Rumah Berpikir ke depan Detail skylake Intel menunjukkan bagaimana komputasi telah berubah

Detail skylake Intel menunjukkan bagaimana komputasi telah berubah

Video: Intelijen Korea Utara - Aiman eps 105 "Agen Korea Utara dari Jakarta?" bagian 1 (Oktober 2024)

Video: Intelijen Korea Utara - Aiman eps 105 "Agen Korea Utara dari Jakarta?" bagian 1 (Oktober 2024)
Anonim

Di Forum Pengembang Intel minggu ini, pembuat prosesor pertama kali mengungkapkan rincian tentang cara kerja internal mikroarsitektur Skylake, yang dijual sebagai prosesor Core generasi keenam.

Skylake baru saja mulai diluncurkan - versi "K" yang tidak terkunci yang ditujukan untuk overclocker diumumkan di Gamescon beberapa minggu yang lalu, tetapi peluncuran utama berbagai chip sekarang tampaknya ditetapkan untuk 1 September. Akibatnya, Intel tidak tidak akan secara terbuka membahas rincian bagian mana yang akan dibuka, selain untuk menyarankan itu akan menjadi rangkaian produk yang sangat luas.

Memang, itulah poin terbesar yang Julius Mandelblat, insinyur prinsip senior dan pemimpin Skylake, coba buat dalam menggambarkan arsitektur di forum. Dia mencatat bahwa ketika tim mulai mengerjakan proyek lima tahun lalu, rencananya adalah untuk menciptakan arsitektur klien tradisional, mulai dari apa yang kemudian disebut notebook "tipis dan ringan" hingga desktop, kisaran sekitar 3X dalam kebutuhan daya.. Kemudian muncul dorongan untuk ultrabook, yang bahkan lebih tipis, bahkan sebelum notebook dan tablet berdaya rendah. Produk akhir harus mendukung daya sebesar 20X, mulai dari 4, 5 watt (untuk seri M, digunakan pada notebook, tablet, dan 2-in-1 tanpa kipas) hingga 91 watt dalam konfigurasi dasar desktop K atas. produk.

Memasuki faktor bentuk baru diperlukan fokus besar pada efisiensi energi, kata Mandelblat. Jadi System-on-chip (SoC) final dapat menggunakan daya 40 hingga 60 persen lebih sedikit pada hal-hal seperti pemutaran video dan konferensi, serta daya idle, dan juga memperluas rangkaian chip IO untuk mendukung perangkat baru - terutama menambahkan gambar prosesor tunggal.

Satu hal yang Mandelblat jelaskan dalam komentar setelah presentasi adalah bahwa fokusnya adalah pada kinerja per watt, bukan kinerja mentah. Ketika saya bertanya kepadanya tentang peningkatan kinerja yang relatif kecil yang telah dilaporkan untuk seri Skylake K dibandingkan dengan seri Haswell sebelumnya, manajer pasar platform senior Patrick Casselman mengatakan kita tidak boleh menghakimi hari ini. "Tunggu sampai Anda melihat produk-produk ponsel, " katanya, menyarankan kita akan melihat kinerja yang jauh lebih baik di sana. Setelah presentasi, Mandelblat mengatakan bahwa untuk mendapatkan peningkatan kinerja besar pada bagian desktop akan memerlukan fokus pada hal itu, dengan berbagai perubahan sistem yang diperlukan, mencatat tidak ada hambatan tunggal sekarang, tetapi kinerja yang agak seimbang.

Masuk akal bahwa Intel berfokus pada menciptakan bagian-bagian untuk berbagai perangkat yang sangat luas alih-alih pada kinerja desktop murni, tetapi ini adalah perubahan besar dari tujuan desain mikroprosesor yang ditujukan belum lama ini.

Dalam presentasi tersebut, Mandelblat membahas desain arsitektur mikro secara lebih rinci, menunjukkan diagram dasar perubahan arsitektur (ditunjukkan di bagian atas posting ini), meskipun mencatat bahwa tidak setiap bagian berdasarkan Skylake memiliki semua fitur ini.. Perubahan terbesar termasuk interkoneksi cincin yang ditingkatkan antara inti CPU, prosesor sinyal gambar terintegrasi (ISP) untuk dukungan kamera, peningkatan grafis, beberapa fitur keamanan baru, dan lebih fokus untuk memungkinkan overclocking.

Untuk core CPU x86 tradisional (yang ia sebut core IA), Mandelblat mengatakan salah satu perubahan besar adalah "konfigurasi" dengan konfigurasi inti yang berbeda untuk server dibandingkan dengan klien, dengan mengatakan bahwa banyak fitur server tidak menguntungkan klien. Di sisi klien, core mencakup ujung depan yang lebih baik dengan prediksi cabang yang ditingkatkan, buffer out-of-order yang lebih dalam, unit eksekusi yang ditingkatkan, dan subsistem memori yang ditingkatkan yang memungkinkan core mendapatkan lebih banyak bandwidth dari cache memori.

Satu hal yang menonjol adalah peningkatan optimasi daya, dengan lebih banyak kemampuan untuk mematikan bagian-bagian prosesor ketika mereka tidak digunakan - khususnya ekstensi AVX - dan fokus khusus pada kemampuan untuk melakukan pemutaran video dan multimedia dengan daya yang jauh lebih sedikit. Dia mengatakan ada peningkatan besar dalam konsumsi daya idle.

