Hlavní stránka Hardware Procesory, paměti Jak moderní procesory obešly svoje výkonové limity
Jak moderní procesory obešly svoje výkonové limity
autor: Michal Rybka , publikováno 11.1.2020
Jak moderní procesory obešly svoje výkonové limity

Pro mnoho lidí je posledních dvacet pět let vývoje procesorů spíše fází stagnace. Navyšovaly se kmitočty, zvyšoval se počet jader – a to je tak všechno, říkají. Není to pravda, naopak: S tím, jak začaly procesory narážet na fyzikální limity, začali jejich architekti obcházet hranice chytrým designem. Často jsou to dost fascinující triky!


Dnes se můžeme smát chybám anebo se pohoršovat nad nedostatečným nárůstem výkonu, ale období 1995–2020 představovalo pro x86 spousty vnitřních změn architektury. Něco fungovalo, něco ne, někdy se dařilo Intelu, jindy jim vypálilo rybník AMD – nezapomínejme, IA-64 vychází z x86-64, které navrhlo AMD, zatímco se Intel lopotil s Itaniem! Stále ale narážíme na kmitočtovou bariéru – a zdá se, že cesta vpřed, přinejmenším krátkodobě, je ve zvyšování paralelizace. Dost možná její vrcholnou formou je integrace GPU do procesoru – nejde jen o to, že tak vznikne procesor schopný vytvářet i obraz, ale navíc získává možnost GPU computingu, tedy možnost využít specifického výkonu jednotek GPU například pro umělou inteligenci.

Přidávání dalších jader a jednotek do procesoru je logické: Opravdu náročné úlohy by mělo být možné naporcovat na více částí, které lze provést souběžně. Paralelizace je do značné míry náhrada toho, že jsme limitováni stabilním kmitočtem na rozumných teplotách. Extrémní overclocking je super sport, ale není to technologie vhodná pro každodenní použití. Pokud jde o kmitočty, jsme limitováni materiálovou fyzikou – a zatím nevidíme snadné řešení tohoto problému. Intel sliboval 10 GHz, ale reálně máme problémy i s polovinou tohoto kmitočtu.

Další revoluce může přijít s novými materiály, zvyšováním paralelizace anebo podobnými změnami. Kvantové počítače mají zatím speciální použití a i tak se zdá, že existuje rychlostní mez zpracování dokonce i pro kvantové počítače – kvantový rychlostní limit.

Buď jak buď – když jsem si o posledních dvaceti letech myslel, že byly z hlediska vývoje procesorů nudné, značně jsem se mýlil. Ve skutečnosti byly zajímavé celou řadou technologií, které jsou schované uvnitř procesorů. Techniky spekulativního vykonávání instrukcí, rozdělování úloh anebo predikce skoků patří mezi ty, které dnes ovlivňují reálné výkony procesorů do té míry, že je výrobci považuji za obchodní tajemství. A i když možná nejsou dokonalé a otevřely někdy vrátka problémům, jde o fascinující metody, které dovolily obejít rychlostní i prostorové limity a zrychlit výpočty tak, jak by to bez nich prostě nebylo možné.



Tagy: intel  amd  pentium  pentium pro  itanium  x86  


 
Komentáře k článku
RSS
Pouze registrovaní uživatelé mohou přidat komentář!
11.1.2020 13:13:53   86.49.224.xxx 733
Fajn prace Rybko, po dlouhy dobe neco co se mne libi. Thx
11.1.2020 14:03:35   86.49.3.xxx 7015
"Toms Hardware se jako internetové médium etablovalo na tom, že natočili test, kde Pentium III i Pentium 4 sejmutí chladiče přežilo, zatímco Athlon i Palomino dosáhly teplot 300 °C a prostě shořely, prostě zanikly se sloupkem kouře. Ve své době to byla solidní kauza!"


