Hlavní stránka Multimédia Zprávy IT AMD nové produkty - nová éra začíná
AMD nové produkty - nová éra začíná
autor: Z. Obermaier , publikováno 14.5.2007
AMD nové produkty - nová éra začíná

Po generaci velice úspěšných procesorů řady K8, které se pomalu ale jistě ubírají do křemíkového důchodu, nastává čas změny. Příchod další generace, která se dle prapůvodních zpráv měla jmenovat K8L a podobně se kvapem blíží a proto nastal správný čas si o tomto svěžím větru v procesorovém nebi povědět trochu více. Přirovnání o novém větru na obloze je přirovnání příhodné, jelikož nová generace se nazývá "Stars" - hvězdy.


Po stovkách spekulací se konečné a oficiální pojmenování procesorů AMD nové generace ustálilo na označení K10, a nové modely budou označovány jako procesory řady "Stars". Změnilo se i samotné označení nových modelů a kompletní produktová řada pro všechny vyšší segmenty trhu se nazývá "Phenom" místo starých známých Athlonů, které budou nyní patřit jen do nižších kategorií. Pojďme se tedy podrobně podívat co nám nové procesory nabízejí.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Na trh se nejdříve dostanou procesory serverové, s jádrem "Barcelona", ovšem ty jsou zcela identické s jádrem "Agena" pro desktop, takže pokud budu hovořit o těchto procesorech jsou všechny jejich klíčové vlastnosti a technologie identické.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Na úvod je nutné říci že procesory "K10" jsou skutečnými čtyř-jádrovými procesory ne jenom "slepenec" dvou dvou-jádrových spojené sběrnicí, jako je to v případě Intelu "Kensfield". Tuto skutečnost nám AMD nezapomnělo velmi důrazně připomenout ve všech propagačních materiálech nových procesorů.

Další pozitivní zkušeností je plná kompatibilita nových procesorů pro patici AM2+ se starší AM2, takže pokud budete upgradovat na nový procesor stačit bude jen upgrade BIOSu. Ovšem mnoho nových vlastností nebude možné využít.

Důležitou vlastností je určitě použitý výrobní proces, který je samozřejmě 65nm, a dle všech zpráv by se mělo skutečně jednat o nejkomplexnější čip současnosti. Jádro je tvořeno jedenácti vrstvami, což je proti osmi ze kterých se skládají procesory Intelu výrazný nárůst. Také počet tranzistorů nových čipů je o 25 procent vyšší než mají čtyř-jádra konkurence.

Vyšší počet je samozřejmě způsoben hlavně paměti cache, které na ploše čipu zabírá podstatnou plochu. Každé jádro procesoru je vybaveno 128kB L1 cache, potom 512kB cache druhé úrovně a konečně cache L3 o velikosti 2MB společné pro všechna jádra. Konkurenční procesory Kensfield mají pro každé jádro jen 64kB cache L1 a společnou cache L2 o velikosti 4MB, paměť L3 zcela postrádají.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Na obrázku vidíte řez skutečným procesorem s jádrem "Barcelona" nebo "Agena". Čtveřice procesorových jader je jasně patrná, uprostřed čipu se skrývá paměťový řadič který je plně kompatibilní s moduly standardu DDR2 i DDR3. Celou levou část "die" čipu zabírá paměť cache L3. Na hlavní technologické novinky se nyní podíváme podrobněji.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Skutečně čtyř-jádrový procesor : Ano, oproti mnoho let starému modelu spojování částí systému pomocí sběrnice FSB je koncepce AMD a Hyper-transportu mnohem pokrokovější. Hlavní nevýhodou spojení procesorových jader pomocí FSB je její omezená propustnost vůči veškerým důležitým komponentám které jsou k ní připojené. Uvědomme si že veškeré I/O zařízení, disky, grafické karty a další jsou spojeny k jediné sběrnici, která je sama o sobě dosti pomalá. Ta je jasně limitujícím "úzkým hrdlem" všech systémů a hlavně těch se čtyř-jádrovými procesory, které k tomu aby byly plně využité nutně potřebují skutečně enormní toky dat.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Hyper-transport 3.0 : Výrazným vylepšením ze kterého celá architektura značně těží je nový standard HT 3.0, který je proti dosud používanému mnohem modernější a efektivnější. Maximální frekvence stávajících řešení měla hranici 1400MHz v jednom směru, oficiální specifikace byla 1000MHz, v obou směrech 2000MHz pro stávající platformu. S HT 3.0 se maximální takt sběrnice zvýšil v obou směrech až na 5200MHz, s čímž vzrostla propustnost z 11.2 GB/s na 20.8 GB/s v jednom směru! Zdokonalení se samozřejmě netýká jen zvýšení taktu, nová je i predikce a optimalizace datových potřeb a dynamická změna šířky pásma v obou směrech. To znamená že pokud bude náhle potřeba v jednom směru "dopravit" více informací než v druhém a sběrnice se stane "nedostačující" bude systém schopen v potřebném směru šířku sběrnice zvýšit a tím umožnit efektivní přenos dat.

