Trang Chủ Suy nghĩ tiến tới Chi tiết skylake của Intel cho thấy điện toán đã thay đổi như thế nào

Chi tiết skylake của Intel cho thấy điện toán đã thay đổi như thế nào

Video: NANE - B.M.V. ♻️ (video oficial) (Tháng Chín 2024)

Video: NANE - B.M.V. ♻️ (video oficial) (Tháng Chín 2024)
Anonim

Tại Diễn đàn nhà phát triển Intel tuần này, nhà sản xuất bộ xử lý lần đầu tiên tiết lộ chi tiết về hoạt động bên trong của vi kiến ​​trúc Skylake, được bán dưới dạng bộ xử lý Core thế hệ thứ sáu.

Skylake mới bắt đầu tung ra phiên bản "K" đã mở khóa nhằm mục đích ép xung đã được công bố tại Gamescon vài tuần trước, nhưng sự ra mắt chính của một loạt chip hiện có vẻ được đặt vào ngày 1 tháng 9. Kết quả là Intel đã không Chúng tôi đã thảo luận công khai các chi tiết về những phần cụ thể mà nó sẽ được tiết lộ, ngoài việc đề xuất nó sẽ là một loạt các sản phẩm rất rộng.

Thật vậy, đó là điểm lớn nhất mà Julius Mandelblat, kỹ sư nguyên lý cao cấp và lãnh đạo Skylake, đã cố gắng thực hiện khi mô tả kiến ​​trúc tại diễn đàn. Ông lưu ý rằng khi nhóm bắt đầu thực hiện dự án năm năm trước, kế hoạch là tạo ra một kiến ​​trúc máy khách truyền thống, trải rộng từ phạm vi được gọi là máy tính xách tay "mỏng và nhẹ" đến máy tính để bàn, phạm vi yêu cầu năng lượng khoảng 3 lần . Sau đó là sự thúc đẩy cho ultrabook, thậm chí còn mỏng hơn, trước cả những máy tính xách tay và máy tính bảng có công suất thấp hơn. Sản phẩm cuối cùng phải hỗ trợ công suất 20X, bắt đầu từ 4, 5 watt (đối với dòng M, được sử dụng trong máy tính xách tay không quạt, máy tính bảng và 2 trong 1) lên đến 91 watt trong cấu hình cơ sở của máy tính để bàn K hàng đầu các sản phẩm.

Bắt đầu với các yếu tố hình thức mới đòi hỏi phải tập trung lớn vào hiệu quả năng lượng, Mandelblat nói. Vì vậy, hệ thống trên chip (SoC) cuối cùng có thể sử dụng năng lượng ít hơn 40 đến 60% cho những thứ như phát lại và hội thảo video, cũng như năng lượng nhàn rỗi, và cũng mở rộng chip IO để hỗ trợ các thiết bị mới mà đáng chú ý là thêm hình ảnh bộ xử lý đơn.

Một điều mà Mandelblat đã nói rõ trong các bình luận sau bài thuyết trình là trọng tâm là hiệu suất trên mỗi watt, chứ không phải hiệu suất thô. Khi tôi hỏi anh ta về mức tăng hiệu suất tương đối nhỏ đã được báo cáo cho dòng Skylake K so với loạt Haswell trước đó, quản lý thị trường nền tảng cao cấp Patrick Casselman nói rằng chúng ta không nên vượt qua phán xét ngày hôm nay. "Đợi cho đến khi bạn thấy các sản phẩm di động", ông nói, đề nghị chúng ta sẽ thấy hiệu suất tốt hơn nhiều ở đó. Sau bài thuyết trình, Mandelblat nói rằng để có được sự cải thiện hiệu suất lớn trên các bộ phận máy tính để bàn sẽ cần tập trung vào đó, với một loạt các thay đổi hệ thống cần thiết, lưu ý rằng hiện tại không có một nút thắt nào, mà là hiệu suất cân bằng.

Điều hợp lý là Intel đang tập trung vào việc tạo ra các bộ phận cho một phạm vi thiết bị rất rộng thay vì hiệu năng của máy tính để bàn thuần túy, nhưng đó là một thay đổi lớn từ việc thiết kế bộ vi xử lý đã nhắm đến cách đây không lâu.