problem byl v tom ze slo o cilenou akci intelu a pouzila se deska ktera ignorovala specifikace amd ktere resily prave problem prehrati. takze ne kauza, ale vykalkulovane svinstvo
11.1.2020 14:23:09   86.49.3.xxx 4511
a dost me prekvapuje ze zrovna clovek co se vydava za znalce HW siri ten blud dal, uz se to resilo tolikrat ze tos rybko fakt snad nemoh minout.
12.1.2020 01:10:10   185.99.65.xxx 199
ja muzu rict, ze v dobe kdy jsem objevil toto video jsem socket A sam mel. CPU nemely integrovane teplotni cidlo, ale cidlo bylo na zakladni desce. Mel jsem tenkrat desku gigabyte, zatizil jsem procesor, pres everest vycital teplotu, v biosu byl nastavitelny shutdown po 5 stupnich z 80 na 110. Nastavil jsem 80, vypnul vetrak, koukal na teplotu a cekal. Po asi 2 minutach teplota dosahla 77 a kdyz jsem cekal, ze to vyleze na 80 a pc se vypne, tak to prestalo merit a cidlo uplne prestalo ukazovat. Rychle jsem zapinal vetrak.... Tohle nebyla kauza - byl to proste pruser a intel toho vyuzil. Ja to chapu - kdo by to neudelal?
12.1.2020 01:29:49   86.49.3.xxx 225
takze problem byl opet v MB.
12.1.2020 06:08:50   213.226.209.xxx 187
Jj ta kauza byla smesna Intel integroval ochranu o chvilku driv nez AMD a hned to takhle nechal odreprezentovatv nerealnem scenari jak konkurence hori
12.1.2020 10:14:04   81.201.58.xxx 57
Já si to pamatuji takto:

AMD uvedlo nové procesory, které měli integrované čidlo teploty a které mělo být schopno reagovat rychle na změny teploty narozdíl od starých, kde bylo pod socketem a na spadnutí chladiče neměli šanci zareagovat.

Tom's Hardware otestovali tento novy CPU při sundání chladiče, ale se starou deskou, která neuměla toto čidlo číst a reagovat na něj.
12.1.2020 16:28:32   86.49.3.xxx 310
Rozbalit komentářPříspěvek byl automaticky zabalen pro velké množství negativních hlasů.
12.1.2020 17:18:18   81.201.58.xxx 40
Jestli všechno nevím, ale to čidlo tam je:
https://cal.equipment/doc/AMD/25443.pdf
12.1.2020 17:41:32   86.49.3.xxx 76
ale MB ho nepodporoval, takze porad chyba MB
14.1.2020 06:06:18   62.240.191.xxx 31
Pokud deska novou vlastnost nepodporovala a ani neměla podporovat, proč by to měla být její chyba?

Jakým způsobem jste vyloučil chybu Tom's Hardware?
14.1.2020 07:41:09   213.226.209.xxx 91
to nebyla chyba, ale úmysl

na trhu byl produkt, který danou fuknci podporoval, tak proč po takovém produktu nesáhli, když měli tu možnost a proč nedemonstrovali hoření v době, když Intel neměl ještě ochranu ? ;)

ono to bylo, tak že Intel zabudoval ochranu a díky tomu někde i ve hrách throttloval (narozdíl od AMD) a tak se přispěchalo s takovým "nereálným testem (protože ani vypnutí větráku nic nezpůsobilo muselo se jít dál odendat ho úplně )
16.1.2020 20:49:26   86.49.3.xxx 10
no tak ze je plnej internet, youtube, toho , ze to byla leva

mimochodem, mel jsem spoustu MAD CPU a prekvapive mi zadny neshorelo
13.1.2020 05:20:25   195.243.189.xxx 41
Hehe, tohle video jsem viděl snad 100x

Nicméně v době, kdy jsem měl Athlon XP 1700+ na jádře Thoroughbred a při laborování jsem ho poškodil natolik, že nebyl schopný dál pracovat, jsem se rozhodl provést stejný test.

Dal jsem ho do desky MSI K7N2 Delta-L bez chladiče a počítač zapnul. Dokonce i na takové desce (v té době to byla výborná deska), žádná ochrana teplotním čidlem nefungovala a z jádra se krásně zakouřilo
14.1.2020 06:12:31   62.240.191.xxx 22
Uměla číst teplotu přímo z CPU?
Podle toho co jsem našel měla teplotní čidlo pod socketem, které nemá šanci zareagovat. Jestli byla schopná pracovat s interním čidlem jsem nenašel.

