„Amd“ ir „Intel“ atveria grafikos priekį procesoriaus mūšyje

Pastarųjų pranešimų serijoje „Intel“ ir AMD atskirai pristatė keletą svarbių pakeitimų savo x86 procesorių architektūroje, kurie žada pakeisti tai, kaip x86 procesoriai bus naudojami per ateinančius kelerius metus.

Praėjusią savaitę AMD paskelbė apie naują atminties architektūrą, kuria siekiama suartinti CPU ir GPU kompiuterius. „Intel“ atskleidė naują akcentavimą tobulinti savo pozicijas tradicinėje kompiuterio grafikoje. Vakar „Intel“ paskelbė visiškai naują mikroarchitektūros versiją savo „Atom“ serijos procesoriams, tokią, kuri turėtų padaryti šiuos lustus daug galingesnius ir potencialiai užpildyti atotrūkį tarp „Atom“ ir bendrovės labiau integruotos „Core“ procesorių šeimos.

AMD naujoji atminties architektūra

AMD pranešimas apie tai, ką ji vadina nevienalytine vienoda atminties prieiga (hUMA), nebuvo didelė staigmena, nes kompanija ilgą laiką kalbėjo apie heterogeninių sistemų architektūrą (HSA).

Koncepcija yra gana paprasta. Net mikroschemoje, kurioje yra ir CPU, ir grafikos apdorojimas (GPU), tame pačiame diske, kaip ir AMD spartintuose procesoriuose (APU), CPU ir grafikos naudojama atmintis liko atskiruose telkiniuose. Nors fiziškai yra ta pati atmintis, CPU ir GPU naudoja skirtingus rodykles į atmintį. Norėdami naudoti GPU skaičiavimui, programa turi nukopijuoti duomenis iš atminties dalies, kurią naudoja CPU, į tą dalį, kurią naudoja grafika, atlikti skaičiavimus ir vėl nukopijuoti. Visa tai reikalauja laiko. Turint tikrą vieningą atminties sistemą, apimančią grafiką, to neprireiks.

AMD tai daro kaip HSA fondo, kurį sudaro ARM, „Qualcomm“, „Samsung“, „Texas Instruments“, „MediaTek“ ir „Imagination“, dalį. Visų pirma, šis metodas naudoja programinės įrangos veikimo laiką, vadinamą HSAIL, ir sąsajų rinkinį HSA pagreitintoms programoms.

Šią savaitę AMD išsamiai aprašė, kaip CPU ir GPU savo hUMA architektūroje gali dinamiškai paskirstyti atmintį iš visos atminties vietos ir naudoti ją kartu su ta pačia virtualia adresų schema. Atmintis bus nuosekli dvikryptė, todėl bet kokius procesoriaus ar GPU atliktus atminties atnaujinimus matys kiti apdorojimo elementai. Dabar GPU palaikys aptinkamą atmintį su virtualiais puslapiais, todėl gali veikti su didesniais duomenų rinkiniais (šiuo metu veikia procesoriai). Idėja yra ta, kad procesorius ir GPU gali veikti efektyviau. AMD teigė, kad kūrėjai galės parašyti HSA pagreitintas programas, naudodami standartines programavimo kalbas, tokias kaip Python, C ++ ir Java.

AMD nėra vienintelė įmonė, kuri nevienalytę kompiuteriją laiko svarbia, o HSA fondas taip pat turi konkurentus. „Nvidia“ buvo didelis šalininkas to, ką anksčiau vadindavo GP-GPU, stumdamas savo CUDA API ir žadėdamas, kad būsima jos grafikos procesorių versija palaikys vieningą atmintį. Kelios didžiosios programinės įrangos platformos turi savo alternatyvas: „Microsoft“ „DirectCompute“ plėtiniai iki „DirectX“ GP-GPU skaičiavimui ir „Google“ „Renderscript“ API nevienalyčiam skaičiavimui. Galbūt svarbiausia, kad „Khronos“ grupė, pramonės konsorciumas, reklamuoja „OpenCL“ standartą.

