Video: COME SCEGLIERE LA CPU INTEL (2020) (Novembre 2024)
Al suo Intel Developer Forum questa settimana, il produttore di processori ha rivelato per la prima volta i dettagli sul funzionamento interno della sua microarchitettura Skylake, che viene venduta come processori Core di sesta generazione.
Skylake sta appena iniziando a funzionare: le versioni "K" sbloccate destinate agli overclocker sono state annunciate a Gamescon un paio di settimane fa, ma il lancio principale dell'ampia gamma di chip ora sembra fissato per il 1 settembre. Di conseguenza, Intel non ha discusso pubblicamente i dettagli di quali parti specifiche verranno svelate, oltre a suggerire che sarà una gamma molto ampia di prodotti.
In effetti, quello era il punto più grande che Julius Mandelblat, ingegnere di principio senior e capo di Skylake, stava cercando di chiarire nel descrivere l'architettura del forum. Ha osservato che quando il team ha iniziato a lavorare al progetto cinque anni fa, il piano era quello di creare un'architettura client tradizionale, estendendo la gamma da quelli che allora venivano chiamati notebook "sottili e leggeri" ai desktop, una gamma di circa 3 volte i requisiti di alimentazione. Poi è arrivata la spinta per gli ultrabook, che sono ancora più sottili, prima ancora di notebook e tablet a basso consumo. Il prodotto finale deve supportare una gamma di 20X di potenza, a partire da 4, 5 watt (per la serie M, utilizzato in notebook fanless, tablet e 2 in 1) fino a 91 watt nella configurazione di base del desktop K superiore prodotti.
Entrare in nuovi fattori di forma ha richiesto una grande attenzione all'efficienza energetica, ha affermato Mandelblat. Quindi il System-on-chip (SoC) finale potrebbe utilizzare dal 40 al 60 percento in meno di energia su cose come la riproduzione e la conferenza video, così come la potenza inattiva, e anche estendere il set di chip IO per supportare i nuovi dispositivi, in particolare aggiungendo un'immagine singolo processore.
Una cosa che Mandelblat ha chiarito nei commenti dopo la presentazione era che l'attenzione era rivolta alle prestazioni per watt, non alle prestazioni grezze. Quando gli ho chiesto del relativamente piccolo aumento delle prestazioni che è stato riportato per la serie Skylake K rispetto alle precedenti serie Haswell, Patrick Casselman, senior market manager della piattaforma, ha affermato che oggi non dovremmo esprimere giudizi. "Aspetta di vedere i prodotti mobili", ha detto, suggerendo che vedremo prestazioni molto migliori lì. Dopo la presentazione, Mandelblat ha affermato che per ottenere un grande miglioramento delle prestazioni sulle parti desktop sarebbe necessario concentrarsi su questo, con una varietà di modifiche al sistema, notando che non c'è un singolo collo di bottiglia ora, ma prestazioni piuttosto equilibrate.
È logico che Intel si stia concentrando sulla creazione di parti per una gamma molto ampia di dispositivi anziché su prestazioni desktop pure, ma è un grande cambiamento rispetto a dove il design del microprocessore era destinato non molto tempo fa.
Nella presentazione, Mandelblat ha esaminato la progettazione della microarchitettura in modo molto più dettagliato, mostrando un diagramma di base dei cambiamenti nell'architettura (mostrato nella parte superiore di questo post) sebbene notando che non tutte le parti basate su Skylake hanno tutte queste caratteristiche. Le principali modifiche includono un'interconnessione ad anello migliorata tra i core della CPU, un processore di segnale di immagine integrato (ISP) per il supporto della fotocamera, grafica migliorata, alcune nuove funzionalità di sicurezza e maggiore attenzione per consentire l'overclocking.
Per i tradizionali core della CPU x86 (che ha chiamato core IA), Mandelblat ha affermato che uno dei grandi cambiamenti è stato la "configurabilità" con diverse configurazioni core per i server rispetto ai client, affermando che molte funzionalità del server non avvantaggiano il client. Sul lato client, i core includono un front-end migliorato con una previsione dei rami migliorata, buffer out-of-order più profondi, unità di esecuzione migliorate e un sottosistema di memoria avanzato che consente ai core di ottenere maggiore larghezza di banda dalle cache di memoria.
Una cosa che si è distinta è stata una maggiore ottimizzazione della potenza, con una maggiore capacità di arrestare parti del processore quando non vengono utilizzate, in particolare le estensioni AVX, e un'attenzione particolare alla capacità di riprodurre video e contenuti multimediali con molta meno energia. Ha detto che c'è stato un grande miglioramento nel consumo di energia al minimo.
Al di fuori dei core, il prodotto include nuove soluzioni cache e di memoria. Ha osservato che da quando l'architettura ad anello è stata introdotta diversi anni fa, un grande cambiamento è che parte della larghezza di banda viene ora consumata da cose esterne ai core, incluso in particolare il sottosistema grafico. Questa ha una nuova architettura cache DRAM incorporata (generalmente utilizzata nelle versioni con grafica Iris Pro) che ora può essere utilizzata come cache lato memoria. L'architettura è ora progettata in modo che elementi come l'elaborazione del segnale di visualizzazione e dell'immagine possano fornire una qualità del servizio più coerente.
