpu I386_CPU
cpu I486_CPU
cpu I586_CPU

пусть наша машина будет настроена на определенный процессор и не распыляется на всякую фигню 😉
Можно отключить не используемы устройства, что уменьшит размер ядра и соответсвенно нагрузку на процессор. Посмотреть какие у вас устройства можно коамандой dmesg, после загрузки компьютера.
Так же можно добавить устройства, которые по умолчанию не поддерживаются в ядре. Более подробно устройства описаны в файл LINT для FreeBSD ветки 4.х, и в файле NOTES для FreeBSD ветки 5.х.

После того как мы отредактировали наш файл, можно приступить к его компиляции.
Нам надо будет выполнить следующие команды:

config mykernel - конфигурим ядро
cd ../../compile/mykernel
make depend
make
make install - устанавливаем ядро

Если все прошло удачно, то все что нам надо это перезагрузиться.

P.S. Советую перед эксперементами сохранить нормальное ядро, например под именем kernel.good и тогда если не загрузилось наше новое ядро, мы вместо kernel.old указажем boot kernel.good. Это предлагаю сделать, потмоу что при новом собирании ядра наш kernel.old перезапишется например не рабочим ядром и мы вообще не сможем загрузиться.

P.P.S. Сохранение хорошего рабочего ядра:
Для FreeBSD 4.x — команда cp /kernel /kernel.good
Для FreeBSD 5.x — команда cp -R /boot/kernel /boot/kernel.good

Второй способ обновления ядра:
Перейдите в каталог /usr/src.
# cd /usr/src

Соберите ядро.
# make buildkernel KERNCONF=MYKERNEL

Установите новое ядро.
# make installkernel KERNCONF=MYKERNEL

Замечание: Этот способ построения требует наличия всех исходных файлов систем. Если вы только установили исходные файлы ядра, то используйте традиционный способ, как описано выше.

MYKERNEL — конфигурационный файл вашего ядра, который для i386 находится в папке /usr/src/sys/i386/conf. Если не указывать параметр KERNCONF, то соберется ядро GENERIC.

Июнь 3, 2015 12:15 пп 2 161 views | Комментариев нет

Операционная система FreeBSD 10.1 по умолчанию использует ядро GENERIC. Эта стандартная конфигурация используется для поддержки большого количества аппаратных средств из коробки. Компиляция пользовательского ядра, в свою очередь, позволяет повысить безопасность, увеличить функциональность и улучшить производительность сервера.

Для этого FreeBSD использует две ветки кода: стабильную и текущую. Стабильная ветка – это последний релиз кода, готовый к производству. Текущая ветка – это последний релиз кода от команды разработчиков, который предоставляет передовые функции, но при этом более уязвим к ошибкам и нестабильностям системы. В данном руководстве используется стабильная ветка кода.

Это руководство покажет, как выполнить пользовательскую компиляцию ядра FreeBSD.

Требования

1: Загрузка исходного кода ядра

Сначала нужно загрузить исходный код операционной системы.

FreeBSD, как и многие другие дистрибутивы UNIX, предоставляет публичный доступ к своему коду для скачивания и модификации. Для того, чтобы перекомпилировать ядро, сначала нужно скачать исходный код из системы контроля версий FreeBSD.

Для хранения кодов команда FreeBSD использует репозиторий Subversion, потому для начала нужно установить бинарный порт Subversion.

sudo pkg install subversion

По умолчанию система FreeBSD использует оболочку tcsh, которая использует внутреннюю хэш-таблицу команд в $PATH. После установки Subversion нужно выполнить команду rehash, благодаря которой система повторно читает конфигурационные файлы.

Теперь найдите копию последней стабильной ветки в каталоге /usr/src.

sudo svn co https://svn0.us-east.FreeBSD.org/base/stable/10 /usr/src

Возможно, система предложит принять сертификат сервера. Чтобы принять его, введите p, убедившись, что контрольная сумма файла (или fingerprint) совпадает с суммой, указанной внизу этой страницы .

2: Пользовательская настройка ядра

Теперь можно приступать к настройке ядра системы.

Согласно конвенции об именах конфигурационных файлов ядра, имя ядра должно записываться в верхнем регистре. В данном руководстве этот файл будет называться EXAMPLE. Настройки ядра хранятся в каталоге /usr/src/sys/architecture/conf; допустим, используется архитектура AMD64.

Откройте конфигурационный каталог:

cd /usr/src/sys/amd64/conf

Создайте файл EXAMPLE и откройте его для редактирования в любом текстовом редакторе (в данном случае используется ее):

Ядро GENERIC поддерживает огромное количество различной аппаратуры; ядро EXAMPLE поддерживает только оборудование, необходимое для запуска сервера, все стандартные и ненужные устройства удалены. Также EXAMPLE поддерживает фаервол для фильтрации пакетов (pf), шейпинг трафика (altq), шифрование файловой системы (geom_eli) и безопасность IP (IPsec).

