HW novinky: AMD Steamroller: o 45 % rychlejší než Bulldozer již příští rok

7. 9. 2012 | David Ježek | Hardware | 4055×

Zatímco si příznivci Intelu dělají srandu z „Piledriveru“, letošního nástupce loňských procesorů AMD „Bulldozer“, AMD sic pomalu vyklízející hi-endové x86 CPU pozice, stále pracuje na nástupci. Příští rok přivítáme „Steamroller“ s výkonem až téměř o polovinu vyšším oproti nepovedenému Bulldozeru…

Obsah

• AMD „Steamroller“ představen
• Intel „Haswell“ s on-CPU regulací napětí
• 21:9 LCD v podání LG je realitou

AMD „Steamroller“ představen

Společnost AMD se nadále v kódových jménech drží pracovních strojů. „Steamroller“ pro nás není tajemstvím, v roadmapách tohoto výrobce je již delší dobu. Zatímco „Piledriver“ podle všeho opravdu bude jen mírně vyladěným „Bulldozerem“ a přinese víceméně zanedbatelný nárůst výkonu a jen jisté navýšení frekvence při zachování TDP (FX-8150 „Bulldozer“ vs. FX-8350 „Piledriver“ = 3,6/4,2 GHz vs. 4,0/4,2 GHz při TDP 125 W – tedy nic moc), „Steamroller“ již bude skutečnou inovací, velkým vylepšením neduhů „Bulldozeru“ a tím, co jistý inženýr z AMD označil za „jaký měl být již Bulldozer“.

„Parní válec“ bude zaměřen na hlavní neduhy „Bulldozeru“, tedy lepší využití jader co do zpracování dat/výpočtů – zde hledejme vylepšení magického poměru IPC (instructions per clock) – dále navýšení výkonu při vytížení jednoho jádra (všimněte si, že „Piledriver“, ač má základní/multicore takt vyšší než „Bulldozer“, Turbo je na stejné 4,2GHz hodnotě – a to je špatné) a pochopitelně to, s čím musí nezbytně nutně přijít Globalfoundries, či kdokoli další, kdo bude „Steamrollery“ vyrábět: lepší poměr výkon/spotřeba, tedy lepší hodnoty TDP. A to pokud možno znatelně, protože „Bulldozer“ nesnesl srovnání už ani se „Sandy Bridge“, „Ivy Bridge“ mu o další kousek odskočil (modelové hi-end čtyřjádro nám u Intelu poskočilo z TDP 95 W na 77 W) a od „Haswellu“ jakožto 22nm TOCK architektury se neočekává nic menšího než skok podstatně výraznější (ideálně po vzoru „Nehalem“ → „Sandy Bridge“, ač to možná bude jen zbožné přání).

Dekódování instrukcí, jeho efektivita a rychlost, je u „Bulldozeru„ úzkým hrdlem. „Steamroller“ dostane tedy do vínku více dekodérů a s nimi schopnost zpracování čtyř instrukcí na jádro, přičemž oba dekodéry v jednom dvoujádrovém modulu (připomeňme: AMD lepí své procesory z dvoujádrových modulů, ať již jde o 4/6/8jádrové procesory FX, nebo i dual-die 16jádrové Opterony tvořené celkem 8 moduly) mohou pracovat paralelně, nikoli na střídačku jako je tomu nyní u „Bulldozeru“. Polepší si i predikce větvení výpočtů, chybné predikce mají oproti „Bulldozeru“/„Piledriveru“ klesnout o pětinu. INT a FPU jednotky nečeká nijak významná změna.

Zlepšení dozná i způsob využití cache, navíc L1 bude o něco více než 64 kB (zatím není jasno o kolik), vylepší se propojení mezi L1 a L2, kterým přibude další pomocník v podobě jakési další speciální cache pro dekódované instrukce, které v ní budou nějakou dobu drženy a když si o ně vykonávaný program řekne, nebudou muset být znovu připraveny, jen se „slíznou“ z této cache. L2 cache pak bude po čtvrtinách vypínatelná v situacích, kdy nebude potřeba její plná kapacita.

