Video: Intel vs AMD- Techspin CPU Buying Guide 2020 (Tháng Chín 2024)
Trong một loạt các thông báo gần đây, Intel và AMD đã tiết lộ riêng một số thay đổi quan trọng trong kiến trúc của bộ xử lý x86 của họ, hứa hẹn sẽ thay đổi cách sử dụng bộ xử lý x86 trong vài năm tới.
Tuần trước, AMD đã công bố một kiến trúc bộ nhớ mới nhằm đưa CPU và GPU tính toán lại gần nhau hơn. Intel tiết lộ một điểm nhấn mới trong việc cải thiện vị trí của mình trong đồ họa PC truyền thống hơn. Hôm qua, Intel đã công bố một phiên bản vi kiến trúc hoàn toàn mới cho loạt bộ xử lý Atom của họ, một phiên bản sẽ làm cho các chip đó mạnh hơn nhiều và có khả năng thu hẹp khoảng cách giữa Atom và bộ vi xử lý Core chính của công ty.
Kiến trúc bộ nhớ mới của AMD
Thông báo của AMD về cái mà họ gọi là Truy cập bộ nhớ đồng nhất không đồng nhất (hUMA) không phải là một bất ngờ lớn, vì công ty đã nói về Kiến trúc hệ thống không đồng nhất (HSA) trong một thời gian dài.
Khái niệm khá là đơn giản. Ngay cả trong một con chip có cả CPU và xử lý đồ họa (GPU) trên cùng một khuôn, như trong các đơn vị xử lý tăng tốc (APU) của AMD, bộ nhớ được sử dụng bởi CPU và đồ họa vẫn nằm trong các nhóm riêng biệt. Mặc dù có cùng một bộ nhớ, CPU và GPU sử dụng các con trỏ khác nhau vào bộ nhớ. Để sử dụng GPU để tính toán, một chương trình phải sao chép dữ liệu từ phần bộ nhớ được CPU sử dụng sang phần được sử dụng bởi đồ họa, thực hiện tính toán và sao chép lại. Tất cả điều này cần có thời gian. Với một hệ thống bộ nhớ thống nhất thực sự bao gồm đồ họa, điều này sẽ không cần thiết.
AMD đang thúc đẩy điều này như là một phần của Quỹ HSA, bao gồm ARM, Qualcomm, Samsung, Texas Cụ, MediaTek và Tưởng tượng. Cụ thể, phương pháp này sử dụng thời gian chạy phần mềm được gọi là HSAIL và một bộ giao diện cho các ứng dụng tăng tốc HSA.
Tuần này AMD đã trình bày chi tiết về cách kiến trúc hUMA của mình, CPU và GPU có thể phân bổ động bộ nhớ từ toàn bộ không gian bộ nhớ và sử dụng cùng với sơ đồ địa chỉ ảo tương tự. Bộ nhớ sẽ được kết hợp hai chiều, do đó, bất kỳ cập nhật nào cho bộ nhớ được tạo bởi CPU hoặc GPU sẽ được nhìn thấy bởi các yếu tố xử lý khác. GPU hiện sẽ hỗ trợ bộ nhớ có thể phân trang, với các trang ảo, do đó, nó có thể hoạt động với các bộ dữ liệu lớn hơn (cách CPU hiện đang hoạt động). Ý tưởng là CPU và GPU có thể hoạt động cùng nhau hiệu quả hơn. AMD cho biết các nhà phát triển sẽ có thể viết các ứng dụng tăng tốc HSA bằng các ngôn ngữ lập trình tiêu chuẩn như Python, C ++ và Java.
