Процессоры AMD сегодня и завтра: Bobcat и Bulldozer

В этой статье мы расскажем о двух перспективных микропроцессорных архитектурах AMD, которые сегодня широко используются при производстве мощных портативных решений. Особенности этих двух архитектур являются ключом к пониманию нынешних и грядущих разработок AMD, а заодно и свидетельствуют о наступлении нового важного этапа в развитии всей микропроцессорной отрасли.

«Дикая кошка» Bobcat

В январе 2010 года AMD выпустила новую мобильную платформу Brazos, предназначенную для ноутбуков (в т.ч. ультратонких решений) и настольных систем с малым форм-фактором (неттопов). Данная платформа использует энергоэффективные одно- и двухъядерные гибридные процессоры, основанные на мобильной архитектуре AMD Bobcat. В первом квартале это были Ontario и Zacate, а с июня ряд Bobcat-продуктов пополнился двухъядерными процессорами Desna, ориентированными на использование в планшетах. Все эти решения являются 64-битными и работают с наборами инструкций AMD64 и SSE 1-4A.

Новая архитектура значительно укрепила позиции AMD в борьбе за влияние на рынок мобильных систем. При этом не только профессионалы, но и обычные пользователи сегодня приходят к выводу, что «процессоры AMD Bobcat – это как и Intel Atom, только лучше». И, конечно же, приятно осознавать, что подобное утверждение является не просто очередной рекламной кричалкой, но имеет под собой вполне реальные основания. Пусть Bobcat имеет пока более ограниченное применение: его не пытаются впихнуть в телефоны, телевизоры и игровые консоли (как это происходит с процессорами Intel Atom), - он всё равно нашёл свою нишу, став лучшим процессором для ноутбуков и нетбуков.

Смысл второго пункта может быть не совсем очевиден, поэтому давайте остановимся на нём отдельно. Казалось бы, если вычисления ведутся не на вашем компьютере, а «в облаках», вся соль именно в том, что требования к процессору и другим аппаратным компонентам на стороне клиента минимальны. Зачем же тогда некая особая оптимизация?

Дело в том, что Интернет уже давно используется не столько для поиска/скачивания неких материалов, сколько для совместной работы, профессионального и социального общения. Такое общение, как правило, бывает визуально-насыщенным, а значит использует графические возможности браузеров, медиаплееров и многих других приложений, установленных на стороне клиента. Поэтому компьютер-клиент, «заточенный» под работу во всемирной Сети и участие в облачных вычислениях, должен, с одной стороны, обладать достаточно высокой графической производительностью, с другой — быть как можно более мобильным и автономным, а значит потреблять минимум энергии.

Все перечисленные особенности, по мнению экспертов AMD, должны помочь архитектуре Bobcat дольше продержаться на рынке, тем более, что работа над новыми процессорами AMD на её основе всё ещё продолжается. Недавно, в начале февраля 2012, компания объявила о своём намерении выпустить первые двухъядерные планшетные процессоры AMD на архитектуре Bobcat. Новинка под названием Hondo рассчитана на планшеты под управлением Windows 8. Изготовляться двухъядерные процессоры Hondo будут по 40-нм техпроцессу.

Кстати, намеченный на 2012 год выпуск первого микропроцессора AMD с 28-нм техпроцессом пока переносится еще на год. Тем не менее, планы AMD по совершенствованию техпроцесса простираются достаточно далеко. После 2013 они планируют выпустить новое поколение процессоров Bobcat, а также вплотную заняться производством микропроцессоров с 20-нм техпроцессом. К 2015 году компания надеется довести техпроцесс до 14-нм.

«Bulldozer'ная техника»

В отличие от мобильной Bobcat, архитектура Bulldozer разработана для высокопроизводительных настольных и серверных систем. Наиболее известным решением на её основе сегодня является серия восьмиядерных процессоров Zambezi, массовое производство которх будет запущено уже совсем скоро. Zambezi, в свою очередь, станет одним из компонентов AMD-платформы Scorpius, а последняя откроет новый ряд Hi-End решений, которые будут продаваться под возрождённой маркой FX.

Сегодня работа над линейкой FX продолжается и ближайшие несколько лет обещают стать «моментом истины» не только для самой AMD, но и для миллионной армии компьютерных энтузиастов, желающих поскорее узнать, обгонит ли Bulldozer нынешнего чемпиона, Sandy Bridge, или нет.

Для первого из них производителем заявлена революционно высокая заводская частота (4 ГГц) и большие объёмы кэш-памяти L2/L3 (по 8 Мб каждый), что в теории позволит восьмиядерному процессору на достаточно продолжительное время стать фаворитом рынка.

Теперь давайте поговорим о главном — об устройстве ядра.

Итак, вверху схемы мы видим блок загрузки инструкций (Fetch Unit), под ним — блок вычислений (Decoder Unit). Последний включает в себя: два планировщика целочисленных вычислений (Integer Scheduler), выделенную кэш-память L1 при каждом ядре; общий модуль вычислений с плавающей точкой (Floating Point Scheduler; включает в себя два 128-битных блока FMAC, которые при выполнении некоторых задач могут использоваться как один 256-битный блок); общий для двух виртуальных ядер 16-канальный кэш L2 объёмом 2 Мб.

Напомним, что на уровне кристалла предусмотрен ещё и дополнительный общий кэш L3, по понятным причинам на этой схеме не указанный.