Trong bài trình bày, Mandelblat đã thiết kế kiến ​​trúc vi mô chi tiết hơn rất nhiều, hiển thị sơ đồ cơ bản về các thay đổi trong kiến ​​trúc (hiển thị ở đầu bài này) mặc dù lưu ý rằng không phải mọi phần dựa trên Skylake đều có tất cả các tính năng này . Những thay đổi lớn nhất bao gồm kết nối vòng tăng cường giữa các lõi CPU, bộ xử lý tín hiệu hình ảnh tích hợp (ISP) để hỗ trợ camera, đồ họa được cải thiện, một số tính năng bảo mật mới và tập trung hơn vào việc cho phép ép xung.

Đối với các lõi CPU x86 truyền thống (mà ông gọi là lõi IA), Mandelblat cho biết một trong những thay đổi lớn là "cấu hình" với các cấu hình lõi khác nhau cho máy chủ so với máy khách, nói rằng nhiều tính năng của máy chủ không có lợi cho máy khách. Về phía máy khách, các lõi bao gồm một mặt trước được cải tiến với dự đoán nhánh được cải thiện, bộ đệm không theo thứ tự sâu hơn, các đơn vị thực thi được cải thiện và hệ thống con bộ nhớ nâng cao cho phép các lõi có thêm băng thông từ bộ nhớ đệm.

Một điều nổi bật là tăng tối ưu hóa năng lượng, với khả năng tắt các bộ phận của bộ xử lý nhiều hơn khi chúng không được sử dụng, đặc biệt là các phần mở rộng AVX, và tập trung vào khả năng phát lại video và đa phương tiện với ít năng lượng hơn . Ông nói rằng có một sự cải thiện lớn trong tiêu thụ năng lượng nhàn rỗi.

Bên ngoài lõi, sản phẩm bao gồm các giải pháp bộ nhớ cache và bộ nhớ mới. Ông lưu ý rằng vì kiến ​​trúc vòng đã được giới thiệu vài năm trước, một thay đổi lớn là phần lớn băng thông hiện đang bị tiêu thụ bởi những thứ bên ngoài lõi, đặc biệt là hệ thống con đồ họa. Điều này có kiến ​​trúc bộ đệm DRAM nhúng mới (thường được sử dụng trong các phiên bản có đồ họa Iris Pro) mà giờ đây có thể được sử dụng làm bộ đệm phía bộ nhớ. Kiến trúc hiện được thiết kế sao cho những thứ như hiển thị và xử lý tín hiệu hình ảnh có thể cung cấp chất lượng dịch vụ phù hợp hơn.

"Dự án này là rất nhiều về sức mạnh, " Mandelblat nói, lưu ý rằng kiến ​​trúc vi mô bao gồm tối ưu hóa năng lượng trong mỗi khối và kết nối. Chẳng hạn, độ phân giải màn hình có thể tăng 60% chỉ với mức tăng 20% ​​năng lượng, do đó cho phép sử dụng tốt hơn màn hình độ phân giải cao. Nếu bạn tiết kiệm năng lượng trong một phần của khuôn, bạn có thể sử dụng nó trong phần khác. Điều này sẽ tạo ra sự khác biệt hiệu năng cụ thể trong các thiết kế không quạt, trong đó ít năng lượng hơn trong các phần của chip không được sử dụng cho phép CPU hoặc lõi đồ họa sử dụng nhiều năng lượng hơn.

Một trong những thay đổi lớn nhất là bao gồm bộ xử lý tín hiệu hình ảnh và hỗ trợ cho các camera trực tiếp trong chính SoC, thay vì dựa vào chip ISP riêng biệt. Mặc dù điều này là phổ biến trong một số bộ xử lý di động, đây là lần đầu tiên Intel thực hiện việc tích hợp. Điều này là cần thiết cho các yếu tố hình thức nhỏ hơn, Mandelblat cho biết, vì nó loại bỏ bộ xử lý camera phụ, giúp giảm hóa đơn vật liệu và cho phép tối ưu hóa năng lượng tốt hơn vì hệ thống có thể quản lý nó cùng với các chức năng khác.

