Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti AMD Bulldozer – Nová architektura CPU od AMD
AMD Bulldozer – Nová architektura CPU od AMD
autor: Z. Obermaier , publikováno 6.9.2010
AMD Bulldozer – Nová architektura CPU od AMD

Většina světových médií přinesla zevrubný pohled na novou architekturu procesorů AMD už minulý týden. My máme sice krapet zpoždění, nabídneme vám ale také více informací. Kromě obecně známých skutečností si podrobně popíšeme architekturu jádra, a pohovoříme více o výkonu budoucí generace procesorů AMD.


AMD Bulldozer – Nová architektura CPU od AMD

Začněme v podstatě od konce, avšak velice důležitou zprávou, která jistě mnohé příznivce procesorů AMD zklame. Desktopové procesory architektury Bulldozer budou potřebovat novou patici AM3+. Výrobce se hodně rozhodoval, zdali udržet stávající patice AM2+/AM3 kompatibilní s nadcházejícími čipy a nakonec se rozhodl, že je pohřbí. Nové procesory v sobě totiž integrují i pomyslný severní můstek, není tedy možná kompatibilita se stávajícími deskami s vlastním severním můstkem.

Původně chtělo AMD přeci jen nějaký kompromis umožnit, a Bulldozer by byl ve starší patici ochuzen jen o nějaké funkce, ale šel by osadit. Nakonec vyhrál maximální výkon, jež bude čip moci ukázat jedině s novou paticí. K upgradu na novou generaci procesorů AMD si tedy musíte připočíst i cenu nové desky, bohužel. Patice AM3+ je pinově shodná s AM3 (AM2+), a má být zpětně kompatibilní. Osadit do ní půjdou všechny dnešní procesory, alespoň to tvrdí zástupci AMD. Pokud ale budou desky s paticí AM3+ postrádat severní můstek, nebudou tam dnešní čipy fungovat, uvidíme tedy časem jak to skutečně s kompatibilitou bude.

Od Athlonu po Bulldozer

Pokud se podíváme na vývoj procesorů za posledních deset let, dá se říci, že oba velcí rivalové stále ždímají pilíře architektury vynalezených před řadou let. Nic radikálně nového se neobjevilo už od dob prvních Pentií nebo Athlonů. Událo se mnoho dílčích změn, vylepšení a novinek, stavba všech procesorů a jejich architektonický základ se v podstatě nezměnil. Změnila se však filozofie a přístup k procesorům jako takovým. Z prvotní honby za výkonem za každou cenu Intel vystřízlivěl s Pentiem 4 a jeho doslova brutální spotřebou. Trh se začal více orientovat na vysoký výkon jež nebude vykoupen vysokou spotřebou, trend je tedy nastolen takto – co nejvyšší výkon za příznivou cenu a při nízké spotřebě. Právě této rovnice se musí výrobci CPU držet a snaží se každý starší produkt nahradit novým, vynikajícím alespoň v jednom ze "svaté trojice" argumentů.

Vzhledem k tomu, co jsem napsal před okamžikem, je tvrzení, že Nehalem (Westmere) je stále jen znatelně vylepšeným Pentiem z dřevních dob počítačů pravdivé, stejně jako to, že Phenom II z velké části vděčí za svůj rodokmen prvním Athlonům. Tento setrvalý stav věci plánuje Intel udržet minimálně s příští architekturou Sandy Bridge a zcela nový koncept přijde až s jejím nástupcem – Haswell. Ta se objeví ale až za dva roky, pionýrem v tomto směru bude tedy AMD. Tento odvěký rival Intelu se totiž rozhodl, že zboří všechna zažitá pravidla x86 procesorů, a jako první zaexperimentuje s architekturou zcela novou nenavazující na žádný předchozí produkt. AMD vyvíjelo architekturu Bulldozer zcela od "podlahy". Jistě, některé prvky jsou shodné se stávajícími čipy (Hyper-Transport, IMC, CPU-NB atd.), většina procesoru jako takového je ale zcela nová. Tento krok vyžadoval jistě velkou odvahu, ale cesta průkopníků nebývá jednoduchá. Zdali se tato odvaha AMD vyplatí uvidíme až ve chvíli, kdy se procesory dostanou na trh.