Mělo to nějaké nastavení na čidlo z CPU v BIOSu?
16.1.2020 20:51:28   86.49.3.xxx 10
vyborna deska to byla, mel jsem ji taky a dokonce ji tu mam i v supliku jeste


ale otazka je jak moc bylo CPU poskozeny + nevim jestli to ochranu mela nebo ne, ja obvykle CPU uplne bez chladice nepouzivam, natoz abych na tom spoustel hry

tj. nerealna situace majici ukazat neco co je ti uplne k nicemu jako raytracing
11.1.2020 15:31:44   78.102.210.xxx 100
V dobách procesorových řezů (Intel 3000 nebo AM2900) byly mikroinstrukce naopak základem pro tvorbu instrukcí. A teď se to, koukám, zase rozkládá zpátky Móda se holt vrací...
12.1.2020 10:19:04   81.201.58.xxx 58
"V té době jsme si všichni dělali legraci z toho, jak Intel přejmenoval procesor z námi očekávané 80586 na Pentium – a to proto, že jsme nevěděli, jak radikální změny to představuje."

Já si tedy z názvu legraci nedělal a ani neznám někoho, kdo to měl zapotřebí. Proč to autor dělal?

Tento text může vzbuzovat dojem, že autor nezná skutečný(logický/oficiální?) důvod, proč došlo k této změně označování.

To si opravdu nepamatujete jak "zoufale" sháněl název?
13.1.2020 10:37:45   80.188.227.xxx 50
Hlavní důvod proč bylo použito slovo místo čísla byla možnost patentové ochrany.
Amd mohlo vyrábět svůj procesor s názvem AMD 486 ale AMD Pentium už vyrábět nemohlo.
14.1.2020 06:04:25   62.240.191.xxx 22
Já vím, že šlo o patent - číslo nešlo patentovat, proto hledali název - jak píši.

Ale Rybka z mě nepochopitelného důvodu dává do souvislostí změnu názvu a technické inovace.
12.1.2020 19:37:15   91.225.85.xxx 244
Omlouvám se, ale nechápu jak někdo může napsat blbost "Je to inteligence ukrytá přímo v silikonu" Ze silikonu se dělají robertky a prsa. Když už budete překládat článek odněkud, tak prosím "Silicon" je křemík. Děkuji.
12.1.2020 21:26:04   86.49.108.xxx 174
Clanek byl zajimavy, ale ty "SILIKONY" z něho udělaný naprosty nesmysl.

