Новости про CPU и архитектура

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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.

Конструкторская компания SiFive, в сотрудничестве с другими предприятиями и при финансовой поддержке таких монстров, как Intel, Qualcomm и Samsung, создала проект процессора на основе набора инструкций RISC-V. На данный момент сумма инвестиций составляет 65,4 миллиона долларов. В настоящее время RISC-V используется в устройствах Интернета вещей, микроконтроллерах и сетевых устройствах.

Благодаря тому, что разработку финансируют столь мощные игроки, процессор SiFive может стать серьёзным конкурентом ARM. Сообщается, что новые чипы могут создаваться за 1—3 месяца, в то время как разработка ARM процессоров занимает около года.

Первый процессор-образец от SiFive должен быть представлен заказчикам уже в «ближайшие недели».

Если всё понято верно, то процессор Sunny Cove будет первым за многие годы CPU, основанным на архитектуре, отличной от Nehalem. Она позволит значительно увеличить число исполняемых инструкций на такт. Нет сомнений, что эти движения Intel тесно связаны с успехами AMD.

Кроме увеличения числа инструкций на такт компания хочет внедрить новый набор инструкций AVX-512 и улучшить масштабируемость (больше ядер и меньше задержки). Также процессор будет лучше работать с ИИ и блокчейном. Эта архитектура найдёт себе место в первых чипах по 10 нм процессу, возможно, в Ice Lake.

Процессоры Sunny Cove ожидаются уже в следующем году. Им на смену, в 2020 году, придёт Willow Cove (старый добрый «тик-так»), который также будет изготовлен по 10 нм процессу. Затем, в 2021 году нас ждёт Golden Cove, но о нём информации пока нет.

Как известно, ядро CPU Ryzen cодержит одну целочисленную и одну FPU секцию, что позволяет значительно повысить однопоточную производительность, по сравнению с Bulldozer и Piledriver. Также важным изменением стала секция Branch Prediction, которая должна заниматься определением, какая часть кода должна будет выполниться на следующем этапе. Несмотря на возможные ошибки в предсказаниях и замедление работы в этом момент, компания решила использовать данную технологию, поскольку при низком количестве ошибок можно заметно ускорить исполнение кода. Новая технология получила название Neural Net Prediction, и она намного лучше, по сравнению с предшественниками.

Технологии CCX или Core Complex добавляют гибкости процессорам и позволят в будущем AMD осуществлять различные корректировки конфигурации ядер и кэша третьего уровня. Благодаря простой и эффективной конструкции в AMD надеются, что Ryzen сможет выйти на один уровень с Intel в плане производственной технологии.

Ещё одним важным изменением стала система Precision Boost, которая обеспечивает точный контроль частоты процессора. Данная технология может быть использована для автоматического разгона либо для энергосбережения. Работая параллельно с технологией мониторинга Pure Power, система Precision Boost подстраивает частоту CPU с шагом 25 МГц, ориентируясь на «нагрузку и состояние» процессора. По словам AMD, изменения частоты происходят без «подвисаний или утечки очереди».