Amd, ibm och Intel pekar vägen mot nya processorer

Vid förra veckans Hot Chips-konferens hörde vi mycket om de processorer vi kommer att se nästa år, med AMD med sin Zen-arkitektur och IBM som fokuserar på sin Power9-processor. Samtidigt gav Intel lite mer information om de redan levererade Skylake (7: e generationens Core) -chips och de nya Kaby Lake-versionerna.

AMD Zen

AMD avslöjade lite mer om den Zen-arkitekturen som den tillkännagav veckan innan. Som nämnts då kommer det första chipet som använder denna arkitektur att kallas Summit Ridge och kommer att vara en 8-kärnars, 16-tråds processor som är inriktad på marknaden för desktopentusiast. Det beror på fartygets volym under det första kvartalet 2017 och kommer att följas under andra kvartalet nästa år av ett 16-kärnars 32-trådschip som heter Naples som kommer att riktas till servrar. Dessa båda kommer uppenbarligen att byggas av GlobalFoundries på sin 14nm-process.

AMD gav mer information om mikroarkitekturen som ligger till grund för varje kärna, inklusive hur den nya kärnan möjliggör förbättrad grenprognos, en stor operationscache, större instruktioner, snabbare cachar, fler schemaläggningsfunktioner och samtidig multitrådning (SMT), vilket gör att den kan köra två trådar per kärna. Kombinationen, sade företaget, borde ge Zen en 40 procents förbättring av instruktioner per klocka, jämfört med dess tidigare grävmaskinskärna.

CPU-komplexet använder fyra av dessa kärnor, var och en med 512K L2-cache, plus 8 MB 16-vägs associerande delad nivå 3-cache. Kort sagt, det borde vara mycket mer konkurrenskraftigt med dagens Intel-erbjudanden på heltalstillämpningar. Den har stöd för AVX2-tillägg utöver alla gamla AVX- och SSE-instruktioner. Det finns två flytpunktsenheter, var och en med separata multiplikations- och tilläggsrör som kan kombineras för 128-bitars smälta multiplikat-tilläggsinstruktioner (FMAC), men de två enheterna kan inte kombineras för att behandla 256-bitars AVX2-instruktioner i en enda steg som med Intels Core-processorer.

I sina inledande implementeringar ser Zen ut att vara konkurrenskraftig för stationära mellanstationer och servrar med låg till medelstora intervall. Jag tror att det bara kan hjälpa Intel att ha en riktig konkurrent, särskilt för Xeon-servrar.

IBM Power 9

I den andra änden av marknaden, för avancerad och högpresterande datoranvändning, avslöjade IBM ytterligare information om sin Power9-familj, som planeras vara tillgänglig under andra halvåret nästa år. Dessa chips är konstruerade för att tillverkas på en 14nm process och består av ungefär 8 miljarder transistorer.

Power9 har en ny mikroarkitektur som IBM säger ger mer prestanda per tråd, med chips upp till 24 kärnor och 120 MB nivå 3-cache. Detta inkluderar en ny instruktionsuppsättningsarkitektur, känd som Power ISA v. 3.0, med fyr-precisions flytande punkt och 128-bitars decimaltal med heltal, utformad för att bättre stödja förbättrade aritmetiska och SIMD-instruktioner. IBM betonade att rörledningarna inom varje kärna nu är kortare och mer effektiva för att få högre prestanda per cykel samt reducerad latens. Den innehåller en högkapacitet på chip-tyg som kan överstiga 7 TB / sekund samt stöd för 48 banor med PCIe 4 och Nvidia NV Link 2.0.

Jag trodde att en av de mest intressanta funktionerna i designen är att den kommer att finnas med antingen 24 kärnor med 4 trådar per kärna, designad för Linux; eller med 12 kärnor med 8 trådar per kärna, designad för PowerVM-ekosystemet, som främst används i IBMs egenutvecklade programvara. Var och en av dessa kommer att göras tillgängliga i en version som är optimerad för standard-2-socket-utskalning av datoranvändning, och i en version utformad för uppskalning, multi-socket-datoranläggning med buffrat minne anslutet. Detta motsvarar totalt fyra planerade implementationer mellan andra halvåret 2017 och slutet av 2018.