Didelis klausimas bus, kuris iš šių standartų pritrauks kūrėjus. Pirmasis AMD procesorius, palaikantis „hUMA“, bus „Kaveri“ procesorius, kuris bus pristatytas iki 2013 m. Pabaigos (nors greičiausiai nebus sistemose iki kitų metų pradžios). AMD taip pat teikia APU „PlayStation 4“ ir yra gandai, kad tiekia APU ir naujos kartos „Xbox“. Panašu, kad kiti HSA fondo nariai taip pat galėjo naudoti „HUMA“ architektūrą, nors dar niekas nepaskelbė apie tokius dizainus. Kartu to gali pakakti, kad būtų sukurta kritinė masė kūrėjams ir įrankiams, ir jei taip, tai gali pasirodyti labai svarbu.

„Intel“ sumažina „Haswell“ grafikos darbus

Praėjusios savaitės pabaigoje „Intel“ atskleidė daugiau informacijos apie ateinantį 4-osios kartos branduolio procesorių, 22 nm produktą, žinomą kaip Haswellas. Anksčiau „Intel“ atskleidė daugybę naujų „Haswell“ funkcijų, įskaitant naujas AVX2 instrukcijas, skirtas darbui su didesniais sveikaisiais skaičiaus vektoriais, ir sulydyto multiplikavimo (FMA) instrukcijas slankiojo kablelio atžvilgiu. Tai yra tai, ko galutiniai vartotojai greičiausiai nemato, išskyrus geresnio našumo gana specializuotų darbo krūvių prasme.

Įdomiausia naujojo pranešimo tema yra dėmesys grafikai - tai sritis, kurioje neabejotinai pirmavo konkurentai „AMD“ ir „Nvidia“.

Tačiau „Intel“ žengia keletą didelių žingsnių su „Haswell“ procesoriais. „Intel“ jau seniai teigė, kad kai kurių „Haswell“ modelių štampuose bus daugiau grafikos, įskaitant aukštos klasės versiją, vadinamą GT3. Iš tikrųjų tai tik papildomi grafikos instrukcijų vienetai, viršijantys dabartinių „Ivy Bridge“ procesorių sumas. Tai savaime yra didelis pokytis, turint omenyje, kad „Intel“ savo produktuose paprastai skyrė daugiau vietos procesoriaus vietai, o konkuruojantys AMD APU skyrė daugiau vietos grafikai.

Tačiau „Intel“ neseniai pademonstravo dar vieną variantą, vadinamą GT3e grafika, prie kurio pridedamas antrasis paketas, kuriame yra 128 MB įdėto DRAM, į paketą, kuriame yra „Haswell die“, ir skirtas pagreitinti grafikos efektyvumą. Praėjusią savaitę „Intel“ paskelbė, kad greitesnės „GT3“ grafikos versijos dabar bus vadinamos „Iris“, o tos, kuriose yra įdėta DRAM, bus vadinamos „Iris Pro“, nes „Intel“ tikisi įgyti naujų prekės ženklų pranašumų dėl naujų grafikos lygių.

Visų pirma, „Haswell“ linija bus segmentuojama su versijomis, turinčiomis nedaug grafikos (GT1), vadinamą HD grafika; su GT2 grafika (atitinkančia „Ivy Bridge“ linijos pranašumą), vadinama „HD Graphics“ nuo 4200 iki 4600, atsižvelgiant į greitį; su GT3 grafika, bet veikianti 15 vatų, vadinama HD Graphics 5000; Tos dalys, kurių „GT3“ grafika veikia 28 vatai ir daugiau, dabar bus vadinamos „Intel Iris Graphics 5100“; ir tuos, kurie turi „GT3e“ grafiką ir įterptąją grafiką, vadinamą „Iris Pro 5200.“ („Intel“ niekada nebuvo tokia, kuri įvardytų paprastumą.)

