Amd, IBM и Intel указывают путь к новым процессорам

На прошлой неделе на конференции Hot Chips мы много слышали о процессорах, которые увидим в следующем году: AMD представила архитектуру Zen, а IBM сосредоточилась на процессоре Power9. В то же время Intel предоставила некоторые дополнительные сведения о уже поставляемых чипах Skylake (7-го поколения Core) и новых версиях Kaby Lake.

AMD Zen

AMD немного подробнее рассказала об архитектуре Zen, анонсированной на прошлой неделе. Как уже было отмечено, первый чип, использующий эту архитектуру, будет иметь кодовое название Summit Ridge и будет представлять собой 8-ядерный 16-поточный процессор, предназначенный для рынка настольных компьютеров. Объем продаж ожидается в первом квартале 2017 года, а во втором квартале следующего года - 16-ядерный 32-поточный чип под названием Naples, предназначенный для серверов. Оба они, очевидно, будут построены GlobalFoundries на 14-нм процессе.

AMD дала более подробную информацию о микроархитектуре, которая лежит в основе каждого ядра, в том числе о том, как новое ядро ​​обеспечивает улучшенное предсказание ветвлений, большой кэш операций, большие инструкции, более быстрые кеши, больше возможностей планирования и одновременную многопоточность (SMT), позволяя запустить два потоков на ядро. Комбинация, по словам компании, должна дать Zen 40-процентное улучшение инструкций за такт по сравнению с его предыдущим ядром экскаватора.

Комплекс ЦП использует четыре из этих ядер, каждое с 512 КБ кэш-памяти второго уровня, плюс 8 МБ 16-полосного ассоциативного общего кэша третьего уровня. Короче говоря, он должен быть намного более конкурентоспособным с текущими предложениями Intel для целочисленных приложений. Он имеет поддержку расширений AVX2 в дополнение ко всем устаревшим инструкциям AVX и SSE. Существует два модуля с плавающей запятой, каждый с отдельным умножением и сложением каналов, которые могут быть объединены для 128-разрядных объединенных команд умножения-сложения (FMAC), но эти два модуля нельзя объединить для обработки 256-битных инструкций AVX2 в одном шаг как с процессорами Intel Core.

В своих первоначальных реализациях Zen выглядит конкурентоспособным для настольных компьютеров среднего и низкого и среднего уровня; Я думаю, что это только поможет рынку Intel иметь реального конкурента, особенно для серверов Xeon.

IBM Power 9

На другом конце рынка для высокопроизводительных и высокопроизводительных вычислений IBM обнародовала дополнительные сведения о своем семействе Power9, которое должно появиться во второй половине следующего года. Эти чипы предназначены для производства по 14 нм процессу и состоят из примерно 8 миллиардов транзисторов.

По словам IBM, Power9 обладает новой микроархитектурой, которая обеспечивает более высокую производительность на поток, с чипами до 24 ядер и 120 МБ кэш-памяти 3-го уровня. Это включает в себя новую архитектуру набора команд, известную как Power ISA v. 3.0, с поддержкой четвертой точности с плавающей запятой и поддержкой 128-битного десятичного целого числа, разработанную для лучшей поддержки улучшенных арифметических и SIMD-команд. IBM подчеркнула, что конвейеры в каждом ядре теперь короче и эффективнее, чтобы обеспечить более высокую производительность за цикл, а также снизить задержку. Он включает в себя высокопроизводительную матрицу на чипе со скоростью более 7 ТБ / с, а также поддержку 48 линий PCIe 4 и Nvidia NV Link 2.0.

Я подумал, что одна из самых интересных особенностей этого проекта - то, что он будет доступен с 24 ядрами с 4 потоками на ядро, разработанными для Linux; или с 12 ядрами по 8 потоков на ядро, разработанными для экосистемы PowerVM, которые используются главным образом в проприетарном программном обеспечении IBM. Каждый из них будет доступен в версии, оптимизированной для стандартных масштабируемых вычислений с двумя сокетами, и в версии, предназначенной для масштабированных вычислений с несколькими сокетами и буферизованной памятью. Это составляет в общей сложности четыре запланированных внедрения между второй половиной 2017 года и концом 2018 года.

