Intel skylake informācija parāda, kā mainījusies skaitļošana

Intel izstrādātāju forumā šonedēļ procesora izgatavotājs pirmo reizi atklāja informāciju par Skylake mikroarhitektūras, kas tiek pārdota kā sestās paaudzes Core procesori, iekšējo darbību.

Skylake tikai sāk parādīties - atbloķētās “K” versijas, kuru mērķis ir pārspīlēt bloķētājus, pirms pāris nedēļām tika paziņotas Gamescon, taču šķiet, ka galvenā plašā mikroshēmu klāsta atklāšana ir paredzēta 1. septembrim. Tā rezultātā Intel nav Publiski neapspriedām detaļas, kuras konkrētās detaļas tā atklās, izņemot to, ka varētu domāt, ka tas būs ļoti plašs produktu klāsts.

Patiešām, tas bija lielākais punkts, ko Julius Mandelblat, vecākais inženieris un Skylake vadītājs, mēģināja izteikt, aprakstot foruma arhitektūru. Viņš atzīmēja, ka tad, kad komanda sāka darbu pie projekta pirms pieciem gadiem, plāns bija izveidot tradicionālu klienta arhitektūru, kas aptvertu diapazonu no tā laika, kas toreiz tika dēvēts par “plāniem un viegliem” piezīmjdatoriem, līdz galddatoriem, diapazons aptuveni 3X pēc enerģijas patēriņa.. Pēc tam nāca spiediens uz ultrarabooks, kas ir vēl plānāki, pirms vēl mazāku jaudu piezīmjdatoriem un planšetdatoriem. Galaproduktam ir jāatbalsta jaudas diapazons ar 20X jaudu, sākot no 4, 5 vatiem (M sērijai, ko izmanto piezīmjdatoros bez ventilatoriem, planšetdatoriem un 2-in-1s) līdz 91 vatiem galvenā K darbvirsmas pamatkonfigurācijā. produkti.

Lai iekļūtu jaunās formas faktoros, bija jāpievērš liela uzmanība energoefektivitātei, sacīja Mandelblats. Tātad galīgā sistēma mikroshēmā (SoC) varētu izmantot par 40 līdz 60 procentiem mazāk enerģijas tādām lietām kā video atskaņošana un konferences, kā arī dīkstāvei, kā arī paplašināt IO mikroshēmu komplektu, lai atbalstītu jaunās ierīces - it īpaši pievienojot attēlu viens procesors.

Viena lieta, ko Mandelblats komentāros pēc prezentācijas skaidri pateica, bija tas, ka galvenā uzmanība tika pievērsta veiktspējai uz vienu vatu, nevis neapstrādātam sniegumam. Kad jautāju viņam par salīdzinoši nelielo Skylake K sērijas veiktspējas pieaugumu, salīdzinot ar iepriekšējām Haswell sērijām, vecākais platformas tirgus vadītājs Patriks Kaselmans sacīja, ka mums šodien nevajadzētu spriest. "Pagaidiet, līdz redzēsit mobilos produktus, " viņš teica, iesakot, ka mēs tur redzēsim daudz labāku sniegumu. Pēc prezentācijas Mandelblat sacīja, ka, lai panāktu lielu darbvirsmas detaļu veiktspējas uzlabojumu, būs jāpievērš uzmanība tam, veicot dažādas sistēmas izmaiņas, atzīmējot, ka tagad nav neviena sašaurinājuma, bet gan līdzsvarota veiktspēja.

Ir saprātīgi, ka Intel koncentrējas uz detaļu radīšanu ļoti plašam ierīču klāstam, nevis tikai uz darbvirsmas veiktspēju, taču tas ir lielas pārmaiņas salīdzinājumā ar to, kur ne pārāk sen bija paredzēts mikroprocesora dizains.