„Intel“ dalių numeriai išlieka sudėtingi, tačiau atkreipkite dėmesį, kad dalies numeris, prasidedantis 4, rodo Haswellą, o vienas, prasidedantis 3, rodo „Ivy Bridge“. Bendrovė naudoja MQ norėdama nurodyti standartines GT3 nešiojamojo kompiuterio dalis, o HQ nurodo dalis, kuriose yra įdėta DRAM.

Skelbimo metu „Intel“ pasidalino naujų dalių našumo numeriais, parodydama reikšmingą našumo pagerėjimą, palyginti su esamais bendrovės procesoriais. „Intel“ parodė skaičius, rodančius, kad „Ultrabook“ našumas gali būti iki 1, 5 karto didesnis nei ankstesnės kartos, naudojant beveik tokį patį energijos suvartojimą (ir dvigubai didesnį našumą naudojant didesnės galios lustą, skirtą šiek tiek didesniems nešiojamiesiems kompiuteriams, turintiems 14 colių ir didesnius ekranus), dvigubai didesnę grafiką. našumas tradiciniuose nešiojamuosiuose kompiuteriuose ir beveik tris kartus didesnis nei darbastalio sistemose.

„Intel“ sako, kad naujosios „Iris“ ir „Iris Pro“ grafikos yra palyginamos su atskirais GPU ir tai yra didelis dalykas. (Kaip visada, aš naudoju visus spektaklio numerius su druska su grūdais, kol iš tikrųjų galiu išbandyti gaminius.) Esu tikras, kad žaidimų ir darbo vietų programose vis tiek bus daug geresnio našumo atskirtų AMD ir Nvidia darbalaukio grafikos dalių, tačiau Paprastai tos dalys naudoja daug energijos. Viso dydžio nešiojamuosiuose kompiuteriuose, kur energijos paketas yra daug mažesnis, svarbesnė grafika, bet vis dar egzistuoja didelė diskrečios grafikos rinka. Panašu, kad „Intel“ taikosi į tą rinką. „Ultrabooks“ ir kitiems ploniems nešiojamiesiems kompiuteriams paprastai nereikėjo galios diskrečiai grafikai paleisti, todėl patobulinta patobulinta grafika yra laukiama.

„Intel“ naujoji „Atom“ mikroarchitektūra

Vis dėlto daugeliu atžvilgių didžiausias „Intel“ pranešimas buvo jos mažos galios architektūra, kuria siekiama pakeisti architektūrą, naudojamą dabartinėje bendrovės „Atom“ architektūroje. „Atom“ šeima dažniausiai žinoma dėl to, kad naudojama mobiliuosiuose įrenginiuose, tokiuose kaip planšetiniai kompiuteriai ir, kiek mažiau, keli išmanieji telefonai. Naujoji architektūra, vadinama „Silvermont“, taip pat skirta įvairiems duomenų centrams ir įterptoms rinkoms.

Architektūra reiškia didelį pokytį. Vietoj užsakymo vykdymo variklio, naudojamo ankstesnėse „Atom“ architektūros versijose, įskaitant „Saltwell“ architektūrą, naudojamą dabartinėse firmos 32 nm „Atom“ versijose, „Silvermont“ prideda ne pagal užsakymą vykdomą variklį, tokį, koks naudojamas „Intel“ „Core“ ir „Xeon“ procesoriuose.. Tai turėtų žymiai pagerinti programų apdorojimą viena gija. Ji siūlo naują sistemos audinio architektūrą, sukurtą iki aštuonių branduolių mastelio (greičiausiai tokioms programoms kaip mikro serveriai). Galiausiai pridedamos naujos instrukcijos (kad jos atitiktų tas, kurios naudojamos „Core“ procesorių Westmere versijoje) ir naujos saugos ir virtualizacijos technologijos.