Intel Skylake и Kaby Lake

В Hot Chips Intel в основном сосредоточилась на Skylake, архитектуре Core 6-го поколения, которая появилась в продаже год назад.

Большинство деталей чипа хорошо известны, но Intel подчеркнула, что он включает в себя поддержку улучшенных команд на тактовую частоту и энергоэффективности, с такими функциями, как поддержка более быстрой памяти DDR4, улучшенная согласованная внутренняя структура и новая встроенная архитектура кеша DRAM., что позволяет более быструю графику, но также может использоваться в других функциях. Одна из этих новых функций называется Speed ​​Shift и представляет собой новый способ, позволяющий процессору работать на более высокой скорости в течение короткого периода времени в рамках режима Turbo. Он также добавляет механизм шифрования памяти как часть функции безопасности Intel Guard Guard Extension (SGX).

Что касается графики, Skylake теперь поддерживает от 24 до 72 «исполнительных блоков», а также поддерживает новые стандарты, такие как Direct X 12, Vulkan, Metal и Open CL 2.0. Intel заявила, что это позволило обеспечить до 1 терафлоп компьютера в графической системе.

Системы Skylake широко доступны. Фактически, Intel объявила о следующем шаге, архитектуре Core 7-го поколения, известной как Kaby Lake. Kaby Lake был анонсирован на Intel Developer Forum ранее в этом месяце, но компания дала более подробную информацию о первых конкретных продуктах.

Этой осенью Intel выпустит шесть чипов, три из которых потребляют 4, 5 Вт и предназначены для самых тонких планшетов и 2-в-1 (фирменные m3, i5 и i7, как часть серии Y), и три - по 15 Вт., предназначенный для более традиционных ноутбуков (серия U). Все они двухъядерные / четырехходовые. Запчасти для настольных компьютеров, рабочих станций и ноутбуков для предприятий должны появиться в начале следующего года.

Большое изменение здесь, кажется, новый процесс, который Intel называет 14nm +, который включает в себя большую высоту ребра и больший шаг затвора, так что на самом деле он немного менее плотный, чем в предыдущих версиях. Intel говорит, что это также включает улучшенную нагрузку на транзисторный канал. Преимущество здесь в том, что это позволяет новым чипам работать в более быстром турбо-режиме, а улучшенная версия технологии Speed ​​Shift позволяет ему переходить на более высокую скорость еще быстрее. Например, новейшая версия 4, 5-ваттного ядра i7 (i7-7Y25) имеет базовую скорость 1, 3 ГГц, но теперь она может подниматься до 3, 6 ГГц за короткие промежутки времени по сравнению с 3, 1 ГГц для текущего m7 -6Y75. В целом, Intel заявляет о 12-процентном увеличении производительности процессов с 19-процентным увеличением производительности сети.

Единственное другое реальное отличие - это новая видеосистема, которая включает в себя полное аппаратное ускорение для 10-битного кодирования и декодирования 4K и HEVC, а также для декодирования в формате Google VP9. Intel заявила, что новые чипы могут кодировать и декодировать видео в формате HEVC 4K в режиме реального времени и поддерживать 9, 5 часов воспроизведения видео в формате 4K с использованием HEVC.

Intel подчеркнула, сколько чипов изменилось за последнее десятилетие: от 65-нм процессора Merom в 2006 году до сегодняшнего Skylake. Современные чипы работают в 3-5 раз быстрее, поддерживая системы, которые используют половину общей мощности настольных компьютеров (TDP) более ранних систем, что повышает их эффективность в 10 раз. В целом, по словам Intel, сегодняшние чипы в 5 раз плотнее, чем предыдущие, что, хотя и не соответствует традиционному масштабированию по закону Мура, все еще впечатляет.