Tak či onak, ač novinky nezní špatně a oproti „Bulldozeru“ má „Steamroller“ přinést až 45% nárůst výkonu, je to prostě málo. 45 % navíc oproti nepovedenému procesoru, navíc s dvouletým odstupem a stále nejistou výrobou (hovoří se o 28 nanometrech, zatímco stávající čipy jsou vyráběny 32nm), nemůže ani vytvořit náznak toho, že by skluz oproti Intelu mohl být byť jen částečně dohnán. AMD prostě ujíždí vlak a „Steamroller“ na tom dle mého nic nezmění. „Bulldozer“ představoval oproti architektuře K10/K10.5 krok zpět v IPC a „Steamroller“ tak bude maximálně jen tím, čím by mohlo být K10.5 na 28nm procesu v roce 2013. To je na „Haswell“, resp. jeho plánovaného 14nm nástupce „Broadwell“ (odhadem: 2014), přeci jen trochu málo.

Intel „Haswell“ s on-CPU regulací napětí

Když už jsme se dnes tolik ponořili do chystaných CPU a zmínili až nechutně často „Haswell“, ještě chvilku v tom pokračujme. Protože ani Intel nedělá populární kroky a hned jeden takový divný chystá právě pro „Haswell“.

To, že moderní CPU vyžadují hned několik různých hodnot napětí pro různé své části, ví snad každý nadšenec do železa. Ostatně již v dávných dobách (90. letech ), kdy se hodnoty napětí (spolu s FSB a násobičem) „džamprovaly“ na základní desce, přišla s procesory generace Pentium potřeba nastavovat napětí dvě: „CPU“ a „IO“. Dnes máme v procesorech oněch částí přesunutých z čipsetů trochu více, takže různých napětí je také poněkud více. Dodnes to ale řídí základní deska, pochopitelně na základě toho, o co si osazené CPU řekne. „Haswell“ tomu, alespoň na Intel platformě, učiní přítrž.

Do Haswellu zkrátka bude putovat napětí pouze jedno a on už si vše zařídí sám, bez nutnosti komunikace se základní deskou, ponese totiž sám vlastní regulátory napětí. Vynikající věc pro mobilní sféru, kde výrazně zjednoduší základní desky, návrh napájecích obvodů a související věci, ale potenciální pohroma pro desktopy. Tam, kde dnes Gigabyte předvádí svoji über-základní desku schopnou skrze své napájecí větve procpat do CPU socketu až 2 000 W šťávy, jsme si na 100 % jistí, že toto CPU rodiny „Haswell“ umět nebude, neboť jeho regulační obvody prostě nebudou takto dimenzovány, resp. budou dimenzovány jen někam k hodnotám TDP daného procesoru.

To je samozřejmě jen logická posloupnost myšlenek, nikdo zatím neví, jestli u procesorů rodiny K (tedy s odemčeným násobičem předurčeným k overclockingu) tomu nebude nějak jinak, ale dokud Intel novou generaci CPU neuvede, nebudeme moudřejší.

On nakonec ten „Steamroller“ třeba jisté kouzlo mít bude …

21:9 LCD v podání LG je realitou

Protože jsou mezi vámi „nudloidní“ monitory tak populární, uzavřemež to dnes jedním vpravdě ukázkovým. LG na výstavě IFA 2012 představila model EA93, který nabízí 29palcový IPS panel s rozlišením 2560×1080 a poměrem stran 21,3:9. Ideální na filmy, ideální na hry, pro programátory asi už tolik ne. Nicméně kromě této vlastnosti jde ale o jednu z vlaštovek, která se konečně přestává držet starého rozhraní USB 2.0 a nabízí USB 3.0 plus dnes již snad samozřejmou baterii vstupů, kde vedle DVI a HDMI figuruje DisplayPort.

       

Komentáře

[ovoce]

Jenom podotknu, že to a 45% zrychlení řekl *prý* *nejmenovaný* "zdroj" jednomu novináři, co (se mi zdá) poměrně často píše nepotvrzené věci a drby, takže se přinejmenším často splete a přinejhorším si to může i úplně cucat z prstu.

AMD samo v prezentaci na Hot Chips 2012 slibovalo jenom 30 %. Za tím bych si tedy spíš stál - a navíc, marketing vždycky přikrášluje, takže i těch 30% může být nadnesených (a asi i bude).

