Огляд AMD FX
Протягом багатьох років ми очікували на появу нової архітектури процесорів від AMD. Вже протягом останніх чотирьох років ми знаємо, що незабаром з'явиться архітектура Bulldozer, яка зможе повернути позиції AMD у середньому та найвищому ціновому діапазоні. Поки компанія AMD розробляла свою новинку і кожні півроку відкладала випуск нових процесорів на новому ядрі, компанія Intel активно захоплювала ринки і представила настільки досконалі процесори, які здається замінити врятували чим вдасться. Але ні, нарешті, ми дочекалися і в магазини почали надходити процесори AMD FX на ядрі Bulldozer. Чого нового несуть у собі дані процесори? Нові процесори виготовляються за новим для нанометровому технологічному процесу. Даний технологічний процес ліг в основу створення процесорів AMD Llano, огляди яких були представлені на сайті Мега Огляд. При цьому компанія не має якої-небудь логіки створення нових перспективних рішень. Якщо компанія Intel досить агресивно освоює процесорний ринок, вона робить це послідовно. Як правило, спочатку анонсується новий технологічний процес, анонсується нова мікроархітектура процесорів. Ця черговість дозволяє не "розпорошувати" фінансовий бюджет компанії на безліч проектів. Компанія AMD не має жодної логіки у створенні нових перспективних рішень. Користувачі роками чекають на появу процесорів Bulldozer, а що буде за ним нікому не відомо. Навіть після анонсу нових процесорів, пам'ятаючи про проблеми з першими партіями процесорів AMD Phenom, користувачі остерігаються - чи нові процесори можна вже купувати?
Про появу будь-якої нової мікроархітектури процесорів післяBulldozer'а протягомнаступної п'ятирічки від AMD - ніхто й не очікує. Технологія K10 встигла змінити три покоління технологічного процесу виготовлення - від 65 нм до 32 нм, при цьому про її списання на даний момент не йдеться. Протягом цих п'яти років компанія збільшувала кількість ядер, грала з обсягами кеш пам'яті, збільшувала максимальний частотний потенціал, але це кардинально не збільшувало продуктивність процесорів. Стара архітектура K10 значно менш ефективно витрачає процесорний час на відміну від процесорів Intel Sandy Bridge. Тим самим, одні й самі обчислювальні блоки процесорів, що працюють на одній і тій же частоті, показують кардинально різні рівні продуктивності.
Чимало користувачів відзначать, то навіщо нам процесориAMD, якщо на ринку існують прекрасні рішення від Intel? Відповідь на це питання проста - необхідна постійна конкуренція. Крім AMD у сегменті персональних комп'ютерів у Intel немає конкурентів. Можливо, через кілька років компанія Samsung увірветься в даний сегмент ринку, і тоді ми зможемо забути про не зовсім вдалі рішення AMD, але на сьогоднішній день ми не можемо собі дозволити не зважати на AMD. Intel вже розробила нове покоління процесорів, які повинні замінити Intel Sandy Bridge. Анонс цих процесорів вже відкладався двічі. За прогнозами аналітиків це пов'язано з монопольним становищем Intel на ринку процесорів, тому вона не має необхідності продавати нові процесори, коли можна з успіхом заробляти на процесорах існуючого покоління.
Поява нових процесорівBulldozerна ринку дозволить дещо зміцнити позиції AMD, але не більше. Компанія не ставить свої процесори на противагу топовим рішенням Intel Core i7-2600, але періодичнопорівнює їх з ними, підкреслюючи, що свої нові процесори AMD FX компанія пропонує за набагато нижчою ціною.
Нове ядро Bulldozerвиявилося кардинально переробленим рішенням, тому не може просто називатися рішенням K11, як продовження покоління процесорів K10. Нова архітектура набула нових явних переваг і втратила деякі, які присутні в процесорах K10. Головною перевагою процесорів AMD була можливість створення процесорів з непарною кількістю робочих ядер. Компанія AMD спочатку активно просувала цю думку і багато користувачів придбали триядерні процесори, які при вдалому результаті подій можна було легко перетворити на чотириядерні шляхом розблокування вимкненого ядра.
Нові процесориBulldozerмають парне розташування обчислювальних ядер, що призводить до поділу деяких ключових процесорних елементів. Зокрема між ядрами ділиться кеш пам'ять другого рівня, блок обчислень FPU і т.д. Тим самим, якщо розглядати два ядра процесора Bulldozer, це вже не зовсім повноцінні рішення щодо процесорів K10. Але саме цей підхід дозволяє посилити напрацювання в окремих сферах процесорів, за рахунок урізання кількості необхідних транзисторів на зазначених вище блоках процесорних ядер. Компанія Intel у своїх архітектурах досить тривалий час дотримується даної технології створення багатоядерних процесорів, що дозволяє їй створювати все більш перспективні процесори.
Новим словом у мікроархітектурі процесорівBulldozerє блок Front end, який раніше не зустрічався у процесорах покоління K10. У завдання даного блоку входить обробка команд, що надходять перед початком їх виконання. Зокрема, цей блоквідповідає за передбачення виконання тих чи інших дій. Наприклад, передбачення переходів у коді інструкцій, прогноз запиту наступних даних з оперативної пам'яті. Також є декодер, який відповідає за обробку стандартних x86 інструкцій, що надсилаються у власний вигляд для процесорів Bulldozer. Тим самим, Front end можна як "опухлий блок" кеш пам'яті першого рівня.