AMD không phải là công ty duy nhất coi điện toán không đồng nhất là quan trọng và Quỹ HSA cũng có các đối thủ cạnh tranh. Nvidia đã trở thành một người ủng hộ lớn cho những gì nó từng gọi là GP-GPU, đẩy API CUDA của mình và hứa hẹn rằng phiên bản tương lai của bộ xử lý đồ họa sẽ hỗ trợ bộ nhớ hợp nhất. Một số nền tảng phần mềm lớn có các lựa chọn thay thế của riêng họ: Phần mở rộng DirectCompute của Microsoft sang DirectX cho tính toán GP-GPU và API Renderscript của Google cho tính toán không đồng nhất. Có lẽ quan trọng nhất, Tập đoàn Khronos, một tập đoàn công nghiệp, thúc đẩy tiêu chuẩn OpenCL.
Câu hỏi lớn sẽ là những tiêu chuẩn nào sẽ thu hút các nhà phát triển. Bộ xử lý đầu tiên của AMD hỗ trợ hUMA sẽ là bộ xử lý Kaveri, dự kiến sẽ xuất xưởng vào cuối năm 2013 (mặc dù có khả năng không có trong các hệ thống cho đến đầu năm tới). AMD cũng đang cung cấp APU cho PlayStation 4 và được đồn đại là sẽ cung cấp APU cho Xbox thế hệ tiếp theo. Có vẻ như các thành viên khác của Quỹ HSA cũng có thể sử dụng kiến trúc hUMA, mặc dù chưa có ai công bố bất kỳ thiết kế nào như vậy. Cùng nhau, điều này có thể đủ để tạo ra khối lượng quan trọng cho các nhà phát triển và cho các công cụ và nếu vậy, điều này có thể trở nên rất quan trọng.
Intel nhân đôi đồ họa cho Haswell
Cuối tuần trước, Intel đã tiết lộ thêm chi tiết về bộ xử lý Core thế hệ thứ 4 sắp ra mắt của họ, một sản phẩm 22nm được gọi là Haswell. Intel trước đây đã tiết lộ một số tính năng mới cho Haswell bao gồm các hướng dẫn AVX2 mới để làm việc với các vectơ số nguyên lớn hơn và các hướng dẫn nhân thêm (FMA) hợp nhất cho dấu phẩy động. Đây là những điều người dùng cuối không thể thấy, ngoại trừ về hiệu suất được cải thiện trong khối lượng công việc khá chuyên biệt.
Điều thú vị nhất về thông báo mới là tập trung vào đồ họa, một lĩnh vực mà các đối thủ AMD và Nvidia chắc chắn đã dẫn đầu.
Nhưng Intel đang thực hiện một số bước lớn với bộ xử lý Haswell. Intel từ lâu cho biết họ sẽ bổ sung thêm đồ họa cho một số mẫu Haswell, bao gồm cả phiên bản cao cấp có tên GT3. Thực tế, đây chỉ là các đơn vị hướng dẫn đồ họa bổ sung, cao hơn số lượng trong bộ xử lý Ivy Bridge hiện tại. Chính nó, đây là một thay đổi lớn do trong các sản phẩm của mình, Intel thường dành nhiều không gian chết hơn cho không gian CPU trong khi các APU cạnh tranh của AMD đã dành nhiều không gian chết hơn cho đồ họa.
Nhưng Intel gần đây đã cho thấy một biến thể khác, cái mà họ gọi là đồ họa GT3e, bổ sung thêm một điểm chết thứ hai với 128 MB DRAM nhúng vào gói có chứa Haswell die và được thiết kế để tăng tốc hiệu suất đồ họa. Tuần trước, Intel đã thông báo rằng các phiên bản đồ họa GT3 tốc độ cao hơn bây giờ sẽ được gọi là Iris và những phiên bản có DRAM nhúng sẽ được gọi là Iris Pro, vì Intel hy vọng sẽ có được lợi thế thương hiệu của các cấp độ đồ họa mới.