[Petr Tomášek]

A co když je to tahle (zdroj):

VR-Zone to sice prezentuje jako informaci, která je výrazně zajímavější či pozitivnější oproti Papermasterovým třiceti procentům, ale nám to tak nepřijde. Inženýr totiž srovnává výslovně s Bulldozerem, zatímco Papermaster (jak bývá obvyklé) srovnává nový produkt s jeho předchůdcem, tedy s Piledriverem. A právě rozdíl 15 % mezi Bulldozerem a Piledriverem uspokojivě vysvětluje odlišná čísla, která oba pánové uvádějí.

?

[ovoce]

Taky možné, ale pozor - Piledriver nemá o 15 % vyšší výkon proti Bulldozeru. Rozdíl výkonu na stejném taktu je řádově asi 5% - může být míň, může být víc. To zlepšení o 15 %, které AMD avizovalo v sobě zahrnuje nárůst taktováaíc frekvence: FX-8150 jede na 3,6 GHz, a FX-8350 pojede z továrny na 4 GHz.

[Aleš Kapica]

Ta nudle je sice nudle, nicméně by ji bylo možné vzít v jistmém smyslu na milost. Na rozdíl od použití dvou monitorů vedle sebe tenhle alespoň nemá plochu přerušenou. I když z hlediska rozlišení je to jinak bída na druhou.

[Honz]

Nudloidní hrůza! Asi dostanu záchvat padoucnice... Kolik koťátek ještě musí umřít, než zase přijdou do módy normální rozměry 4:3...?

[Libor Chocholaty]

On i takovej kinofilmovej poměr 3:2 by nebyl úplně k zahození...

[pools]

No já nevím, ale mám vedle sebe 4:3 a 16:10 a to 16:10 mi teda příjde mnohem příjemnější. Zvlášť u větších úhlopříček je to 4:3 zbytečně vysoké...

[David Ježek]

jak stále říkám, mam 16:9, ale v podobě 2560x1440, což lze vnímat jako 1920x1440 plus 640px šířky navíc pro filmy a hry - oběma to prospěje a v desktopu mi to vůbec nevadí ... naopak třeba 3:2 a 4:3 fotky se v rawtherapee se sloupečkama po obou stranách prostě na 16:9 zpracovávají lépe.

[Voty]

Já mám v práci notebook s 1920x1080 (16:9), na čemž se docela fajn programuje, ale je pravda, že na dokumenty je to takový nahouby, takže vedle toho mám monitor 1920x1200 (16:10) na výšku (takže vlastně 10:16) a skvěle se to doplňuje :)

[lertimir]

Tak tak, také mám 16:9, sice pouze 1920x1200, ale tech 1200 mi připadá velmi důležité. 1200 je první výška na které se dá číst normální A4 v celé výšce přes monitor bez problémů. 1080 je málo. menší písmo je dost rozbité.

[David Jaša]

Máš 16:10.

[lertimir]

a jo. jasně.

[little.owl]

než zase přijdou do módy normální rozměry 4:3

A proc by meli? Vetsina SW bude zoptimalizovana pro sirokouhle formaty a video, 4:3 by prinesl prevazne problemy.

[:::]

me treba nevadi ze dnesni monitory jsou siroky. Ale to ze jsou tak ultra nizky me vadi hodne...

Jinak doufam ze tady kazdej chape ze ty cimdal sirsi monitory jsou jenom trik jak zvetsit uhlopricku (protoze na tu se prumerna lama diva) a nezvetsit moc pocet bodu...

Kdyz zvetsim uhlopricku a zachovam pomer stran tak mnozstvi bodu roste kvadraticky

Kdyz zvetsim jenom jednu stranu tak roste linearne

A kdyz druhou stranu dokonce zmensim tak nemusi rust vubec

[Honz]

A proc by meli? Vetsina SW bude zoptimalizovana pro sirokouhle formaty a video, 4:3 by prinesl prevazne problemy.

A bude taky ta většina optimalizována na IE 5...? Jsem menšina, takže mám dnes právo řvát a většina má právo držet hubu...