Примечание : Подробнее об опциях можно прочесть в документации FreeBSD . Попробуйте самостоятельно написать код для ядра.

3: Сборка и установка ядра

Создав пользовательские конфигурации ядра, нужно собрать и перекомпилировать его.

Вернитесь в каталог /usr/src и выполните команду make buildkernel, используя новый конфигурационный файл:

cd /usr/src
sudo make buildkernel KERNCONF=EXAMPLE

Это может занять некоторое время в зависимости от объёма ресурсов сервера (в среднем сервер в 1GB компилируется 90 минут).

После завершения перекомпиляции установите новое ядро:

sudo make installkernel KERNCONF=EXAMPLE

Затем перезапустите систему.

sudo shutdown -r now

После этого сервер отключит текущие сервисы, синхронизирует диски и обновит ядро.

После перезагрузки сервера войдите в систему. При помощи следующей команды убедитесь, что конфигурационный файл ядра используется системой.

sysctl kern.conftxt | grep ident

На экране должен появиться такой результат:

Настройка и перекомпиляция ядра выполнена успешно.

Tags: ,

Дистрибутив фрюхи часто называют самым подходящим для решения прикладных сетевых задач в локальной сети. Сегодня мы займемся решением одной из сетевых задач — настройкой шлюза на Freebsd 10 для доступа в интернет из локалки. Это простой, популярный и востребованный функционал сервера, который можно расширять дополнительными возможностями.

Будем использовать следующую версию системы для решения нашей задачи по настройке шлюза:

# uname -v FreeBSD 10.2-RELEASE-p8 #0 r292756M: Sat Dec 26 22:49:34 MSK 2015 root@freebsd:/usr/obj/usr/src/sys/GENERIC

На сервере установлены 2 сетевые карты:

  • hn0 внешний интерфейс, получает интернет от провайдера, настройки по dhcp
  • hn1 — локальная сеть, адрес 10.20.30.1, установлен вручную

В нашу задачу по настройке программного freebsd роутера будет входить настройка маршрутизации на сервере, установка и настройка ipfw, включение nat, настройка локального dhcp и dns сервера.

Подготовка сервера к настройке шлюза

Информацию о выданных leases dhcp сервера dnsmasq можно посмотреть в файле /var/db/dnsmasq.leases .

Анализ сетевой активности в freebsd с помощью iftop

Иногда хочется посмотреть, что происходит на роутере и кто использует интернет в данный момент. По-умолчанию, в системе нет готового средства для получения этой информации. На помощь нам придет простая программа iftop, которая позволяет в режиме реального времени посмотреть активность на сетевом интерфейсе.

Устанавливаем iftop на настроенный Freebsd шлюз:

# pkg install iftop

Запускаем iftop с указанием интерфейса и отображением используемых портов:

# iftop -i hn1 -P

Видим любопытную картину — кто, куда, по какому порту и с какой скоростью лезет.

Я для примера на одном из компьютеров запустил генератор трафика интернета. Он занял почти весь канал и это стало отлично видно на роутере с помощью iftop. Конечно, эта простая утилита не решает всех вопросов по мониторингу сетевой активности, но для представления текущей картины подходит, если вам не нужно что-то большее.

Заключение

Подведем итог того, что сделали. За короткое время настроили полноценный шлюз (по сути программный роутер) на базе Freebsd 10 для обеспечения выхода в интернет клиентов за сервером. При этом обеспечили автоматическое получение настроек. Даже на скромном виртуальном сервере такой шлюз способен переварить достаточно большой траффик.

Вся настройка занимает буквально 10-15 минут. Основное время уходит на сборку ядра. Чем выше версия Freebsd, тем дольше оно собирается, несмотря на то, что скорости железа существенно возрастают.

Пройдемся по пунктам и разберемся с тем, что конкретно мы сделали:

  1. Подготовили сервер к настройке шлюза.
  2. Пересобрали ядро с необходимыми параметрами.
  3. Настроили ipfw и nat, включили маршрутизацию.
  4. Установили и настроили dnsmasq для раздачи сетевых настроек по dhcp и dns сервера.
  5. Установили iftop для простейшего анализа сетевой активности на внешнем интерфейсе.

Этого достаточно для полноценной работы шлюза на Freebsd 10. Если есть необходимость подсчета пользовательского траффика или ограничения доступа к определенным ресурсам, можно к нему.



Есть вопросы?

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: