РЕКЛАМА
ИНФОРМАЦИЯ
ПОЛЕЗНЫЕ ССЫЛКИ
Тест 18 бюджетных процессоров в играх

Core i7-4770K на архитектуре Haswell: предварительный обзор и тест

Архитектура Intel Silvermont: изменит ли новый Atom текущий расклад сил?

AMD Kabini: Jaguar и GCN вместе в 15-ваттном APU-процессоре

Тест и сравнение процессоров Ivy Bridge и Core 2 Duo/Quad

Обзор Intel Core i7-4770K: тесты флагманского процессора на новой архитектуре Haswell

Обзор AMD A10-6700 и A10-6800K: Richland для настольных ПК

Обзор процессора Intel Core i7-4960X: тест Ivy Bridge-E

12-ядерный Intel Xeon с кэш-памятью L3 на 30 Мбайт: новый CPU для Mac Pro?

Лучший процессор для игр: текущий анализ рынка

AMD Piledriver и K10: Лицом к лицу

Тест Celeron J1750: Bay Trail для настольных ПК

Xeon E3-1200 на архитектуре Haswell: тест трёх поколений процессоров Intel

Nvidia Tegra K1: сила Xbox в мобильной платформе?

AMD A10-7850K и A8-7600: пробуем HSA с Kaveri

Intel Xeon E5-2600 v2: больше ядер, кэша и лучшая эффективность

Обзор AMD Athlon 5350 и платформы AM1: Kabini в сокете

Qualcomm Snapdragon 801: обзор и измерение производительности

Обзор APU Mullins и Beema: серьёзное пополнение линейки решений AMD для планшетов

Обзор AMD FX-7600P: APU Kaveri для мобильных систем

Обзор процессора Intel Core i7-4790K: Devil's Canyon завлекает энтузиастов

Обзор процессора Intel Pentium G3258: Haswell с разблокированным множителем за $75

Imagination Technologies пытается создать третью массовую мобильную платформу

Разгон Intel Pentium G3258: работа в связке с недорогими комплектующими

Qualcomm Snapdragon 805: предварительный обзор и тестирование производительности

Обзор APU AMD A10-7800: Kaveri в битве за эффективность

Обзор основных SoC-платформ с архитектурой ARM

Международная экспансия китайских SoC-платформ с лицензией ARM

Обзор процессоров Intel Core i7-5960X, i7-5930K и i7-5820K: приветствуем Haswell-E

Обзор Intel Xeon E5-2600 V3: Haswell-EP наращивает скорость

Архитектура Broadwell: Intel представила новые узлы 14 нм техпроцесса

Обзор AMD FX-8370E: жертвуя быстродействием ради эффективности

Intel Core i7-6700K и i5-6600K: обзор и тест процессоров на базе архитектуры Skylake. Часть 1

Intel Core i7-6700K и i5-6600K: обзор и тест процессоров на базе архитектуры Skylake. Часть 2

Intel Skylake: процессорная архитектура революционного масштаба

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

ПРОЦЕССОРЫ

Intel Skylake: процессорная архитектура революционного масштаба
Краткое содержание статьи: Архитектура процессоров Skylake получила сотни структурных изменений и улучшений, позволивших повысить производительность при снижении потребления энергии. Об этих изменениях и улучшениях наш материал.

Intel Skylake: процессорная архитектура революционного масштаба


Редакция THG,  24 сентября 2015
Страница: Назад  1 2 Далее


Обзор Intel Skylake | Введение

Шестое поколение многоядерных процессоров Intel Core с рабочим названием Skylake с полным на то правом можно назвать одним из наиболее масштабируемых и революционных за всю историю архитектуры Core. В этом заявлении нет ни малейшего преувеличения. Так, масштабируемость подтверждает ассортимент из почти 50 наименований Xeon, Core i3/5/7, Core M3/5/7, Pentium и Celeron с впечатляющим разбросом характеристик: от крохотных (20 х 16,5 мм) чипов в компактной корпусировке BGA1515 с TDP 4,5 Вт до мощных разблокированных десктопных LGA1151 процессоров вроде Core i7-6700K с габаритами 37,5 x 37,5 мм и TDP порядка 91 Вт. То есть, 20-кратная масштабируемость по энергопотреблению и 4-кратная по размерам чипа.


