Новости про архитектура

Джим Келлер считает, что AMD Zen 5 будет очень быстрым

Джим Келлер, исполнительный директор ИИ-стартапа Tenstorrent представил сравнительную производительность нескольких архитектур CPU, сравнив новейшие процессоры AMD Genoa с разработками Amazon, NVIDIA и Intel.

И вот, один из представленных слайдов демонстрирует, что будущая архитектура Zen 5 даст заметный прирост в производительности по сравнению с нынешним Zen 4.

Джима Келлера называют «отцом Zen». Он разрабатывал эту архитектуру в AMD, но уволился ещё до выпуска первой модели в 2015 году. Так что, если кто-то и может похвалить Zen, так это Джим Келлер.

Согласно представленным Келлером данных, архитектура Zen 5 будет примерно на 30% быстрее Zen 4. При этом будет немного увеличена тактовая частота, а 20% прирост даст увеличение числа исполняемых инструкций на такт.

Процессоры Zen 5 ожидаются к выходу в следующем году, а значит, скоро платформа сможет предложить заметный скачок производительности.

Qualcomm разрабатывает SoC для ноутбуков

Новый президент Qualcomm Кристиано Амон сообщил, что в следующем году его компания представит центральный процессор для ноутбуков, который будет конкурировать с новым процессоров Apple M1.

Новый чип будет создан благодаря наработкам Nuvia и её архитектуре, компании, которую недавно приобрела Qualcomm.

В интервью Рейтерс Амон заявил, что Qualcomm может создать лучший чип на рынке благодаря команде, создававшей SoC Apple M1. Вместо использования ядер ARM, Qualcomm планирует разработать собственные чипы.

Ноутбук на базе Qualcomm Snapdrasgon 7c

Разрабатываться собственный процессор будет командой из Nuvia, которую Qualcomm приобрела за 1,4 миллиарда долларов. Используя её опыт разработчики надеются выпустить ноутбучный процессор в 2022 году. Однако если у ARM получится создать лучший процессор, Qualcomm «всегда имеет возможность лицензировать его у ARM».

Президент также отметил, что пока компания не планирует разработку процессоров для центров обработки данных и прочих больших рынков, однако лицензия на ядро Nuvia доступна всем заинтересованным в ней.

Перед сделкой с Qualcomm компания Nuvia рассказала о возможностях своей архитектуры. По сравнению с AMD Zen 2 и Intel Sunny Cove ядра Nuvia обеспечили на 50% большую пиковую производительность в Geekbench 5, потребляя лишь треть энергии. Также они уверяли, что обошли по скорости ядра Apple A13 Lightning.

Процессоры AMD Zen 4 получат до 16 ядер

Новое поколение процессоров Zen 4 от компании AMD, согласно свежим утечкам, не получит большего числа ядер, чем доступно сейчас, и будет ограничено 16.

Топовый процессор нынешнего поколения Zen 3, Ryzen 9 5950X, имеет 16 ядер и 32 потока. Такой же будет и конфигурация нового чипа, хотя раньше ходили слухи о 24-ядерном 48-поточном решении.

Процессор AMD Ryzen

Патрик Щур, известный инсайдер, в своём твиттере сообщил, что Raphael будет иметь до 16 ядер, производиться он будет по нормам 5 нм, а TDP составит 170 Вт. На самом деле, повышение числа ядер в настоящее время не сильно повлияет на производительность. Куда важнее иметь прирост в числе обрабатываемых инструкций на такт, и здесь нам AMD обещает заметно прибавить.

Также процессоры Ryzen 6000 будут поддерживать память DDR5, а упакованы они будут в новый корпус с сокетом LGA1718, который получил имя AM5.

Эти процессоры будут конкурировать с решением Intel Alder Lake 12-го поколения, которое будет доступно уже в этом году, а также с будущим 13-м поколением Raptor Lake.

AMD патентует новую микроархитектуру

Компания AMD опубликовала патент на новые методы перемещения потоков между ядрами различных типов в гетерогенных процессорах, таких, как архитектура big.LITTLE у Arm.

Подобная архитектура уже давно используется Arm. Она предполагает наличие кластера больших высокопроизводительных ядер и нескольких энергоэффективных для выполнения повседневных операций. В области процессоров x86 похожее решение применит Intel в семействе Alder Lake — двенадцатом поколении Core.

И хотя многие патенты не получают движения, этот явно будет применяться, поскольку является расширением похожего предложения AMD по реализации ISA в гетерогенных процессорах, сделанного в 2019 году. Свежеопубликованный патент был размещён в то же время.

AMD Zen 5

Данная информация породила новые слухи, согласно которым процессоры AMD Ryzen 8000 (кодовое имя Strix Point) могут уже быть гибридными. Они будут основаны на высокопроизводительных ядрах Zen 5 и маломощных ядрах Zen «4D».