Rychlejší paměťový řadič : Velkým přínosem pro výkon dnešních procesorů AMD je integrovaný paměťový řadič. Stávající Athlony 64 mají jediný 128-bitový řadič, který má ale jednu podstatnou nevýhodu, nedokáže zároveň číst a zapisovat. Přepnutí stavu ze čtení na zápis je hlavní "brzdou" dnešních paměťových řadičů všech domácích platforem a oním "přepnutím" ztrácíme podstatnou část možného výkonu a latence stoupají. Nové procesory Phenom jsou ovšem v tomto směru velmi pokrokové, mají totiž paměťový řadič rozdělen na dva nezávislé, 64-bitové. To jim pomoci "malého fíglu" s vnitřním čtecím bufferem umožňuje zcela nezávisle číst i zapisovat zároveň, což si myslím bude extrémně poznat na práci s pamětí. Kromě této novinky, vývojáři implementovali velice podobnu technologii organizace práce s pamětí, podobnou Smart Memory Access u Intelu. Osobně jsem na výkony paměťového sub-systému skutečně zvědav.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

128-bitové rozšíření SSE instrukcí : Oproti starší generaci K8, která měla jen dva 64-bitové SSE dekodéry mají nové procesory dvakrát výkonnější. U Athlonů 64 se 128-bitové instrukce museli zpracovávat dvěma rozdělenými moduly s poloviční šířkou což není moc efektivní. První procesory s plným 128-bitovým dekodérem jsou Core 2, ovšem procesory AMD s tímto vylepšením museli počkat až do této doby, výkon a další omezení naznačí obrázek.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Dvounásobná šířka pásma L2 a L1 cache procesoru, včetně FP scheduleru umožňují skutečně velice efektivní tok dat skrze oba dekodéry. Tato skutečnost by mohla opravdu razantně zvýšit výkon procesoru při práci v velkými toky dat, jako je enkódování videa a podobně. Druhý obrázek jasně ukazuje "úzké hrdlo" na systémech s poloviční šířkou přenosu dat do pamětí cache, v praxi je ale tato výhoda znát pouze u specifických multi-procesorových aplikací.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Cache L3 : Každé jádro procesoru je vybaveno 2x 64kB paměti cache L1, která slouží jako nejrychlejší datové úložiště procesoru, pokud se paměť zaplní nejstarší data se přesunou do paměti L2, dále stejným postupem i do L3. Jistým omezením se může jevit na dnešní dobu malá paměť L2, která je proti procesorům konkurence čtyřikrát menší, tu ale právě zastoupí sdílená L3 cache. Pokud je nutné nějakou instrukci uchovat delší čas a nebo je společná pro všechna jádra je uložena právě v paměti L3. Z ní jsou data dostupná stejně rychle pro všechna jádra. AMD tvrdí že do budoucna bude možné nějakým způsobem paměť cache L3 zvětšit, ale jakým způsobem to nevím. Praktický dopad tohoto řešení s cache třetí úrovně se ukáže až po testech na skutečných programech.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Virtualizace : Jak ukazuje další slide, v prostředí virtuálních počítačů by se měl výkon opět značně zvýšit a to díky několika novinkám. Jak je v popisu na obrázku, první je mnohem efektivnější Hyper-transport sběrnice proti "přetížené" FSB u konkurence, další podstatný element hovořící pro lepší odezvu je integrovaný paměťový řadič a hlavně hardwarové řízení TLB (Translation Lookaside Buffer).

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Dosavadní systémy využívali pro virtualizaci "Shadow paging", s novými CPU ale přichází "Nested paging" což je zjednodušeně přímá komunikace s hardwarem počítače, bez překladu "Hypervisorem". K tomu přispěje právě zmíněný TLB buffer, který si bude "pamatovat" spojení mezi virtuálním, skutečným systémem a pamětí a tím bude přenos velmi zefektivňovat oproti konkurenci u které sice totéž funguje také ale na softwarové bázi, což je znatelně pomalejší.

 

AMD nové produkty - nová éra začíná

 

Nižší a efektivní spotřeba : Jako poslední vlastnost kterou dnes v rychlosti zmíním je nový "úsporný" systém nových procesorů. Ti dokáží v případě nevyužití kteréhokoliv jádra, ale třeba i řadiče pamětí, toto jádro zcela zastavit a snížit tím jeho proudový odběr až na jedno procento maximální hodnoty v zátěži. Co to znamená v praxi? Pokud budete dělat nějakou činnost která jen mírně zatíží jediné jádro, ostatní tři se zcela vypnou a tím se radikálně sníží spotřeba i vyzářené teplo. V případě potřeby na vyšší výkon procesoru se poté třeba zapne jen jedno další a dvě budou opět vypnutá. Tato vlastnost by se měla týkat veškerých logických částí procesoru, takže je možné "vypínat" i řadič pamětí a další obvody. V rámci tohoto řešení bude svůj takt snižovat i severní můstek a paměti!

Na závěr této kapitoly očekávaných vlastností bych jen rád upozornil že velká většina skutečných technologií a podrobná jejich řešení zatím zveřejněna nebyla, proto je dnešní shrnutí jen velmi stručné. Se skutečným nástupem procesorů na trh si určitě mnohé novinky rozebereme více do hloubky ale jako úvod tento přehled postačí. Jistě se mnou ale budete souhlasit že i přesto že informací není mnoho, ty co jsou známé vypadají velmi nadějně a uvedení nových AMD procesorů bude jistě velkou událostí.

 



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
696 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 331.2Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.