Autor, ať kaskave pouziva KREMIK, nebo anglicke slovo SILICON, pokud chce byt COOL. Ale siliKon, to je proste v cestine nejaky polymer, ktery nema nic spolecneho s kremikem/siliconem.
12.1.2020 22:56:18   89.102.130.xxx 92
od C2Q to byla jen šňůra nudy, pouze vyplněná "povinnými technologiemi", takže za mě od C2Q až do IB jedna velká nuda, ani extra taktování SB nad nímž se někteří rozplývali mě nějak nebralo ani pak Haswell a jeho refresh ani Skylake kteří někteří i recenzenti brali jako dobrý upgrade za Sandy. IB taky nebyl žádný zázrak, ale sešlo se s vydáním PCI-E 3 plus velmi povedený 22nm proces kdy se výkon zvyšoval a příkon a teploty šly zase dolů - a s tím se dá vydržet i dneska bez nějakých velkých propadů výkonu. Od AMD je dnes ze starších použitelný na W10 akorát FX refresh - Phenom/Athlon schází moderní instrukce a podle toho padá výkon cca od vydání prvního Creator Update.
Jinak, určitě největší pokrok byl přechod na dvoujádra, tam byl cítit ten výkon a svěží odezva systému, další zlepšení co bylo takto citelné byl až nástup SSD.
Hlavně ta cenová revoluce, poslední zásah od AMD s 12nm R5 1600 je přímo famózní - šestijádro se SMT pod 2500,-
Podobně citelnou evolucí prošla optická média kdy vzhledově vypadají pořád stejně přesto rozdíl mezi prvním CD a nynějším vícevrstvým BR je také ohromný (a předchůdce CD je vlastně gramodeska...).
13.1.2020 10:19:37   185.148.214.xxx 30
Řekl bych že předchůdce CD je spíš laserdisc. Už to byla kombinace analogu a digitálu a data se snímaly bezdotykově.
13.1.2020 13:37:45   89.190.46.xxx 22
Já teda nevím, ale SB na 4,8 GHz je procesor, který AMD ve hrách překonalo až po nějakých sedmi, osmi letech.
13.1.2020 18:33:21   89.102.130.xxx 00
jediné zajímavé byly vysoké frekvence, jinak absolutně nic. IB už přišel s nižší spotřebou, novou PCI-E 3 a taky rozšířením USB 3.0, sešlo se toho víc, takže ta platforma jako celek byla po letech opravdu zajímavá. Kdo má vystačí dodnes. Hlavně v mobilním segmentu to byla pecka. A hlavně Xeony šly ještě to běžných patic, to byla taková labutí píseň, pak už šla jen spotřeba nahoru, Xeony do jiných patic. Po C2Q to byl dobrý důvod k upgradu, jednotlivosti u okolních generací prakticky nestály za řec
13.1.2020 20:06:00   213.226.209.xxx 20
Xeony jiné patice, nebo jiné chipsety ?
13.1.2020 22:27:57   78.102.88.xxx 11
Xeony jdou do běžných patic furt, důkaz: https://ark.intel.com/content/www/us/en/ark/products/193745/intel-xeon-e-2278g-processor-16m-cache-3-40-ghz.html
14.1.2020 14:45:26   93.99.138.xxx 40
Ten 12nm R5 1600 jsem si teď koupil a je to fakt pecka. Zvládá bez problémů 4,20 GHz při 1.4125V. Takže lepší takty jak R5 2600. Procesor za 2 490 Kč rozdrtí třikrát dražší konkurenci.
13.1.2020 00:37:09   78.102.88.xxx 10
Článek skvělý, chybí ještě zmínit Intel TSX, které je asi nejvýznamnější novinka v oblasti x86/amd64 od roku 2000.
14.1.2020 08:38:44   195.113.59.xxx 46
Je vtipné, jak do mnoha lidí marketing stále tlačí, že potřebují nový HW a hlavně výkonnější HW, přitom poměrně mnoho uživatelů, dle mého více než 70% uživatelů, vůbec lepší stroj nepotřebuje. Na prohlížeč, Office apod. bohatě stačí i CPU a k tomu daná konfigurace z roku 2008. Výkon CPU pro běžné smrtelníky sice vzrostl, ale k čemu? K lepšímu sledování porna? Lepšímu maštění her? K rychlejšímu rendrování nesmyslných videí s nulovou informační hodnotou na YT? Prostě čím více jader, tím více Adidas nebo tak nějak. A pak mě někdo povídejte, že člověk je z opice, to těžko. Určitě musíme pocházet z nějakého stádovitého zvířete, třeba ovce. Jinak to není možný.
14.1.2020 09:36:57   213.226.209.xxx 21
- ve skutečnosti potřebuješ živiny + vhodné prostředí a vše ostatní zvyšuje tvůj komfort stejně jako staré vs nové CPU s vyšší frekvencí, více jádry,instrukcemi atd. atd. )