Naujojoje architektūroje yra modulinis dizainas, pagrįstas moduliais, kuriuose yra du branduoliai, 1 MB bendro naudojimo L2 talpyklos (labai mažas delsos laikas, didelis pralaidumas) ir speciali „nuo taško“ sąsaja su „SoC“ audiniu. Atkreipkite dėmesį, kad tai pakeičia daugelio sriegių sąvoką, kurią „Intel“ labai rėmė, ir iš tikrųjų tai skamba panašiai kaip AMD modulinis požiūris, naudojamas dabartinėse darbalaukio ir serverio mikroschemose. (Vis dėlto „Intel“ paaiškino, kad tai nėra tas pats dalykas; AMD moduliai turi daugiau dalykų, įskaitant slankiojo kablelio reikšmes.) Modulius galima derinti iki aštuonių branduolių.

Dėl energijos sunaudojimo „Intel“ sako, kad naujoji architektūra leidžia platesnį dinaminį galios diapazoną ir kiekvienam branduoliui suteikia savo nepriklausomą dažnio ir galios valdymą, leisdama kiekvienam judėti aukštyn ir žemyn vykdant našumą ir energiją. (Priešingai nei mobilieji procesoriai, tai labiau panašu į tai, ką „Qualcomm“ naudoja su savo „Krait“ branduoliais, nei įprastesnį „ARM big.LITTLE“ derinį.) Jis taip pat skirtas patobulintam energijos valdymui ir greitesniam įjungimui ir išėjimui iš budėjimo režimo, ypatybėms, kurios yra ypač svarbios. mobiliųjų telefonų rinkoje.

Bendrovė sako, kad ji gali geriau sureguliuoti galią tarp procesoriaus branduolio ir kitų elementų, tokių kaip grafika, leidžianti sudėtingesnį „burst“ režimo įgyvendinimą.

Apskritai, „Intel“ sako, kad naujoji architektūra ir perėjimas prie 22 nm ilgio „FinFet SoC“ proceso turėtų leisti lustus, kurių našumas yra tris kartus didesnis arba penkis kartus mažesnė nei dabartinių „Atom“ lustų. Apskritai, „Intel“ teigė, kad jo „efektyvus“ dviejų branduolių jungiklis gali aplenkti neveiksmingą dabartinį keturių branduolių procesorių esant ribotai galiai. (Vėlgi, kaip visada, lauksiu, kol produktai tai įvertins.)

Kaip ir dabartinė „Atom“ linija, „Silvermont“ architektūra greičiausiai bus naudojama įvairiuose procesoriuose, pradedant nuo tų, kurie skirti mobiliesiems įrenginiams, ir baigiant didesnėmis sistemomis. Tai turėtų apimti „Avoton“, skirtą mikro serveriams, „Rangely“, skirtą tinklo įrenginiams, „Merrifield“, skirtą išmaniesiems telefonams, ir „Bay Trail“, skirtą planšetiniams kompiuteriams ir konvertuojamiesiems. Iš jų dažniausiai laukiama „22nm Bay Trail“ platforma, kurią „Intel“ tikisi laiku įsigyti rinkoje, kad planšetinius kompiuterius būtų galima įsigyti iki atostogų sezono, o daugiau informacijos būtų pateikta netrukus.

Apskritai, „Silvermont“ architektūra skamba kaip didelis žingsnis aukščiau esamos „Atom“ architektūros, ir man ypač įdomu pamatyti, kaip iš tikrųjų veikia šia architektūra paremtas „Bay Trail“. Iki šiol pastebimas didelis atotrūkis tarp žemos „Core“ šeimos ir aukščiausios klasės atomų, tačiau atrodo, kad ši architektūra tikrai galėtų užpildyti spragą.