Поскольку на каждое ядро в архитектуре Bulldozer приходится по 1 Мб кэш-памяти L2, совокупный объём L2-кэша в Мегабайтах всегда равен удвоенному числу модулей: для двухмодульных процессоров — 4 Мб, для четырёхмодульных процессоров — 6 Мб и т. д. При этом объём L3 равняется общему объёму L2.

В результате такого подхода, вычислительный потенциал процессоров наращивается суммированием не ядер в привычном смысле, а более мощных единиц — модулей.

Ничего подобного за долгую историю x86 процессоров ещё не было - архитектура Bulldozer создавалась «с нуля», в отрыве от знаменитых архитектур серии K. Оправдывая своё оригинальное название, Bulldozer ломает устоявшиеся представления и схемы, так что мы можем видеть чёткую грань между решениями прошлого и нового поколения.

Помимо APU (т.е гибридных чипов) Zambezi в составе платформы Scorpius используются наборы системной логики 9 серии и графический ускоритель Radeon HD 6000. Благодаря сочетанию высокой графической и вычислительной производительности, данная конфигурация идеально подойдёт для видеоигр ближайшего будущего и для профессиональной работы с 3D-графикой. При этом представители AMD не забыли упомянуть и о разумной цене готовящихся решений на ахритектуре Bulldozer. Кроме того, благодаря малому форм-фактору и привлекательности для пользователей, процессоры AMD Bulldozer наверняка заинтересуют многих разработчиков программного обеспечения.

Наиболее спорным моментом новой архитектуры является использование SSE-блоков разрядностью 128-бит. Это решение подверглось яростной критике со стороны многих компьютерных энтузиастов, считающих, что даже 64-битные процессоры пока не в состоянии полностью «отыграть» свой потенциал. Процессор AMD Bulldozer 128-битными пока можно назвать лишь теоретически (формально он остаётся в рамках x86), но, по мнению скептиков, он может оказаться не востребован на рынке и проиграть своему главному оппоненту (Intel Sandy Bridge) именно из-за того, что 128-битные SSE-инструкции будут выполняться медленнее, чем 32- или 64-битные.

Одна из самых сильных сторон Bulldozer'а — его ориентированность на большое число ядер, что особенно актуально для серверных решений. В соответствии с официальными анонсами AMD, уже в этом году покупателям станут доступны новые серверные процессоры AMD Interlagos (8, 12 или 16 ядер Bulldozer) и Valencia (6 или 8 ядер Bulldozer), а с 2012 года эстафету примут сверхмощные процессоры с кодовыми названиями Terramar (до 20 ядер) и Sepang (до 10 ядер). По сравнению с ближайшим предшественником (AMD Opteron), все новинки будут иметь ещё и такое важное преимущество как 32-нм техпроцесс.

Но вернёмся к десктопам. Несмотря на то, что перед выходом платформы Scorpius долгое время никаких точных дат не называлось, Интернет был полон слухами, будто компания AMD нарочно «проговорилась» о дате выхода платформы Scorpius, показав в промо-ролике «Operation Scorpius: The Legend of FX» краешек системного блока с надписью “...ember 19th”. Поскольку ранее представители компании уже говорили о начале осени, как о наиболее вероятном времени выхода новой платформы, фанаты AMD сходились во мнении, что надпись следует читать как “September 19th”, т.е. 19-е сентября.

Надо отдать должное маркетологам AMD — они выбрали оригинальный способ подогреть интерес к платформе и до последнего не давали никаких конкретных обещаний, а значит не рисковали сильно разочаровать публику в случае, если бы выход платформы был перенесён на более поздний период (ведь в календаре оставались ещё November и December).

До сих пор в Сети активно обсуждается расстановка сил между наметившимися конкурентными парами AMD и Intel. Пока наиболее вероятная расстановка сил выглядит следующим образом:

Как видно из этой «турнирной» таблицы, количество ядер в процессорах FX соответствует первым цифрам в их названиях, что, конечно же, очень удобно.

Вообще, возвращение компании к почти забытому бренду FX должно внести больше ясности в ассортимент процессоров AMD. Этот ход отдалённо напоминает стратегию Intel по созданию единого бренда Intel Core i, только в данном случае охват товаров не столь велик — под маркой FX будут выпускаться только наиболее прогрессивные решения. В терминологии Intel это скорее всего были бы процессоры Intel Core i7 и наиболее мощные представители Intel Core i5.

Впрочем, есть на данный счёт и официальные данные:

На иллюстрации мы видим, как успешно процессор AMD Zambezi конкурирует с мощнейшими шестиядерными процессорами Phenom II X6 1100T (3,3 ГГц) и Core i 7-950 (3,06 ГГц). Общее преимущество восьмиядерного процессора Zambezi при этом составляет около 50%, а разные цвета на шкалах представляют соотношение производительности в тестах по воспроизведению мультимедиа, рендерингу и играм. Наибольшее опережение новые процессоры Bulldozer обещают обеспечить именно в рендеринге.

В заключение хотелось бы сказать, что AMD уже озвучила примерный план своих дальнейших действий по развитию бренда FX. На повестке дня — усовершенствованная архитектура Piledriver, которая должна дебютировать в этом году, а также более мощные десктопные микропроцессоры под кодовыми названиями AMD Komodo и AMD Trinity.

Процессоры AMD Komodo, предположительно, будут выпускаться для высокопроизводительных систем и работать на восьми ядрах. Процессоры AMD Trinity получат по 2-4 ядра и выступят в mainstream сегменте.

© Все права на материалы опубликованные на сайте ls-comp.ru, являются интеллектуальной собственностью и охраняются в соответствии с законодательством РФ. При цитировании материалов с данного сайта прямая гиперссылка обязательна.