Prezentācijā Mandelblat daudz detalizētāk apskatīja mikroarhitektūras dizainu, parādot arhitektūras izmaiņu pamata diagrammu (parādīta šīs ziņas augšpusē), lai gan atzīmēja, ka ne katrai Skylake balstītajai daļai ir visas šīs funkcijas. Lielākās izmaiņas bija uzlabots gredzenveida savienojums starp CPU kodoliem, integrēts attēla signāla procesors (ISP) kameras atbalstam, uzlabota grafika, dažas jaunas drošības funkcijas un lielāka uzmanība tika pievērsta pārspīlēšanas atļaušanai.

Attiecībā uz tradicionālajiem x86 CPU kodoliem (kurus viņš sauca par IA kodoliem), Mandelblats sacīja, ka viena no lielajām izmaiņām ir "konfigurējamība" ar dažādām serveru galveno konfigurācijām salīdzinājumā ar klientiem, sakot, ka daudzas servera funkcijas nedod klientam labumu. Klienta pusē kodolos ietilpst uzlabota priekšējā daļa ar uzlabotu filiāļu prognozēšanu, dziļāki buferi ārpus pasūtījuma, uzlabotas izpildes vienības un uzlabota atmiņas apakšsistēma, kas ļauj kodoliem iegūt lielāku joslas platumu no atmiņas kešatmiņām.

Viena no lietām, kas izcēlās, bija palielināta enerģijas optimizācija ar lielāku iespēju izslēgt procesora daļas, kad tās netiek izmantotas, īpaši AVX paplašinājumus, un īpaša uzmanība tika pievērsta video atskaņošanas un multivides atskaņošanai ar daudz mazāk enerģijas. Viņš sacīja, ka dīkstāves enerģijas patēriņš ir ievērojami uzlabojies.

Ārpus serdeņiem produkts satur jaunus kešatmiņas un atmiņas risinājumus. Viņš atzīmēja, ka kopš gredzena arhitektūras ieviešanas pirms vairākiem gadiem lielas izmaiņas ir tādas, ka tagad lielāku joslas platumu patērē lietas ārpus kodoliem, it īpaši grafikas apakšsistēma. Tam ir jauna iegultās DRAM kešatmiņas arhitektūra (parasti tiek izmantota versijās ar Iris Pro grafiku), kuru tagad var izmantot kā atmiņas puses kešatmiņu. Tagad arhitektūra ir izstrādāta tā, lai tādas lietas kā displeja un attēla signālu apstrāde varētu nodrošināt konsekventāku pakalpojumu kvalitāti.

"Šis projekts daudz attiecās uz jaudu, " sacīja Mandelblats, atzīmējot, ka mikroarhitektūra ietvēra enerģijas optimizāciju katrā blokā un savstarpējo savienojumu. Piemēram, displeja izšķirtspēja varētu palielināties par 60 procentiem, palielinot jaudu tikai par 20 procentiem, tādējādi ļaujot labāk izmantot augstas izšķirtspējas displejus. Ja ekonomējat enerģiju vienā presformas daļā, varat to izmantot citā. Tas radītu īpašu veiktspējas atšķirību bez ventilatoriem veidotos projektos, kur mazāka jauda nelietojamās mikroshēmas daļās ļauj CPU vai grafiskajiem kodoliem izmantot vairāk enerģijas.

Viena no lielākajām izmaiņām ir attēla signāla procesora un kameru atbalsta iekļaušana tieši pašā SoC, tā vietā, lai paļautos uz atsevišķu ISP mikroshēmu. Lai gan tas ir izplatīts vairākos mobilajos procesoros, šī ir pirmā reize, kad Intel veic integrāciju. Tas ir nepieciešams mazākiem formas faktoriem, sacīja Mandelblat, jo tas novērš papildu kameras procesoru, samazina materiālu rēķinu un ļauj labāk optimizēt jaudu, jo sistēma to var pārvaldīt līdztekus citām funkcijām.