Cụ thể, dòng Haswell sẽ được phân khúc với các phiên bản có số lượng đồ họa nhỏ (GT1) được gọi là HD Graphics; với đồ họa GT2 (tương đương với dòng Ivy Bridge cao cấp) có tên HD Graphics 4200 đến 4600, tùy thuộc vào tốc độ; với đồ họa GT3 nhưng chạy ở 15 watt gọi là HD Graphics 5000; những phần có đồ họa GT3 chạy ở mức 28 watt trở lên sẽ được gọi là Intel Iris Graphics 5100; và những người có đồ họa GT3e và đồ họa nhúng được gọi là Iris Pro 5200. (Intel chưa bao giờ là một để đặt tên đơn giản.)
Số phần của Intel vẫn phức tạp nhưng lưu ý rằng số phần bắt đầu bằng 4 biểu thị Haswell trong khi số phần bắt đầu bằng số 3 biểu thị Ivy Bridge. Công ty đang sử dụng MQ để chỉ ra các bộ phận máy tính xách tay GT3 tiêu chuẩn và HQ để chỉ ra các bộ phận có DRAM nhúng.
Là một phần của thông báo, Intel đã chia sẻ số hiệu suất cho các bộ phận mới, cho thấy những cải tiến hiệu suất đáng kể so với các bộ xử lý hiện có của công ty. Intel cho thấy những con số cho thấy hiệu năng Ultrabook lên tới 1, 5 lần so với thế hệ trước với mức tiêu thụ năng lượng tương đương (và gấp đôi hiệu suất với chip công suất cao hơn nhắm vào máy tính xách tay lớn hơn một chút, những máy có màn hình 14 inch và lớn hơn), gấp đôi đồ họa hiệu suất trên máy tính xách tay truyền thống và hiệu suất gần gấp ba lần trên hệ thống máy tính để bàn.
Intel cho biết đồ họa Iris và Iris Pro mới có thể so sánh với các GPU rời và đó là một vấn đề lớn. (Như mọi khi, tôi lấy tất cả các số hiệu suất bằng một hạt muối cho đến khi tôi thực sự có thể kiểm tra các sản phẩm.) Tôi chắc chắn rằng vẫn sẽ có các bộ phận đồ họa máy tính để bàn riêng biệt hiệu năng cao hơn từ AMD và Nvidia cho các ứng dụng chơi game và máy trạm, nhưng thông thường những bộ phận đó sử dụng rất nhiều năng lượng. Trong các máy tính xách tay kích thước đầy đủ, nơi phong bì năng lượng nhỏ hơn nhiều, đồ họa chết là quan trọng hơn nhưng vẫn có một thị trường lớn cho đồ họa rời. Intel dường như đang nhắm mục tiêu thị trường đó. Ultrabook và các notebook mỏng khác thường không có yêu cầu về năng lượng để chạy đồ họa rời, do đó, đồ họa on-die cải tiến chắc chắn rất đáng hoan nghênh.
Kiến trúc vi mô nguyên tử mới của Intel
Tuy nhiên, trong nhiều khía cạnh, thông báo lớn nhất từ Intel đã xem xét kiến trúc năng lượng thấp của nó, được định sẵn để thay thế kiến trúc được sử dụng trong kiến trúc Atom hiện tại của công ty. Gia đình Atom hầu hết được biết đến là được sử dụng trong các thiết bị di động, chẳng hạn như máy tính bảng và ở mức độ thấp hơn một vài điện thoại thông minh. Kiến trúc mới, được gọi là Silvermont, cũng nhắm vào một loạt các trung tâm dữ liệu và thị trường nhúng.
Kiến trúc đại diện cho một sự thay đổi lớn. Thay vì công cụ thực thi theo thứ tự được sử dụng trong các phiên bản trước của kiến trúc Atom, bao gồm kiến trúc Saltwell được sử dụng trên các phiên bản Atom 32nm hiện tại của công ty, Silvermont bổ sung một công cụ thực thi không theo thứ tự, như được sử dụng trong bộ xử lý Core và Xeon của Intel . Điều này sẽ cải thiện đáng kể xử lý ứng dụng đơn luồng. Nó cung cấp một kiến trúc cấu trúc hệ thống mới, được thiết kế để mở rộng tới tám lõi (rất có thể cho các ứng dụng như máy chủ siêu nhỏ). Cuối cùng, nó bổ sung các hướng dẫn mới (để làm cho nó ngang bằng với các hướng dẫn được sử dụng trong phiên bản West 4.0.3 của bộ xử lý Core) và các công nghệ bảo mật và ảo hóa mới.