Bulldozer – serverová architektura

Tady musím podotknout, že Bulldozer byl vyvíjen hlavně s ohledem na servery a pracovní stanice (stejně jako první čipy architektury K8 nebo také Intel Nehalem). Veškerá jeho architektura je optimalizována pro výpočty a standardy v tomto segmentu trhu. Zde se nabízí asociace s architekturou Fermi, jež NVIDIA také vyvíjela primárně pro tento trh a ve hrách pak nebyl její výkon tak přesvědčivý. AMD pečlivě analyzovalo požadavky, aplikace a využití instrukčních sad, kódů a činností jež se provádí v serverovém světě. Těm také svou architekturu Bulldozer vytvářelo " na míru". Nešlo tedy primárně o maximální výkon pro jedno-vláknové (single-thread) aplikace, ale o maximalizaci multi-thread (více-vláknových) aplikací za cenu snížení spotřeby na možné technologické minimum. To nám také dává vodítko, že nárůst výkonu v běžných, starších aplikacích bez podpory více jader bude vůči dnešním procesorům jen malý, možná dokonce i vyrovnaný.

Vraťme se na okamžik do historie serverových procesorů, kde AMD nad Intelem jasně vítězila od roku 2003 do 2006. V nejvýkonnějších 4P serverech mělo AMD50 procentní podíl na trhu. První těžkou ránu ale AMD serverům zasadil Intel v roce 2006 s architekturou Core 2 a novými Xeony na ní postavenými. Čtyřjádrové "slepence" s jádrem Kentsfield byly zajímavé výkonově i spotřebou. První várka 65nm Phenomů vylepšené architektury K8 (10h) spíše prodejům uškodila, díky přehnané medializaci poměrně nevinné chyby v TLB bufferu. Pošramocená pověst se ale těžko napravuje, a klesající trend zájmu o serverové procesory AMD trvá až dodnes.

Intel upevnil svou pozici roku 2008 uvedením čipů architektury Nehalem, která smazala všechny výhody konkurenčních procesorů (QPI, IMC). Procesory postavené na Nehalem byly výkonnější a měly nižší spotřebu než jakýkoliv Opteron v nabídce AMD. To se na chvíli změnilo s čipy osazenými jádry Instanbul, jež si ale užily své výsluní jen krátce. Intel je brzy následoval s s osmijádrovými čipy Nehalem-EX a prvními 32nm čipy architektury Westmere. Vůči této konkurenci nasadilo AMD letos procesory s jádrem Magny Cours složené ze dvou šestijádrových bloků. Velkým problémem je ale cena tohoto "slepence". Výroba je totiž dražší než u konkurence, hlavně díky velikosti jádra. Jádro procesoru Magny Cours je +/- 700mm čtverečních proti 250mm čtverečním u serverového čipu Westmere. I přes vyšší náklady, musí ale AMD tyto čipy prodávat levněji než konkurence a tudíž s relativně malou marží. I přes výhodnější cenu se ale trží podíl AMD stále zmenšuje a nyní má Intel 93,5 procent podílu trhu se servery a AMD jen 6,5 procent. Právě tento segment chce ale AMD zpět, dalo tedy vše do jediného cíle – vytvořit architekturu, která je znova v tomto segmentu vynese na vrchol a před Intel. Touto architekturou je Bulldozer.

AMD u Bulldozeru tedy hlavně vsází na multi-thread výkon, kdežto Intel stále preferuje co nejvyšší výkon v single-thread aplikacích. Tomu odpovídá i nastavení funkcí Turbo jak jsou dnes implementovány. Jak už ale bylo řečeno, AMD chce zpět hlavně tržní podíl v segmentu kde se vydělává – servery a tam bude právě vyšší multi-thread výkon a nízká spotřeba alfou i omegou i v následujících letech.



 
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
153 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 68.5Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.