"Questo progetto era molto incentrato sulla potenza", ha affermato Mandelblat, rilevando che la microarchitettura includeva l'ottimizzazione della potenza in ogni blocco e interconnessione. Ad esempio, la risoluzione del display potrebbe aumentare del 60 percento con un aumento del 20 percento della potenza, consentendo in tal modo un migliore utilizzo dei display ad alta risoluzione. Se risparmi energia in una parte del dado, puoi usarla in un'altra. Ciò farebbe una particolare differenza di prestazioni nei progetti senza ventole, in cui una minore potenza in parti del chip non utilizzate consente di utilizzare più potenza dalla CPU o dai core grafici.
Uno dei maggiori cambiamenti è l'inclusione di un processore di segnali di immagine e il supporto per le telecamere direttamente all'interno del SoC stesso, invece di fare affidamento su un chip ISP separato. Mentre questo è comune in un numero di processori mobili, questa è la prima volta che Intel effettua l'integrazione. Ciò è necessario per fattori di forma più piccoli, ha affermato Mandelblat, poiché elimina un processore aggiuntivo per la fotocamera, comporta una riduzione della distinta dei materiali e consente una migliore ottimizzazione della potenza poiché il sistema può gestirlo insieme alle altre funzioni.
Skylake è in grado di supportare fino a quattro telecamere, due simultaneamente, consentendo telecamere rivolte verso se stesse e rivolte verso il mondo con sensori fino a 13 MP. Può supportare funzionalità come video 1080p a 60 fotogrammi al secondo o video 2.160 (4K) a 30 fotogrammi al secondo, nonché otturatore smile, acquisizione di scatti, HDR e registrazione di fermi immagine a piena risoluzione durante la registrazione video. Ciò dovrebbe essere positivo per il mercato dei tablet, ma si noti che i processori mobili di fascia alta ora possono supportare fotocamere con risoluzione ancora più elevata.
Altre modifiche includono una serie di miglioramenti della sicurezza. I principali tra questi sono Software Guard Extensions (SGX), un insieme di istruzioni per un'applicazione per l'avvio di un ambiente di esecuzione affidabile noto come enclave. Ciò consente all'applicazione di mantenere un segreto - codice o dati - rispetto al resto del processore, evitando così numerosi attacchi basati sull'hardware. L'architettura ha anche una funzione chiamata Memory Protection Extensions (MPX), che verifica il limite della memoria prima dell'accesso, assicurandosi così che l'accesso rientri nella memoria allocata per il processo, eliminando uno dei tipi più comuni di attacchi.
Altre modifiche includono una maggiore efficienza energetica nel chipset e il supporto per PCI Express 3.0, una maggiore focalizzazione sull'IO (specialmente per le versioni mobili) e una maggiore velocità dell'IO. C'è anche un audio migliorato e un hub sensore integrato.
Il chip è stato progettato per consentire l'overclocking, come visto nelle versioni K, supportando fino a 83 passi con incrementi di 100 MHz, con un massimo teorico di 8, 3 GHz (e già alcune dimostrazioni a 7 GHz con raffreddamento ad azoto liquido).
Una presentazione separata sulla grafica Skylake di David Blythe, collega Intel e direttore dell'architettura grafica, ha discusso di ciò che Intel chiama il suo sottosistema grafico Gen9.
Ha parlato di come negli ultimi sei anni di progetti Core, le prestazioni grafiche sono aumentate notevolmente dal supportare fino a 10 unità di esecuzione (UE) con 43 gigaflop di prestazioni sui progetti Core originali fino a 48 unità di esecuzione e 768 gigaflop al massimo fine dei chip Broadwell. Con Skylake, ha detto, ci vuole un altro salto, consentendo fino a 72 UE e 1152 gigaflop. (Nota Intel offre in genere una varietà di versioni con diverse quantità di grafica.) Ha detto che le prestazioni complessive nella grafica sono aumentate di oltre 100 volte in quel periodo, in base ai risultati di 3DMark.
Oltre a solo un numero maggiore di UE, ci sono miglioramenti nei vari modi in cui vengono utilizzati, individualmente e come "sezioni", per impostare 24 UE. Ci saranno diverse versioni con diversi numeri di UE. In particolare, GT2 utilizzerà una sezione (e quindi 24 UE), GT3 utilizzerà due sezioni (48 EU) e la nuova GT4 ne utilizzerà tre (72 UE). Blythe ha detto che ci sono stati aumenti di throughput di grandi dimensioni per slice, così come più slice nella fascia alta, con la possibilità di ridimensionare la fascia bassa.
Skylake supporta anche le API più recenti, tra cui Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 e Open GL 4.4. Ha anche migliorato le funzionalità multimediali, con supporto per video HEVC, VP8 e MJPEG, una nuova modalità video a sincronizzazione rapida per applicazioni in tempo reale a bassa potenza come le videoconferenze e nuove funzionalità di imaging RAW.