Išvada: Grafika ir galią apibrėžianti konkurencija

Kiekviename pagrindiniame šiandien matomame procesoriuje - nesvarbu, ar tai „Intel“ ar AMD mikroschemos, skirtos staliniams ar nešiojamiesiems kompiuteriams, ar ARM pagrindu sukurtą lustą, skirtą išmaniesiems telefonams ir planšetiniams kompiuteriams - yra keli CPU branduoliai, paprastai keli GPU branduoliai (išskyrus serverio lustus) ir visų rūšių kita specializuota logika tokiems dalykams kaip vaizdo apdorojimas, vaizdo įrašų kodavimas ir dekodavimas bei šifravimo tvarkymas.

Mažėjant lusto procesui, į vieną lustą galima įtraukti daugiau tranzistorių. Bet kurios funkcijos integruotos (ir kaip jas integruoti) išlieka pagrindiniu skirtumu tarp lustų pardavėjų, kaip ir pačių mikroschemų specifinis dizainas ir mikroarchitektūra.

Šie pranešimai rodo kompromisus, kuriuos daro „Intel“ ir „AMD“, ir tai turėtų turėti didžiulę įtaką skaičiavimui per ateinančius kelerius metus.

Staliniuose ir nešiojamuosiuose kompiuteriuose „Intel“ atrodo taip, kad ne tik bando pritraukti AMD naudodamas integruotą grafikos našumą pridedant daugiau vykdymo vienetų, bet ir bando žengti į priekį tokiomis funkcijomis kaip įterptasis DRAM, pasinaudodamas savo proceso technologijomis. vadovauti. AMD taip pat nesėdės vietoje savo grafikos, todėl turėtų sudaryti įdomų susitikimą. Tuo tarpu AMD labai stengiasi geriau integruoti grafikos ir procesoriaus funkcijas, o tai gali sukelti naują programavimo būdą; tai užtrunka ilgiau, bet gali pasirodyti nepaprastai svarbi.

Todėl kova tarp AMD „Kaveri“ ir „Intel“ Haswell gali būti įdomesnė nei pastarųjų keleto metų „Intel-AMD“ varžybos. Haswellas būtinai nusiųs pirmas. (Aš tikiuosi pamatyti sistemas šią vasarą, palyginti su kitų metų pradžia „Kaveri“.) Vėlgi, tai daugiausia skirta pagrindiniams staliniams kompiuteriams ir nešiojamiesiems kompiuteriams. Žaidėjai ir darbo vietos vartotojai neabejotinai norės susieti bet kurį lustą su atskirais grafikos sprendimais iš „AMD“ arba „Nvidia“.

Planšetiniams kompiuteriams ir galiausiai telefonams gali pasirodyti dar svarbesnis nevienalytis sistemų architektūros požiūris, kurį palaiko AMD ir kiti, nors vėlgi prireiks šiek tiek laiko, kad pamatytume, ar programos iš tikrųjų tuo pasinaudoja. Naujoji „Intel“ architektūra turėtų padaryti ją konkurencingesnę šioje erdvėje. Tai tikrai atrodo didelis žingsnis į priekį, tačiau ir jo konkurentai judės toliau.

Man šiek tiek įdomu, ar tokie dalykai, kaip „Silver Atom“ sukurta „Bay Trail“ platforma, skirta „Atom“, iš tikrųjų veikia pakankamai greitai, kad ji galėtų pasirodyti labiau įprastuose žemos klasės nešiojamuosiuose kompiuteriuose ar net staliniuose kompiuteriuose. Jau šiandien „Atom“ pagrindu veikiančios planšetės palaiko „Windows“ pakankamai gerai, ir su patobulinimais to gali pakakti daugeliui pagrindinių vartotojų, net jei jos atsilieka nuo Haswello ar Kaverio (arba „Intel“ dabartinio „Sandy Bridge“ ir AMD dabartinio „Richmond“) našumo. materija).

Tai turėtų sudaryti įdomias varžybas ateinančiais metais.