פרטי השמיים של אינטל מראים כיצד המחשוב השתנה

בפורום המפתחים של אינטל השבוע, חשפה יצרנית המעבדים לראשונה פרטים על פעולתם הפנימית של המיקרו-ארכיטקטורה Skylake הנמכרת כמעבדי הליבה מהדור השישי.

Skylake רק מתחיל להתגלגל - גרסאות ה- K הלא נעולות שמכוונות כלפי overclockers הוכרזו ב- Gamescon לפני מספר שבועות, אולם נראה שההשקה העיקרית של מגוון השבבים הרחב נקבעה לספטמבר 1. כתוצאה מכך, אינטל hasn לא דנו בפומבי בפרטי החלקים הספציפיים שהוא יחשוף, מלבד להציע שזה יהיה מגוון רחב מאוד של מוצרים.

אכן זו הייתה הנקודה הגדולה ביותר שג'וליוס מנדלבלט, מהנדס העקרונות הבכיר ומוביל Skylake, ניסה להביא לתיאור האדריכלות בפורום. הוא ציין שכאשר הצוות החל לעבוד על הפרויקט לפני חמש שנים, התכנית הייתה ליצור ארכיטקטורת לקוח מסורתית, המשתרעת על פני הטווח ממה שאז נקראו מחברות "דקות וקלות" למחשבים שולחניים, טווח של כ -3X בדרישות הספק.. ואז הגיע הדחיפה לספרי אולטרה-ספר, שהם אפילו דקים יותר, לפני מחברות וטאבלטים בעלי הספק נמוך יותר. המוצר הסופי צריך לתמוך בטווח של 20X הספק, החל מ -4.5 וואט (לסדרת M, המשמשת במחברות, טאבלטים נטולי מניפה, ו- 2-in-1s) עד 91 וואט בתצורת הבסיס של שולחן העבודה K העליון. מוצרים.

הכניסה לגורמי צורה חדשים הצריכה מיקוד גדול ביעילות אנרגטית, אמר מנדלבלט. אז ה- System-on-chip (SoC) הסופי יכול להשתמש בעוצמה של פחות מ- 40 עד 60 אחוז פחות בדברים כמו הפעלת ווידאו ועידה, כמו גם כוח סרק, וגם להרחיב את מערך השבבים IO כך שיתמוך במכשירים החדשים - במיוחד הוספת תמונה מעבד בודד.

דבר אחד מנדלבלט הבהיר בתגובות לאחר המצגת היה שהמוקד הוא על ביצועים לכל וואט, ולא על ביצועים גולמיים. כששאלתי אותו על עליית הביצועים הקטנה יחסית שדווחה בסדרת Skylake K בהשוואה לסדרות מוקדמות של Haswell, אמר מנהל שוק הפלטפורמה הבכיר, פטריק קאסלמן, כי אסור לנו לשפוט היום. "חכה עד שתראה את המוצרים הניידים", אמר והציע שנראה שם ביצועים טובים בהרבה. לאחר המצגת, מנדלבלט אמר שכדי להשיג שיפור ביצועים גדול בחלקי שולחן העבודה ידרוש התמקדות בכך, עם מגוון שינויים במערכת הדרושים, וציין כי אין כעת צוואר בקבוק אחד אלא ביצועים מאוזנים.

זה הגיוני שאינטל מתמקדת ביצירת חלקים למגוון רחב מאוד של מכשירים במקום בביצועים שולחניים טהורים, אבל זה שינוי גדול מהמקום אליו מכוון עיצוב המיקרו-מעבד לפני זמן לא רב.

במצגת עבר מנדלבלט את עיצוב המיקרו-ארכיטקטורה בפירוט רב יותר, והציג תרשים בסיסי של השינויים בארכיטקטורה (מוצג בראש פוסט זה), אך ציין כי לא לכל חלק המבוסס על סקייקל יש את כל התכונות הללו. השינויים הגדולים ביותר כללו חיבור טבעת משופר בין ליבות המעבד, מעבד אותות תמונה משולב (ISP) לתמיכה במצלמה, גרפיקה משופרת, כמה תכונות אבטחה חדשות ועוד התמקדות באפשרויות של overclocking.