Di luar inti, produk menyertakan solusi cache dan memori baru. Dia mencatat bahwa sejak arsitektur cincin diperkenalkan beberapa tahun lalu, perubahan besar adalah bahwa lebih banyak bandwidth sekarang dikonsumsi oleh hal-hal di luar inti, terutama termasuk subsistem grafis. Ini memiliki arsitektur cache DRAM baru yang tertanam (biasanya digunakan dalam versi dengan grafis Iris Pro) yang sekarang dapat digunakan sebagai cache sisi memori. Arsitekturnya sekarang dirancang sedemikian rupa sehingga hal-hal seperti tampilan dan pemrosesan sinyal gambar dapat memberikan kualitas layanan yang lebih konsisten.

"Proyek ini banyak tentang kekuatan, " kata Mandelblat, mencatat bahwa arsitektur mikro termasuk optimasi daya di setiap blok dan interkoneksi. Misalnya, resolusi layar dapat meningkat 60 persen dengan hanya peningkatan daya 20 persen, sehingga memungkinkan penggunaan layar resolusi tinggi yang lebih baik. Jika Anda menghemat daya di satu bagian dadu, Anda dapat menggunakannya di bagian lain. Ini akan membuat perbedaan kinerja tertentu dalam desain tanpa kipas, di mana daya yang lebih kecil di bagian chip yang tidak digunakan memungkinkan lebih banyak daya untuk digunakan oleh CPU atau core grafis.

Salah satu perubahan terbesar adalah dimasukkannya prosesor sinyal gambar dan dukungan untuk kamera langsung dalam SoC itu sendiri, daripada mengandalkan chip ISP yang terpisah. Meskipun ini biasa terjadi di sejumlah prosesor seluler, ini adalah pertama kalinya Intel melakukan integrasi. Ini diperlukan untuk faktor bentuk yang lebih kecil, kata Mandelblat, karena menghilangkan prosesor kamera tambahan, menghasilkan pengurangan bill-of-material, dan memungkinkan optimalisasi daya yang lebih baik karena sistem dapat mengelolanya bersamaan dengan fungsi lainnya.

Skylake dapat mendukung hingga empat kamera - dua secara bersamaan - memungkinkan kamera yang menghadap ke dunia dan yang menghadap ke dunia dengan sensor 13-MP. Ini dapat mendukung fitur seperti video 1080p pada 60 frame per detik, atau 2.160 (4K) video pada 30 frame per detik, serta smile shutter, capture capture, HDR, dan merekam gambar diam resolusi penuh selama perekaman video. Itu seharusnya baik untuk pasar tablet, tetapi perhatikan bahwa prosesor seluler kelas atas sekarang dapat mendukung kamera dengan resolusi lebih tinggi.

Perubahan lain termasuk sejumlah peningkatan keamanan. Salah satunya adalah Software Guard Extensions (SGX), satu set instruksi untuk aplikasi untuk meluncurkan lingkungan eksekusi tepercaya yang dikenal sebagai enklaf. Ini memungkinkan aplikasi menyimpan rahasia - baik kode atau data - dari bagian prosesor yang lain, sehingga mencegah banyak serangan berbasis perangkat keras. Arsitektur ini juga memiliki fitur yang disebut Memory Protection Extensions (MPX), yang menguji batas memori sebelum mengakses, sehingga memastikan akses masuk dalam memori yang dialokasikan untuk proses tersebut, menghilangkan salah satu jenis serangan yang lebih umum.

Perubahan lain termasuk lebih banyak efisiensi daya dalam chipset dan dukungan untuk PCI Express 3.0, lebih banyak fokus IO (terutama untuk versi mobile), dan lebih banyak IO kecepatan tinggi. Ada juga audio yang ditingkatkan dan hub sensor terintegrasi.

Chip ini telah dirancang untuk memungkinkan overclocking, seperti yang terlihat dalam versi K, dengan mendukung hingga 83 langkah dalam peningkatan 100MHz, dengan maksimum teoritis 8, 3GHz (dan sudah beberapa demonstrasi di 7GHz dengan pendingin nitrogen cair).

Presentasi terpisah tentang grafis Skylake oleh David Blythe, Intel dan direktur arsitektur grafis, membahas apa yang disebut Intel subsistem grafis Gen9.

Dia berbicara tentang bagaimana selama enam tahun terakhir desain Core, kinerja grafis telah meningkat secara dramatis dari mendukung hingga 10 unit eksekusi (UE) dengan 43 gigaflops kinerja pada desain Core asli hingga 48 unit eksekusi dan 768 gigaflops pada tertinggi akhir dari chip Broadwell. Dengan Skylake, katanya, dibutuhkan lompatan lagi, memungkinkan hingga 72 EU dan 1152 gigaflops. (Catatan Intel biasanya menawarkan berbagai versi dengan jumlah gambar yang berbeda.) Dia mengatakan kinerja keseluruhan dalam grafis naik lebih dari 100 kali dalam periode itu, berdasarkan hasil 3DMark.

Selain lebih banyak UE, ada peningkatan pada berbagai cara mereka digunakan, secara individu dan sebagai "irisan" - menyiapkan 24 EU. Akan ada versi yang berbeda dengan jumlah UE yang berbeda. Secara khusus, GT2 akan menggunakan satu slice (dan dengan demikian 24 EU), GT3 akan menggunakan dua slice (48EU), dan GT4 baru akan menggunakan tiga slice (72 EU). Blythe mengatakan ada peningkatan throughput besar per slice, serta lebih banyak irisan pada high-end, dengan kemampuan untuk menurunkan pada low-end.

Skylake juga mendukung API yang lebih baru, termasuk Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0, dan Open GL 4.4. Ini juga telah meningkatkan kemampuan media, dengan dukungan untuk video HEVC, VP8, dan MJPEG, mode video sinkronisasi cepat baru untuk aplikasi real-time berdaya rendah seperti konferensi video, dan kemampuan pencitraan RAW baru.

Detail skylake Intel menunjukkan bagaimana komputasi telah berubah