Kiến trúc mới có thiết kế mô-đun dựa trên các mô-đun chứa hai lõi, 1 MB bộ đệm L2 được chia sẻ (độ trễ rất thấp, băng thông cao) và giao diện điểm-điểm chuyên dụng cho cấu trúc SoC. Lưu ý rằng điều này thay thế khái niệm đa luồng mà Intel đang quảng bá mạnh mẽ và trên thực tế nghe có vẻ hơi giống phương pháp mô đun của AMD được sử dụng trong chip máy tính để bàn và máy chủ hiện tại. (Tuy nhiên, Intel đã cố gắng giải thích rằng đó không phải là điều tương tự; các mô-đun của AMD chia sẻ nhiều thứ hơn bao gồm cả dấu phẩy động.) Các mô-đun có thể được kết hợp để bao gồm tối đa tám lõi.
Đối với mức tiêu thụ năng lượng, Intel cho biết kiến trúc mới cho phép phạm vi năng lượng động rộng hơn và cho phép mỗi lõi quản lý năng lượng và tần số độc lập của riêng mình, do đó cho phép mỗi lần di chuyển lên xuống trong hiệu suất và mức tiêu thụ năng lượng. (Tương phản với bộ xử lý di động, nó giống với những gì Qualcomm sử dụng với lõi K Eo của nó hơn là kết hợp ARM big.LITTLE tiêu chuẩn hơn.) Nó cũng được thiết kế với quản lý năng lượng nâng cao và ra vào nhanh hơn từ chế độ chờ, các tính năng đặc biệt quan trọng trong thị trường di động.
Công ty cho biết họ có thể điều chỉnh năng lượng tốt hơn giữa lõi CPU và các yếu tố khác như đồ họa, cho phép thực hiện chế độ chụp phức tạp hơn.
Nhìn chung, Intel nói rằng kiến trúc mới và việc chuyển sang quy trình FinFet SoC 22nm của công ty sẽ cho phép các chip có hiệu suất cao hơn gấp ba lần hoặc năng lượng thấp hơn năm lần so với chip Atom hiện tại. Nhìn chung, Intel cho biết lõi kép "hiệu quả" của họ có thể vượt trội hơn bộ xử lý lõi tứ hiện tại không hiệu quả trong điều kiện hạn chế về năng lượng. (Một lần nữa, như mọi khi, tôi sẽ chờ các sản phẩm đánh giá điều này.)
Giống như dòng Atom hiện tại, kiến trúc Silvermont có thể sẽ được sử dụng trong nhiều bộ xử lý khác nhau, từ các thiết bị nhắm đến các thiết bị di động cho đến các hệ thống lớn hơn. Chúng nên bao gồm Avoton, nhắm vào các máy chủ siêu nhỏ, Rangely nhắm vào các thiết bị mạng, Merrifield nhắm vào điện thoại thông minh và Bay Trail nhắm vào máy tính bảng và mui trần. Trong số này, phần lớn được chờ đợi là nền tảng Bay Trail 22nm, mà Intel dự kiến sẽ có mặt trên thị trường để máy tính bảng có mặt vào mùa lễ, với nhiều chi tiết sắp ra mắt.
Nhìn chung, kiến trúc Silvermont nghe có vẻ như là một bước tiến lớn từ kiến trúc Atom hiện tại và tôi đặc biệt thích thú khi thấy Bay Trail, dựa trên kiến trúc này, thực sự hoạt động như thế nào. Cho đến nay, có một khoảng cách hiệu suất đáng chú ý giữa gia đình cấp thấp và các Nguyên tử cao cấp, nhưng kiến trúc này có vẻ như có thể thực sự thu hẹp khoảng cách.