לגבי ליבות ה- CPU המסורתיות x86 (אותן כינה ליבות IA), אמר מנדלבלט כי אחד השינויים הגדולים הוא "תצורה" עם תצורות ליבה שונות לשרתים בהשוואה ללקוחות, ואמר שתכונות שרת רבות אינן מועילות ללקוח. בצד הלקוח, הליבות כוללות קצה קדמי משופר עם חיזוי ענף משופר, מאגרים עמוקים יותר מהסדר, יחידות ביצוע משופרות ותת מערכת זיכרון משופרת המאפשרת לליבות לקבל רוחב פס רב יותר ממטמוני זיכרון.

דבר אחד שהתבלט היה אופטימיזציה מוגברת של כוח, עם יכולת רבה יותר לכבות חלקים של המעבד כשלא משתמשים בהם - במיוחד הרחבות AVX - ומיקוד מסוים ביכולת לבצע הפעלת וידיאו ומולטימדיה עם הרבה פחות כוח.. הוא אמר שחל שיפור גדול בצריכת החשמל סרק.

מחוץ לליבות המוצר כולל פתרונות זיכרון מטמון וזיכרון חדשים. הוא ציין כי מאז הוצגה ארכיטקטורת הטבעת לפני מספר שנים, שינוי גדול הוא שכיום יותר רוחב הפס נצרך על ידי דברים מחוץ לליבות, ובמיוחד כולל מערכת המשנה הגרפית. זה כולל ארכיטקטורת מטמון DRAM משובצת חדשה (המשמשת בדרך כלל בגירסאות עם גרפיקה של Iris Pro) שניתן להשתמש בהן כעת כמטמון בצד הזיכרון. הארכיטקטורה מתוכננת כעת כך שדברים כמו עיבוד אותות תצוגה ותמונה יכולים לספק איכות שירות עקבית יותר.

"הפרויקט הזה עסק רבות בכוח", אמר מנדלבלט וציין כי המיקרו-ארכיטקטורה כללה אופטימיזציה של צריכת חשמל בכל חסימת הגישה והקשר שלה. לדוגמא, רזולוציית התצוגה עשויה לגדול ב -60 אחוז עם עלייה של 20 אחוז בלבד בכוח, ובכך לאפשר שימוש טוב יותר בתצוגות ברזולוציה גבוהה. אם אתה חוסך כוח בחלק אחד של המת, אתה יכול להשתמש בו בחלק אחר. זה יעשה הבדל בביצועים מסוים בעיצובים חסרי מניפה, כאשר פחות כוח בחלקים מהשבב שלא נעשה בו שימוש מאפשר יותר כוח להשתמש במעבד או בליבות הגרפיקה.

אחד השינויים הגדולים הוא הכללת מעבד אותות תמונה ותמיכה למצלמות ישירות בתוך ה- SoC עצמו, במקום להסתמך על שבב ISP נפרד. אמנם זה נפוץ במספר מעבדים ניידים, זו הפעם הראשונה שאינטל מבצעת את האינטגרציה. זה הכרחי בגורמי צורה קטנים יותר, אמר מנדלבלט, מכיוון שהוא מבטל מעבד מצלמה נוסף, מביא להפחתת שטחי החומרים ומאפשר אופטימיזציה טובה יותר של כוח כי המערכת יכולה לנהל אותו לצד שאר הפונקציות.

Skylake יכול לתמוך בעד ארבע מצלמות - שתיים בו זמנית - לאפשר מצלמות הפונות עצמית ופונות עולם עם עד 13 חיישני MP. הוא יכול לתמוך בתכונות כגון וידיאו 1080p במהירות 60 פריימים לשנייה, או 2, 160 (4K) וידיאו ב -30 פריימים בשנייה, כמו גם תריס חיוך, לכידת פרצים, HDR והקלטת סטילס ברזולוציה מלאה במהלך הקלטת הווידאו. זה אמור להיות טוב לשוק הטאבלטים, אך שימו לב שמעבדי המובייל הניידים העליונים יכולים כעת לתמוך במצלמות ברזולוציה גבוהה יותר.