Skylake có thể hỗ trợ tối đa bốn camera. Hai đồng thời, cho phép các camera tự quay và đối diện thế giới với cảm biến lên đến 13 MP. Nó có thể hỗ trợ các tính năng như video 1080p ở tốc độ 60 khung hình / giây hoặc video 2.160 (4K) ở tốc độ 30 khung hình / giây, cũng như màn trập nụ cười, chụp nổ, HDR và ​​ghi lại ảnh tĩnh ở độ phân giải đầy đủ trong khi quay video. Điều đó sẽ tốt cho thị trường máy tính bảng, nhưng lưu ý rằng các bộ xử lý di động hàng đầu hiện nay có thể hỗ trợ các camera có độ phân giải cao hơn.

Những thay đổi khác bao gồm một số cải tiến bảo mật. Đứng đầu trong số này là Phần mở rộng bảo vệ phần mềm (SGX), một bộ hướng dẫn cho một ứng dụng để khởi chạy một môi trường thực thi đáng tin cậy được gọi là bao vây. Điều này cho phép ứng dụng giữ bí mật mã hoặc mã dữ liệu từ phần còn lại của bộ xử lý, do đó ngăn chặn nhiều cuộc tấn công dựa trên phần cứng. Kiến trúc cũng có một tính năng gọi là Phần mở rộng bảo vệ bộ nhớ (MPX), kiểm tra ranh giới bộ nhớ trước khi truy cập, do đó đảm bảo quyền truy cập nằm trong bộ nhớ được phân bổ cho quá trình, loại bỏ một trong các loại tấn công phổ biến hơn.

Các thay đổi khác bao gồm hiệu suất năng lượng cao hơn trong chipset và hỗ trợ cho PCI Express 3.0, tập trung IO nhiều hơn (đặc biệt là cho các phiên bản di động) và IO tốc độ cao hơn. Ngoài ra còn có âm thanh được cải thiện và một trung tâm cảm biến tích hợp.

Con chip này được thiết kế để cho phép ép xung, như đã thấy trong các phiên bản K, với nó hỗ trợ tới 83 bước với gia số 100 MHz, với mức tối đa lý thuyết là 8.3GHz (và đã có một số trình diễn ở mức 7GHz với làm mát bằng nitơ lỏng).

Một bài thuyết trình riêng về đồ họa Skylake của David Blythe, đồng nghiệp và giám đốc kiến ​​trúc đồ họa của Intel, đã thảo luận về những gì Intel gọi là hệ thống con đồ họa Gen9 của mình.

Ông đã nói về việc trong sáu năm qua các thiết kế Core, hiệu suất đồ họa đã tăng lên đáng kể từ việc hỗ trợ tới 10 đơn vị thực thi (EU) với 43 gigaflop hiệu suất trên các thiết kế Core ban đầu lên tới 48 đơn vị thực thi và cao nhất là 768 gigaflop kết thúc các chip Broadwell. Với Skylake, ông nói, phải mất một bước nhảy nữa, cho phép lên tới 72 EU và 1152 gigaflop. (Lưu ý Intel thường cung cấp nhiều phiên bản với số lượng đồ họa khác nhau.) Ông cho biết hiệu suất tổng thể trong đồ họa tăng hơn 100 lần trong giai đoạn đó, dựa trên kết quả 3DMark.

Ngoài việc chỉ có nhiều EU hơn, còn có những cải tiến đối với những cách khác nhau mà chúng được sử dụng, riêng lẻ và như là "lát cắt" cho 24 bộ phận của EU. Sẽ có các phiên bản khác nhau với số lượng EU khác nhau. Cụ thể, GT2 sẽ sử dụng một lát (và do đó 24 EU), GT3 sẽ sử dụng hai lát (48EU) và GT4 mới sẽ sử dụng ba (72 EU). Blythe cho biết đã có sự gia tăng thông lượng lớn trên mỗi lát, cũng như nhiều lát cắt hơn ở cấp cao, với khả năng thu nhỏ lại ở cấp thấp.

Skylake cũng hỗ trợ các API mới hơn, bao gồm Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 và Open GL 4.4. Nó cũng đã cải thiện khả năng phương tiện, với sự hỗ trợ cho video HEVC, VP8 và MJPEG, chế độ video đồng bộ hóa nhanh mới cho các ứng dụng thời gian thực năng lượng thấp như hội nghị video và khả năng chụp ảnh RAW mới.

Chi tiết skylake của Intel cho thấy điện toán đã thay đổi như thế nào