Однако Strix Point вряд ли сможет конкурировать с Alder Lake, который выйдет в конце этого или начале следующего года, а вот со следующим поколением Intel, Raptor Lake, вполне возможно.

Сам же опубликованный патент описывает методы размещения и переноса задач между ядрами первого и второго процессоров, основываясь на уровне производительности и установленных порогах. Очевидно, что за названиями «первый» и «второй» кроются энергоэффективные и производительные ядра соответственно.

Даже если AMD сможет наладить выпуск таких CPU, у них есть одна существенная проблема, которая касается и Intel. Операционная система не может эффективно с ними работать, но по слухам, Windows 11 получит оптимизированный планировщик, что и позволит максимально эффективно применять гибридные системы.

Архитектура Zen 4 обеспечит 29% прирост операций на такт

Согласно свежим слухам, архитектура AMD Zen 4 обеспечит прирост производительности на такт в целых 29%, по сравнению с нынешней архитектурой Zen 3.

Если верить слухам, то нынешние инженерные образцы процессоров Genoa на основе архитектуры Zen 4 обеспечивают на 29% большую производительность на такт, по сравнению с Zen 3 Milan. Это отличный результат, который вместе с увеличением числа ядер позволит достигнуть 40% прироста производительности процессоров архитектуры Zen 4, которая появится в 2022 году.

Лиза Су презентует архитектуру Zen 3

Однако перед этим AMD выпустит Zen 3+, которая станет оптимизацией архитектуры Zen 3 и появится в текущем году. Эти процессоры будут иметь новый сокет AM5, а производиться они будут по технологии TSMC N7. По слухам, процессоры получат новую конструкцию системы ввода-вывода, которая обеспечит прирост операций на такт на 4—7%, а также прирост частоты и небольшие изменения в архитектуре.

Некоторые процессоры AMD 5600X и 5800X состоят из двух чипов

Создатель утилит CTR и DRAM Calculator for Ryzen установил, что некоторые процессоры Ryzen 5 5600X и Ryzen 7 5800X состоят из двух CCD.

Проверить это сейчас непросто, зато после выпуска CTR 2.0 такая проверка будет доступна каждому.

По заявлениям AMD, процессоры серии Ryzen 5000 имеют мультичиповую конструкцию с 8 ядрами на каждом CCD. Это значит, что каждый процессор с 8 и менее ядрами имеет лишь один CCD, однако Ryzen 5 5600X и Ryzen 7 5800X могут иметь два.

Дублирование записей в процессоре Ryzen 5 5600X

Юрий «1usmus» Бублий и Igors’ Lab отметили, что в некоторых таблицах мониторинга этих процессоров некоторые CPU имели дублирующие показатели при одном CCD. Учитывая это было высказано предположение, что на самом деле в процессоре два CCD, и второй чип находится в состоянии глубокого сна или вовсе отключен. Однако он проявляет активность, демонстрируя частоту до 550 МГц.

Сама AMD сохраняет молчание. Юрий и Игорь считают, что они столкнулись с бракованными процессорами Ryzen 9 5900X, у которых недееспособен один из чипов. Ну а поскольку второй чип полностью работоспособен, их и замаркировали как Ryzen 5 5600X.

Подтверждение наличия второго CCD в процессоре Ryzen 5 5600X

Теоретически, этот второй CCD можно разблокировать и превратить Ryzen 5 5600X в Ryzen 9 5900X, а Ryzen 7 5800X в Ryzen 9 5950X, однако пока такой возможности нет.

SambaNova хочет сменить архитектуру компьютеров

Незаметный стартап SambaNova изъявил желание изменить устройство современных компьютеров, созданную Фон Нейманом.

Исполнительный директор SambaNova Родриго Лиан заявил, что последние 30 лет компьютеры были «сфокусированы на инструкциях и операциях». При этом в следующие 5, 10, 20 лет, растущие объёмы данных будут требовать неимоверного роста вычислительной способности.

Поэтому он хочет создать новый чип, который заменит собой целую систему. «Чтобы провести фундаментальные изменения в вычислениях, вам, очевидно, нужно ввести новое ядро, однако вам придётся построить целую систему, в которую нужно интегрировать несколько слоёв аппаратного и программного обеспечения».

Переконфигурируемый процессор от SambaNova

Сооснователь стартапа, профессор стэндфордского университета Кунле Олукотун, отметил, что устройства с программируемой логикой похожи на программируемую вентильную матрицу, и могут постоянно менять свою форму, чтобы перестраивать цепь для различных программ при помощи умного компилятора, такого как Spatial.