Обзор Intel Skylake

Кроме того, процессоры с архитектурой Skylake, выпускаемые с соблюдением норм 14-нм техпроцесса Intel, появятся быстро, и сразу практически для всех сегментов вычислительной техники – от мобильных устройств до серверов. Это гораздо энергичнее, нежели 22-нм чипы Haswell двухлетней давности, и гораздо масштабнее чем предыдущее поколение с рабочим названием Broadwell, когда, почти "в обход" десктопных платформ, основной упор был сделан на чипы для ноутбуков и планшетов.

Обзор Intel Skylake

Что касается тезиса о революционности, он подтверждается действительно существенным изменением схемотехники и производительности большинства ключевых элементов архитектуры, таких как DDR4/DDR3L, eDRAM, графика HD Intel Graphics 5xx, Iris/Iris Pro и многое другое, чему, соответственно, и посвящён этот материал.

Обзор Intel Skylake | Микроархитектура Skylake: общий обзор

Архитектура процессоров Skylake получила сотни структурных изменений и улучшений, позволивших повысить производительность при снижении потребления энергии.

Обзор Intel Skylake

Cтруктура 4-ядерного процессора с архитектурой Skylake

Вычислительные процессорные ядра при этом, хоть и изменились, но остались примерно сравнимыми по структурному строению с предыдущими поколениями Broadwell и Haswell. Чего нельзя сказать о структурном уровне чипа в целом, где появился ряд совершенно новых модулей и блоков. Благодаря этому новые чипы Intel Core шестого поколения окончательно превратились из классических процессоров в так называемые "системы на чипе" (SoC, System on Chip).

Обзор Intel Skylake

Стандартный набор компонентов процессора Skylake состоит из двух или четырёх вычислительных ядер (CPU), графической подсистемы, общей кольцевой коммуникационной шины, блока платформенных контроллеров PCH (Platform Controller Hub, порой до сих пор называемого "южным мостом") на многоканальной шине DMI/OPI, интегрированного "расширителя кэша" eDRAM (бывший Crystalwell, опциональный у Haswell), шины PCI Express x16, а также встроенного модуля системных блоков System Agent. В свою очередь, в состав System Agent входят как уже привычные (но значительно переработанные), так и совершенно новые блоки, включая доработанный управляющий блок PCU (Package Control Unit) с блоком контроля температуры (PECI, Platform Environment Control Interface) и напряжения (SVID, Serial Voltage Identification), контроллер памяти DDR3L/DDR4, блоки мультимедийной обработки и вывода видео, плюс совершенно новый процессор обработки изображений ISP (Image Signal Processing).

Полупроводниковая логика и программная прошивка управляющего блока PCU в архитектуре Skylake подверглась значительным доработкам для достижения более динамичных режимов с высокими уровнями производительности и агрессивными алгоритмами энергосбережения, в том числе, в плане сбора внутренней статистики, внешней и внутренней телеметрии (iMon, Psys) и более тесного взаимодействия со старшими в иерархии системами управления (OS, BIOS).

Самое заметное и, пожалуй, существенное изменение в архитектуре Skylake связано с новым интегрированным контроллером оперативной памяти: он по-прежнему 2-канальный, однако теперь поддерживает динамическую память как предыдущего стандарта DDR3L, так и нового поколения DDR4. Прежде полноценный контроллер DDR4 был на вооружении только серверных чипов Xeon и выполненных на основе их дизайна топовых геймерских LGA 2011 чипах Intel Core i7, но фактически именно начиная со Skylake память DDR4 начинает своё широкомасштабное наступление на рынок настольных и мобильных систем.