Kết luận: Cạnh tranh về đồ họa và sức mạnh
Mọi bộ xử lý chính mà bạn thấy ngày hôm nay, cho dù chip Intel hay AMD nhắm vào máy tính để bàn hay máy tính xách tay hay chip dựa trên ARM nhắm vào điện thoại thông minh và máy tính bảng, có nhiều lõi CPU, điển hình là nhiều lõi GPU (trừ chip máy chủ) và tất cả các loại logic chuyên dụng khác, cho những thứ như xử lý hình ảnh, mã hóa và giải mã video và xử lý mã hóa.
Khi quá trình chip trở nên nhỏ hơn, nhiều bóng bán dẫn hơn có thể được đưa vào một chip. Nhưng những tính năng tích hợp (và cách tích hợp chúng) vẫn là điểm khác biệt chính giữa các nhà cung cấp chip, cũng như thiết kế cụ thể và kiến trúc vi mô của chính chip.
Những thông báo này cho thấy sự đánh đổi mà Intel và AMD đang thực hiện, và những điều này sẽ có ý nghĩa rất lớn đối với điện toán trong vài năm tới.
Đối với máy tính để bàn và máy tính xách tay, Intel trông như thể không chỉ cố gắng bắt kịp AMD với hiệu năng đồ họa tích hợp bằng cách thêm nhiều đơn vị thực thi, mà còn cố gắng tiến lên với các tính năng như DRAM nhúng, tận dụng công nghệ xử lý của nó chì. AMD cũng sẽ không ngồi yên với đồ họa của nó, vì vậy nó sẽ tạo nên một trận đấu thú vị. Trong khi đó, AMD đang nỗ lực để tích hợp tốt hơn các tính năng đồ họa và CPU, điều này có thể dẫn đến một cách lập trình mới; mất nhiều thời gian hơn, nhưng có thể trở nên cực kỳ quan trọng.
Cuộc chiến giữa Kaveri của AMD và Haswell của Intel có thể thú vị hơn so với cuộc cạnh tranh giữa Intel và AMD trong vài năm qua. Haswell chắc chắn sẽ xuất xưởng đầu tiên. (Tôi hy vọng sẽ thấy các hệ thống vào mùa hè này, so với đầu năm tới cho Kaveri.) Một lần nữa, điều này chủ yếu dành cho máy tính để bàn và máy tính xách tay chính thống. Các game thủ và người dùng máy trạm chắc chắn vẫn muốn ghép một trong hai chip với các giải pháp đồ họa riêng biệt từ AMD hoặc Nvidia.
Đối với máy tính bảng và điện thoại có khả năng cuối cùng, cách tiếp cận kiến trúc hệ thống không đồng nhất mà AMD và các hãng khác đang thúc đẩy có thể còn quan trọng hơn nữa, mặc dù một lần nữa sẽ phải xem liệu các ứng dụng có thực sự tận dụng điều đó hay không. Kiến trúc mới của Intel sẽ làm cho nó cạnh tranh hơn trong không gian này. Nó thực sự trông giống như một bước tiến lớn nhưng các đối thủ của nó cũng sẽ tiếp tục di chuyển.
Tôi hơi tò mò liệu những thứ như nền tảng Bay Trail dựa trên Silvermont cho Atom có thực sự chạy đủ nhanh để nó bắt đầu xuất hiện trong các máy tính xách tay cấp thấp chính thống hơn hay thậm chí là máy tính để bàn hay không. Các máy tính bảng dựa trên Atom ngày nay đã chạy Windows khá tốt và với những cải tiến, nó có thể đủ cho nhiều người dùng chính, ngay cả khi nó tụt hậu so với hiệu suất của Haswell hoặc Kaveri (hay Sandy Bridge hiện tại của Intel và Richmond hiện tại của AMD, vấn đề).
Nó sẽ làm cho một cuộc thi thú vị trong năm tới.