За рахунок значного розширення функціоналу даний блок має явні перевагипередодиночним блоком кеш-пам'яті першого рівня. Насамперед, це підвищення точності передбачень запитів та переходів. Розширено канали обробки інструкцій. Тепер для цих цілей є чотири канали.
На малюнку представлена схема розташування блоку Front end в ядрі. Данасхемапоказує явний недолік цього - це поділ функціональності даного блоку між двома ядрами, що збільшить його завантаження при 100% завантаженні обох ядер.
З випуском Bulldozer'a компаніяAMDвизнала неспроможність своєї попередньої архітектури K10, кожен блок якого займався обробкою одного потоку інструкцій. Блоки нових процесорів збільшені, і тепер один блок виконує відразу два потоки команд, що дозволяє прискорити продуктивність, не сильно збільшуючи кількість необхідних транзисторів.
Нові процесориBulldozerстворені з метою збільшення продуктивності будь-якими методами. Багато користувачів вважають вдалими процесори з великим обсягом кеш-пам'яті, оскільки вони є найбільш продуктивними. Нові процесори Bulldozer спростовують цю теорію, оскільки у новій архітектурі відзначається зменшення обсягу кеш-пам'яті першого рівня з одночасним підвищенням її продуктивності.
Якщо далі гортатипрезентаціюAMD, присвячену новим процесорам, настає час ознайомлення з блоком FPU нових процесорів Bulldozer. Даний блок у перших поколіннях процесорів називався "співпроцесором" і робив обчислення з плаваючою точкою. Відсутність цього блоку позбавляла користувача багатьох можливостей, зокрема, деякі ігрові програми навідріз відмовлялися працювати у даних комп'ютерах. Поява програмних емуляторів не змогла вирішити завдання їх відсутності, оскільки емуляція функцій FPU вимагала значної кількості процесорного часу.
Нові блокиFPUвиявилися кардинально переробленими. Обчислювальні FMAC пристрої стали універсальними і готові самостійно виконувати будь-які функції. Кількість FMAC блоків два, що дозволяє кожному процесорному ядру в блоці використовувати один вільний 128-бітовий блок FMAC. Відразу необхідно помітити, що поділ функцій можливе не при всіх операціях. Через те, що один блок FMAC 128-бітний, для виконання 256-бітових команд FPU Необхідно об'єднання продуктивності відразу обох блоків.
Кеш пам'ять другого рівня є ключовим елементом будь-якогопроцесора. Чимало користувачів вибирають процесори, звертаючи увагу на обсяг кеш-пам'яті другого рівня. Нагадаємо, саме цим параметром відрізнялися між собою процесори Pentium та Celeron, Athlon та Duron. Поява процесорів з кеш-пам'яттю третього рівня дозволило дещо знизити інтерес користувачів до цього параметра, проте у процесорах Bulldozer є збільшений обсяг кеш-пам'яті другого рівня. Тепер на один процесорний блок використовується 2 мегабайти кеш-пам'яті другого рівня. У процесорах попереднього покоління було лише 512 мегабайт кеш-пам'яті другого рівня.
Якщо виуважно стежили за ходом опису обчислювальногоблокунових процесорів Bulldozer та його особливостей порівняно з K10, то ви помітите, що обчислювальний блок тепер містить два ядра. Тому виходить, що у двох ядер процесора в розпорядженні 2 мегабайти кеш-пам'яті другого рівня.
Нові процесориBulldozerне залишилися обділеними і за обсягом кеш пам'яті третього рівня. Середній обсяг складає 8 Мб. На даний момент представлені лише восьмиядерні процесори, тому у всіх процесорів обсяг кеш-пам'яті третього рівня дорівнює 8 мегабайтам. Кеш пам'ять третього рівня загальний всім ядер. У той час як два мегабайти кеш-пам'яті другого рівня ділиться між двома ядрами.
Нові процесори не мають інтегрованогопівнічногомоста, що звільняє їх від необхідності мати вільний множник у бік підвищення для досягнення будь-якого розгінного потенціалу. Вони зберігають вбудований контролер оперативної пам'яті. Він не зазнав будь-яких змін і залишається двоканальним за допомогою планок пам'яті типу DDR3.УкладанняНові процесориBulldozerлише підтвердили правильний розвиток ідей компанії Intel, які були реалізовані в процесорах Intel Sandy Bridge. Особливо це виявилося актуальним під час розгляду технології Turbo Core 2.0 процесорів Bulldozer. Ця технологія відповідає за розгін процесорних ядер при простої інших. Компанія AMD також повідомляє про контроль енергоспоживання ядрами процесора, і лише за його зниження, удосконалена технологія Turbo Core 2.0 підвищуватиме робочу частоту окремого ядра. Наприклад, топовий на сьогоднішній день процесор AMD FX-8150 готовий легко розігнати окреме ядро до 4,2 ГГц за відсутності необхідності в інших ядрах.
Перші тестуванняпроцесорів AMD FX-8150показують, що вони можуть обернутися головним болем користувачеві, тому що популярна операційна система Windows 7 не вміє з ними правильно працювати. Про появу "латки", який навчає працювати популярну операційну систему з мікроархітектурою AMD Bulldozer, на момент написання статті не повідомлялося.