- např. nějaký 100W C2D dnes nahradíš 15W CPU s lepším výkon i akcelerací multimédií = většina to nepotřebuje, ale komfort "ovcí" to zvýší a raději budu patřit do stáda, které si zvyšuje svůj komfort s úsporou energie než do stáda, které zatvrzele trvá na staromilství, i když není přínosem
14.1.2020 10:07:23   195.113.59.xxx 14
Ono s tou úsporou to není zas až tak horké, ne když vezmu v potaz to, že když od roku 2008 stačí bohatě C2D a díky komfortu se vynaloží úsilí, které tento rozdíl výkonu velmi dobře vyrovná a dokonce i předežene. Ale jinak máš pravdu. Jinak ještě se mi nezdá to zvýšení komfortu, zvýšením jader, frekvencí apod. Jakože namísto 5s bude stránka nabíhat 4s, to je tedy děs, ty 4s rozdíl. To je něco jako honba za rychlostí u SSD.
14.1.2020 10:07:57   195.113.59.xxx 02
1s rozdíl...
14.1.2020 10:26:58   213.226.209.xxx 01
nj jenže, když během 30s ušetříš 6s, tak už je na tom uživatelském komfortu znát a jelikož jsem si prošel postupným vývojem a přidáváním jader, tak celkový rozdíl je mnohem vyšší(rychlejší, systém se nezahlcuje atd. )
btw u rodičů mé ženy je stále C2D a někdy je to fakt o nervy > když je člověk zvyklý na lepší (a to tam mají jen Chrome a pouší YT )
- HDD vs SSD přinesl velký rozdíl ne kvůli přenosové rychlosti, ale hlavně díky přístupovým časům, kde HDD silně zaostává
14.1.2020 11:02:36   195.113.59.xxx 65
Ono hrozně záleží na schopnostech toho, kdo daný PC nastavuje a spravuje. Mám tu stroje s C2D, kde zatím nikdo nepoznal, že je to C2D a tipovali novou sestavu. Je to prostě vyladění OS, správná konfigurace a pracuje tam uživatel s Firefoxem, Thunderbirdem a Excelem. Navíc tento stroj běhá dobře o čtvrtinu rychleji, než jeho stroj doma, kde má 8 generaci Intel a kde se o něj já nestarám. Opravdu ten výkon bohatě stačí a ještě tak dva, tři roky stačit bude až, až. Problém je pouze v tom, že dnes je "ajťák" každý, kdo umí kliknout na soubor. exe. To je hlavní problém.
14.1.2020 11:29:46   213.226.209.xxx 22
C2D běhá o 25% rychleji než třeba 8700K ?
14.1.2020 13:36:10   195.113.59.xxx 53
Je rozdíl mezi papírovým - zde ne a pak reálným výkonem v praxi - zde ano. Samozřejmě, v onom konkrétním případě. Špatně nastavený PC, HDD, málo RAM, Windows 10, mnoho předinstalovaných nesmyslů od výrobce apod. a hned máš výkon sražený k zemi.
14.1.2020 17:55:51   37.188.148.xxx 41
Pokud budou prohlížet stránky z roku 2008 tak jim takový stroj stačit bude. Bohužel i ty se mění a díky milionu sajrajtu a reklam stoupá náročnost. Stejně tak ten šmejd od mrkvosoftu... Můžeš sice jet na XP nebo nějaké alternativě (Linux) ale spousta programů/periferií nepůjde.
Já třeba ty požadavky mám vyšší než těch zmíněných 70% tak jsem musel také cca po 6 letech provést upgrade a starý Hw (Pentium SB a NTB s i3 SB) poslat dále ne nenáročné použití, kde nahradili právě ty C2D kde už to moc komfortní používání nebylo.
Takže pokud nebude nějak extrémně stoupat náročnost SW tak by normální sestava těch 5 let určitě vydržet měla...
16.1.2020 20:57:42   86.49.3.xxx 21
Athlon II X4, SSD na SATA ,4GB ram (nehraje hry) - teda lemmings a mafii aktualne, je to lama, k tomu Radeon 5830 a lita to jak z praku. upgrade nanic. a to ani nemluvim o jejiom netobook s core2duo, uz bude mit 10 let a furt svezi a na internet vic nez dostacujici.

Redakce si vyhrazuje právo odstranit neslušné a nevhodné příspěvky. Případné vyhrady na diskuze(zavináč)pctuning.cz

219 čtenářů navrhlo autorovi prémii: 102.3Kč Prémie tohoto článku jsou již uzavřené, děkujeme za váš zájem.
Tento web používá k poskytování služeb soubory cookie.