[frr]

Já bych ohledně integrovaného VRM na Haswellu nechal zatím na hlavě. Až se objeví první motherboardy, tak budeme chytřejší - a až Intel uvolní datasheet, tak úplně nejchytřejší Zahlédl jsem zmínky ve fórech, že na procesoru nebude celý VRM, ale jenom kontrolér VRM... nebo co vlastně... Na dostupné fotce vzorku Haswell CPU taky není vidět žádná velká šílenost navíc. Svoje momentální dojmy bych shrnul asi takto:

VRM obsahuje výkonové spínací FETy, cívky a kondíky - pro hlavní větev dosud obvykle elyty, poslední dobou typu solid-polymer. Viděl jsem i jednu nebo dvě průmyslové desky, kde VRM pracoval skrz menší cívečky do větší baterie MLCC keramiky, ale spínače na vyšší frekvenci taky patřičně hřály... a pořád to bylo všechno příliš veliké, než aby se to vešlo do pouzdra procesoru. Je to tak dvě generace boardů zpátky, od té doby dotyčný výrobce dál používá konvenčnější solid-polymer kondíky. Dovedu si představit, že pro hlavní krmnou větev zůstane celý VRM venku, a na procesoru budou menší regulátorky pro nějaké pomocné větvičky, které vlastně nic moc nežerou, a možná se i na dnešních boardech krmí obvykle lineárním stabilizátorem.

Trochu váhám, jestli by se na čipu procesoru daly realizovat výkonové FETy - jestli by tomu vyhovoval "procesorový" litografický proces apod. Fakt je, že výkonový FET je v principu zase jenom pole menších/maličkých FETů - a výkonový FET na mrňavá napětí by mohl být technologicky docela blízko procesorové litografii.

Realizovat hlavní VRM celý v pouzdru procesoru by mohlo mít tu výhodu, že by skrz kontakty v patici tekl menší proud (protože na vyšším napětí) - ale jak říkám, moc nevěřím, že by šlo potřebné pasivy tak radikálně miniaturizovat. ([vtip]: žeby Intel zkusil realizovat hlavní VRM na řádově vyšší frekvenci a s velikým počtem "fází"? Takové synchronní usměrnění sekundáru někde na 100 MHz, to by bylo žůžo...[/vtip]) [vtip2] nebo se vrátí pouzdro typu "slot", velké jak audio kazeta? [/vtip2]

Moc mi nejde pod nos varianta, že by se třeba na procesor přestěhoval jenom programovatelný PWM kontrolér, a FETy + cívky + kondíky by zůstaly na motherboardu. Sice by to procesoru (resp. firmě Intel) umožnilo pružnější ovládání napětí než dnešní "VID interface", ale zas na druhou stranu: vzniklé analogové rozhraní by podle mého zhoršilo determinismus zpětnovazební regulační smyčky VRM. Vznikly by v ní dva mechanické kontakty: v buzení FETů a ve zpětnovazebním signálu, a druhak by vznikl prostor pro nesoulad mezi představou VRM regulátoru od firmy Intel a pasivními součástkami, které nakonec osadí výrobce motherboardu... což mi dohromady nezní moc důvěryhodně. Ladit spínané zdroje je docela duchařina - roztrhnout to na dvě půlky... no nevím.

A nakonec uštěpačná poznámka: jak asi dopadne integrovaný VRM v podání firmy Intel, která dokázala tak odfláknout/zprasit tepelné vlastnosti pouzdra Ivy Bridge?

Obecně se začínám škrábat na hlavě, jestli s Haswellem přijde doba, kdy se nám budou vracet do reklamace (nebo na pozáruční servis) procesory od Intelu - v průmyslových nepřetaktovaných počítačích. Doteď (486 - SandyBridge) jsme reklamace procesorů mohli počítat na prstech jedné ruky, a to s rezervou.