Intel Skylake och Kaby Lake

På Hot Chips fokuserade Intel mest på Skylake, den sjätte generationens Core-arkitektur som började leverera för ett år sedan.

De flesta detaljerna i chipet är välkända, men Intel betonade hur det inkluderar stöd för förbättrad instruktion per klocka och effekteffektivitet, med funktioner som stöd för snabbare DDR4-minne, en förbättrad sammanhängande intern struktur och en ny inbäddad DRAM-cache-arkitektur, vilket möjliggör snabbare grafik men också användbar i andra funktioner. En av dessa nya funktioner kallas Speed ​​Shift och är ett nytt sätt att låta processorn köra med en snabbare hastighet under en kort tid, som en del av Turbo-läget. Den lägger också till en minneskrypteringsmotor som en del av Intels säkerhetsfunktion Software Guard Extension (SGX).

På grafik stöder Skylake nu mellan 24 och 72 "exekveringsenheter" samt stöd för nya standarder som Direct X 12, Vulkan, Metal och Open CL 2.0. Intel sade att detta har möjliggjort upp till 1 teraflop av datorkraft inom grafiksystemet.

Skylake-system är allmänt tillgängliga. Faktum är att Intel tillkännagav nästa steg, den sjunde generationens Core-arkitektur, känd som Kaby Lake. Kaby Lake förhandsvisades på Intel Developer Forum tidigare denna månad, men företaget gav mer information om de första specifika produkterna.

I höst levererar Intel sex chips, tre som använder 4, 5 watt och är designade för de tunnaste surfplattorna och 2-i-1: er (märkt m3, i5 och i7, som en del av Y-serien), och tre som använder 15 watt, designad för mer traditionella bärbara datorer (U-serien). Alla är två kärn- / fyra trådkonstruktioner. Delar för stationära datorer, arbetsstationer och företagsbärbar dator kommer att komma ut i början av nästa år.

Den stora förändringen här verkar vara en ny process som Intel ringer 14nm + som innehåller högre fenhöjd och större grindhöjd, så det är faktiskt lite mindre tätt än de tidigare versionerna. Intel säger att det också innehåller förbättrad transistorkanalstam. Fördelen här är att detta gör att de nya chips kan köras i ett snabbare turbo-läge, och en förbättrad version av Speed ​​Shift-tekniken låter den växla till högre hastighet ännu snabbare. Till exempel har den senaste versionen av 4, 5-watt kärnan i7 (i7-7Y25) en bashastighet på 1, 3 GHz, men kan nu gå upp till 3, 6 GHz under korta perioder jämfört med 3, 1 GHz för den aktuella m7 -6Y75. Sammantaget hävdar Intel en ökning av processprestandan med 12 procent, med en webbprestanda på upp till 19 procent.

Den enda andra verkliga funktionsskillnaden är ett nytt videosystem, som inkluderar full maskinvaruacceleration för 4K och HEVC 10-bitars kodning och avkodning, samt för avkodning av Googles VP9-format. Intel sade att de nya chips kan koda och avkoda HEVC 4K-video i realtid och kan stödja 9, 5 timmars 4K-videouppspelning med HEVC.

Intel lyfte fram hur mycket chips som har förändrats under det senaste decenniet, från 65nm Merom-processor 2006 till dagens Skylake. Dagens chips är 3 till 5 gånger snabbare medan de stöder system som använder hälften av den totala skrivbordseffekten (TDP) från de tidigare systemen, vilket gör dem upp till tio gånger mer effektiva. Sammantaget, enligt Intel, är dagens marker fem gånger tätare än de tidigare chips - vilket, även om det inte följer den traditionella skalningen av Moore's Law, fortfarande är ganska imponerande.