Skylake var atbalstīt ne vairāk kā četras kameras - divas vienlaikus -, ļaujot kameras, kas vērstas uz sevi un pasauli, ar līdz 13 MP sensoriem. Tas var atbalstīt tādas funkcijas kā 1080p video ar ātrumu 60 kadri sekundē vai 2160 (4K) video ar ātrumu 30 kadri sekundē, kā arī smaida aizvaru, sērijveida uzņemšanu, HDR un pilnas izšķirtspējas fotoattēlu ierakstīšanu video ierakstīšanas laikā. Tam vajadzētu būt labam planšetdatoru tirgum, taču ņemiet vērā, ka augstākā līmeņa mobilie procesori tagad var atbalstīt vēl augstākas izšķirtspējas kameras.

Citas izmaiņas ietver vairākus drošības uzlabojumus. Galvenie no tiem ir programmatūras apsardzes paplašinājumi (SGX) - instrukciju komplekts programmai, lai palaistu uzticamu izpildes vidi, kas pazīstama kā anklāvs. Tas ļauj lietojumprogrammai saglabāt noslēpumu - vai nu kodu, vai datus - no pārējā procesora, tādējādi novēršot daudzus uz aparatūru balstītus uzbrukumus. Arhitektūrai ir arī funkcija ar nosaukumu Memory Protection Extensions (MPX), kas pirms piekļuves pārbauda atmiņas robežu, tādējādi pārliecinoties, vai piekļuve ietilpst procesam atvēlētajā atmiņā, novēršot vienu no biežākajiem uzbrukumu veidiem.

Citas izmaiņas ietver lielāku mikroshēmas enerģijas patēriņa efektivitāti un atbalstu PCI Express 3.0, lielāku IO fokusu (īpaši mobilajām versijām) un lielāku ātrgaitas IO. Ir arī uzlabots audio un integrēts sensora centrmezgls.

Mikroshēma ir veidota tā, lai ļautu pārspīlēt, kā redzams K versijās, ar tās atbalstu līdz 83 soļiem ar 100MHz pieaugumu ar teorētisko maksimumu 8, 3GHz (un jau daži demonstrējumi 7GHz ar šķidruma slāpekļa dzesēšanu).

Atsevišķā Intel līdzstrādnieka un grafikas arhitektūras direktora Deivida Blythe prezentācijā par Skylake grafiku tika runāts par to, ko Intel sauc par savas Gen9 grafikas apakšsistēmu.

Viņš runāja par to, kā pēdējo sešu gadu laikā no Core dizainiem grafikas veiktspēja ir dramatiski palielinājusies, atbalstot līdz 10 izpildes vienībām (ES) ar 43 gigaploku veiktspēju oriģinālajiem Core dizainiem līdz 48 izpildes vienībām un 768 gigaflokiem augstākā līmenī. Broadwell mikroshēmu beigas. Pēc viņa teiktā, izmantojot Skylake, ir nepieciešams vēl viens lēciens, atļaujot līdz 72 ES un 1152 gigaflopus. (Piezīme. Intel parasti piedāvā dažādas versijas ar atšķirīgu grafikas daudzumu.) Viņš sacīja, ka kopējais grafikas sniegums šajā periodā ir pārsniedzis 100 reizes, pamatojoties uz 3DMark rezultātiem.

Papildus nedaudz vairāk ES ir uzlabojumi dažādos to izmantošanas veidos, atsevišķi un “šķēlēs” - kopā 24 ES. Būs dažādas versijas ar atšķirīgu skaitu ES. Proti, GT2 izmantos vienu šķēli (tātad 24 ES), GT3 izmantos divas šķēles (48EU), bet jaunais GT4 izmantos trīs (72 ES). Blythe teica, ka bija liels caurlaidspējas palielinājums vienai šķēlei, kā arī vairāk šķēļu augstākajā galā, ar iespēju samazināt zemāko līmeni.

Skylake atbalsta arī jaunākas API, ieskaitot Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 un Open GL 4.4. Tas ir arī uzlabojis multivides iespējas, izmantojot atbalstu HEVC, VP8 un MJPEG video, jaunu ātras sinhronizācijas video režīmu mazjaudas reālā laika lietojumprogrammām, piemēram, video konferencēm, un jaunas RAW attēlveidošanas iespējas.