שינויים אחרים כוללים מספר שיפורי אבטחה. בין אלה הם Software Guard Extensions (SGX), מערכת הוראות ליישום להשקת סביבת ביצוע מהימנה המכונה מובלעת. זה מאפשר ליישום לשמור על סוד - קוד או נתונים - משאר המעבד, ובכך למנוע התקפות רבות מבוססות חומרה. לארכיטקטורה יש גם תכונה שנקראת Extensions Protection Memory (MPX), הבודקת את גבול הזיכרון לפני הגישה ובכך מוודאת שהגישה נופלת בתוך הזיכרון שהוקצה לתהליך, ומבטלת אחד מסוגי ההתקפות הנפוצים יותר.

שינויים אחרים כוללים יותר יעילות כוח בערכת השבבים ותמיכה ב- PCI Express 3.0, יותר פוקוס IO (במיוחד עבור גרסאות ניידות), ו- IO מהיר יותר. יש גם שמע משופר ורכזת חיישנים משולבת.

השבב תוכנן לאפשר אוברקלוקינג, כפי שניתן לראות בגרסאות ה- K, כאשר הוא תומך בעד 83 צעדים במרווחים של 100 מגהרץ, עם מקסימום תיאורטי של 8.3 ג'יגה הרץ (וכבר כמה הדגמות ב -7 ג'יגה הרץ עם קירור חנקן נוזלי).

מצגת נפרדת בגרפיקה של סקיילק מאת דייוויד בליטה, עמית אינטל ומנהל אדריכלות גרפיקה, דנה במה שאינט מכנה תת-מערכת גרפית Gen9 שלה.

הוא דיבר על כך שבשש השנים האחרונות של עיצובי ליבה, ביצועי הגרפיקה גדלו באופן דרמטי מתמיכה בעד 10 יחידות ביצוע (האיחוד האירופי) עם 43 ביצועים של ג'יגה-פלאפים על עיצובי ה- Core המקוריים ועד 48 יחידות ביצוע ו- 768 ג'יגה-פלאפים הגבוהים ביותר סוף שבבי ברודוול. עם סקיילק, הוא אמר, צריך קפיצה נוספת, המאפשרת עד 72 איחוד אירופי ו- 1152 גיגאפים. (שים לב שאינטל מציעה בדרך כלל מגוון גרסאות עם כמויות שונות של גרפיקה.) הוא אמר כי הביצועים הכוללים בגרפיקה עולים יותר ממאה פעמים באותה תקופה, על סמך תוצאות 3DMark.

בנוסף לאיחוד האיחוד האירופי, ישנם שיפורים בדרכים השונות בהן הם משמשים, באופן פרטני וכ"פרוסות "- מגדירים 24 איחוד אירופי. יהיו גרסאות שונות עם מספרים שונים של האיחוד האירופי. בפרט, GT2 ישתמש בפרוסה אחת (וכך 24 האיחוד האירופי), GT3 ישתמש בשתי פרוסות (48EU), ו- GT4 החדשה תשתמש בשלושה (72 האיחוד האירופי). בלית 'אמר כי היו עליות תפוקה גדולות לכל פרוסה, כמו גם פרוסות נוספות בקצה הגבוה, עם היכולת להתפצל בקצה הנמוך.

Skylake תומך גם בממשקי API חדשים יותר, כולל Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 ו- Open GL 4.4. יש לו גם יכולות מדיה משופרות, עם תמיכה בווידיאו HEVC, VP8 ווידאו MJPEG, מצב וידאו מהיר לסנכרון מהיר חדש ליישומים בזמן אמת נמוכה כמו ועידת ויכולות ויכולות הדמיה RAW חדשות.