Samotný procesor byl doteď plátkem křemíku v natolik dobrém pouzdře, že prakticky neselhával. I když ho někdo provozoval trvale přehřátý, tak dřív odešel VRM okolo nebo jiné součástky na motherboardu. Ale v budoucnu, jestli do pouzdra CPU přibudou výkonové spínače, nedejbože nějaké pasivy s předem známou (nedlouhou) životností... čert ví. Hehe: aby nakonec nebyl celek CPU+motherboard ve výsledku spolehlivější - právě protože bude VRM jakožto součást CPU líp chlazený, než kdy byl na motherboardu => žeby další prostor pro (pod)dimenzování součástek VRM integrovaného v CPU?

V tom odkazovaném článku na Fudzille je v souvislosti se zdrojem zmínka o PLL - to je vůbec žvást. PLL se používá pro syntézu *hodin*, ještě jsem o tom neslyšel v souvislosti s napájením... možná to něco naznačuje o důvěryhodnosti pramene.

[Pindal]

Tak se trošku o tom PLL pouč.

[frr]

Díky za pohlavek Stejně je to v tom článku výkřik do tmy = vytrženo z kontextu.

Pokud tomu správně rozumím, tak to PLL používají na motherboardech ... k čemu přesně? Ke vzájemnému provázání taktu několika PWM regulátorů? Na shodné frekvenci nebo na různých frekvencích? Vzájemná synchronizace fází je tam údajně kvůli tomu, aby se zamezilo interferenčním jevům mezi fázemi (které by mohly vznikat v důsledku vzájemného vandrování hodin). Což by šlo na první pohled zařídit i přímo. To PLL je tam údajně kvůli vyhlazení jitteru master hodin, a aby PWM kontrolér dokázal běžet i na "volnoběh", dřív než hodiny nastartují... a aby se plynule chytil externích hodin, poté co naběhnou (aniž by se zavlnila regulovaná napájecí větev). Nevím nakolik tady přijde ke slovu běžně používaná vlastnost "PLL s děličkou" = násobení hodin.

Vcelku mi i bez Vašeho užitečného linku došlo, že jediné možné použití PLL v napájecím zdroji je k řízení taktu PWM. Hezké je to. Přesto mi to nepřipadá jako nějaký ústřední princip fungování PWM regulátoru. Nebo nějaký základní kámen, který by měl rozhodující vliv při úvahách, zda má být VRM na motherboardu nebo na procesoru, na jaké frekvenci řádově poběží, jak velké bude mít indukčnosti a koďany. "PLL voltage regulators" zní asi jako "vodovodní redukční ventil s planetovou převodovkou a dvouhmotovým setrvačníkem". No když chtějí řídit vodovodní ventil ausgerechnet skrz planetovou převodovku, tak ať si to klidně páchají...

[ovoce]

[vtip2] nebo se vrátí pouzdro typu "slot", velké jak audio kazeta? [/vtip2]

Slot 1 byl o poznání větší, ten už by se skoro blížil videokazetě :) Vyndal jsem Celér 333 MHz a má 14,5 × 6,8 cm.

[ovoce]

Tedy v pouzdře. Mám i nahatej 266, a ten plošňák je pochopitelně o pár milimetrů menší.

[Kvakor]

To by byl se současnou koncepcí řadiče pamětí uvnitř CPU docela problém - pokud by byly kontakty stejně hustě jako třeba u notebookových pamětí (tj. ~200 kontaktů na 6cm), tak by strana pouzdra byla delší než celá základní deska

[frr]

Tak ten VRM integrovaný v pouzdru s procesorem (zvaný FIVR) je zřejmě ještě větší sci-fi, než jsem si dokázal představit - pohleďte:

http://sinhardware.com/index.php/blog/314-haswellfivr

Trochu mi tam schází informace, jakého druhu a o jaké kapacitě jsou kondíky na výstupu, ale chápu že při té frekvenci a počtu fází tam asi velká kapacita není potřeba - spíš mizivá hodnota ESL a schopnost pracovat na extrémní frekvenci.

Žere to na vstupu 2.4 V, čili na motherboardu pořád zbyde "VRM prvního stupně", patrně jednodušší než jsme byli zvyklí.

[pc2005]

Intel „Haswell“ s on-CPU regulací napětí

Skvělý, předpokládám opět plně zpětně kompatibilní patici jako u minulých typů .

[Jindřich Makovička]

To, že bude mít Haswell o 5 nožiček (vlastně placiček) míň, se ví už docela dlouho...