Spatial является языком вычислений, который может брать программы и перекомпоновывать их в параллельно исполняемые операции с возможностью создания «переконфигурируемых» чипов, способных менять свою цепь на лету.

Олуктун пояснил, что вместо использования программных инструкций в фиксированном наборе логических структур, постоянно размещённых в процессоре, их процессор переопределяет свою цепь, возможно, каждый такт, для вариативного манипулирования большим объёмом данных, «проходящим» через чип.

Современные чипы исполняют инструкции по «фиксированному конвейеру». В переконфигурируемой архитектуре не существует инструкций, двигающихся по такому конвейеру. Данные движутся по конвейеру, а переконфигурируются сами инструкции в аппаратном обеспечении.

AMD рассказала о преимуществе чиплетов в Zen 2

На конференции ISSCC 2020 компания AMD рассказала об инновациях в её процессорах архитектуры Zen 2, которые позволили продавать их заметно дешевле конкурента.

Презентация касалась не самой архитектуры ядер Zen 2, а того, как они соединены. Как в серверных, так и в настольных процессорах Zen 2 компания использовала структуру чиплетов, при которой процессор состоит из нескольких независимых ядер, расположенных на одной общей подложке. Это позволило сэкономить огромные суммы, по сравнению с процессорами монолитной конструкции.

Процессор AMD EPYC 7742

Так, с использованием монолитной 7 нм структуры процессор EPYC с 64 ядрами было бы вообще невозможно создать. В то же время, используя чиплеты для 48-ядерной модели, себестоимость процессора оказывается вдвое меньше. С уменьшением числа ядер, экономия также снижается, однако в любом случае, компания может продавать процессоры по меньшей цене.

Сравнение стоимости чиплетов и цельного процессора Ryzen 3-го поколения

Такая же картина наблюдается и в настольном сегменте. Произвести 16-ядерный Ryzen 9 3950X в виде чиплетов стоит вдвое меньше, чем если делать такие процессоры традиционно. Даже 8-ядерные модульные процессоры несут небольшую выгоду.

Сравнение стоимости чиплетов и цельного процессора EPYC 2-го поколения

Отмечается, что в будущем все крупномасштабные процессоры будут иметь чиплетную конструкцию. Существующие недостатки такой структуры с лихвой окупаются меньшей стоимостью производства.

Будущие Zen ориентируются на изменения архитектуры

Будущее процессоров Zen связано с изменениями архитектуры, а не только техпроцесса производства. Об этом сообщила исполнительный директор AMD Лиза Су.

Успех Zen 2 связан с тремя факторами: технологией изготовления, улучшенной конструкцией ядра и инновационным чиплетом, подходящим к производству процессора. Много внимания уделялось новой 7 нм технологии производства, которая не только повысила энергоэффективность, но и позволила поднять частоты и уплотнить транзисторы.

Процессор AMD Ryzen

В ходе отчёта за III квартал Лиза Су сообщила, что будущие процессоры Zen будут полагаться не только на улучшения техпроцесса. Теперь фирма будет в основном полагаться на изменения в архитектуре. Она отметила, что переход на 5 нм процесс произойдёт в своё время, однако главным движителем изменений будет именно архитектура.

Тем не менее, вряд ли возможны сильные изменения архитектуры без новой технологии производства. Достаточно вспомнить Intel, которая застряв на 14 нм производстве не внесла сколь-либо значимых изменений в сам CPU. И сейчас для AMD очень важно не повторить эту ошибку.

Intel официально представила микроархитектуру Tremont

В конце прошлой недели компания Intel представила микроархитектуру Tremont, которая по словам главного архитектора Стивена Робинсона является «самой совершенной маломощной архитектурой x86 на сегодня».

Новая архитектура ULP (ultra low power) будет использована в будущих процессорах Atom, названных Lakefield, которые найдут себе место в Microsoft Surface Neo.

Архитектура Intel Tremont

По сравнению с нынешней архитектурой Goldmont Plus, архитектура Tremont обеспечивает 30% прирост в скорости внутренних операций. Это достигается за счёт предиктивной линейки, аналогичной используемой в Intel Core, 6-линейного движка декодирования, поддерживаемому 4-линейным движком отправки, соединённым с 10 исполнительными портами: 7 для целочисленных операций и 3 для векторных. Максимальный объём кэша L2 увеличен на 0,5—4,5 МБ, а число инструкций выросло на 8. Всё это привело к тому, что скорость работы мобильной системы удастся поднять до скорости Sandy Bridge.

Что касается оптимизаций, то архитектура Tremont предлагает новую технологию под названием Intel Speed Shift, которая позволяет быстро менять частоту при выполнении операции. Безопасность обеспечивается Intel Total Memory Encryption и Rooted Secure Boot.

Устройства на базе процессоров Atom Lakefield мы увидим в следующем году.