Модуль аппаратной обработки мультимедийного контента и финального рендеринга видеопотока в архитектуре Skylake также значительно доработан и улучшен. В частности, аппаратный кодек HEVC/H265 нового поколения обладает повышенной производительностью с одновременным уменьшением энергопотребления; есть отдельный аппаратный кодек AVC с очень низким энергопотреблением; обеспечивается вывод изображения на три независимых 4K-дисплея со сниженным на 40%-60% потреблением энергии даже в самом тяжёлом режиме воспроизведения 4K-видео.

В дополнение, архитектура Skylake также поддерживает инициативу Intel по отказу от проводных подключений для беспроводной передачи мультимедийного контента с помощью технологий Intel WiDi или Pro WiDi с компьютеров на телевизоры, мониторы или проекторы.

Обзор Intel Skylake | Интегрированная в ядро обработка изображений

Впервые в составе архитектуры для массовых процессоров Skylake (а не специализированных SoC) появился так называемый встроенный процессор обработки изображений – ISP (Image Signal Processing), что особенно актуально для смартфонов, планшетов и ноутбуков. В частности, ISP обладает встроенным интерфейсом CSI (Camera Sensor Interface) с поддержкой до четырех внешних цифровых камер/сенсоров с разрешением до 13 Мп, правда, с одновременным обслуживанием только двух из них. Аппаратная обвязка CSI поддерживает расширенный список технологий для полноценной обработки фото и видео, включая распознавание и запоминание лиц, групповые снимки, многопоточный захват, съёмку с расширенным динамическим диапазоном (HDR), съёмку при слабом освещении, серийную съёмку и многое другое.

Обзор Intel Skylake

Можно смело предположить, что главной причиной включения в экосистему обработки мультимедийного контента Skylake (ISP + CPU + GPU + дисплей) интегрированной поддержки цифровых камер стало соображение о прямой поддержке стремительно развивающейся технологии Intel RealSense. В любом случае, аппаратно-интегрированный на уровне чипа контроллер обработки изображений очень выгоден с точки зрения экономии энергии. По данным Intel, с помощью ISP обеспечивается практически "нулевая задержка срабатывания затвора" наряду с возможностью съёмки видео с качеством 4K при 30 кадрах в секунду (2160p30) или с качеством Full HD при 60 кадрах в секунду (1080p60).

Обзор Intel Skylake | Архитектурные особенности процессорных ядер Skylake

Основным усовершенствованием процессорных x86-ядер Skylake, позволяющим говорить о повышении качества предсказания ветвлений, загрузки исполнительного конвейера и, как следствие, более частого одновременного декодирования CISC-инструкций и исполнения до шести микроинструкций за каждый такт, стоит назвать значительно расширенные по сравнению с предыдущими поколениями внутренние буферы. На представленном ниже скриншоте из презентации Intel наглядно виден этот последовательный рост на примере трёх последних поколений архитектуры Core.

Обзор Intel Skylake

Обработка входящих команд улучшена благодаря ускоренной работе более ёмкого блока предсказания ветвлений, более глубокая буферизация внеочередного исполнения инструкций позволила говорить о более качественном распараллеливании обрабатываемого кода, уменьшении латентности и снижении энергопотребления в моменты простоя.

В целом архитектура Skylake обладает более глубокой буферизацией данных, чтения/записи, отложенной (write-back) записи, ускоренной производительностью обработки промахов страниц и кэш-памяти L2. Со времён Sandy Bridge почти в полтора раза (до 224) увеличилось окно внеочередного исполнения инструкций, улучшена работа Hyper-Threading за счёт почти удвоенного до 64 на поток окна очереди распределения и сниженного простоя конвейера за счёт оптимизированных алгоритмов улучшенного блока предсказания ветвления. Также появились новые инструкции для лучшего управления загрузкой кэш-памяти, а скорость работы протокола AES криптографического шифрования в GCM- и CBC-режимах выросла на 17% и 33%, соответственно.

Обзор Intel Skylake

В презентациях Intel также есть интересное официальное упоминание факта, что ядра Skylake впервые будут поддерживать разные модели и способы оптимизации производительности, отдельно для клиентских и серверных процессоров. Вот такая "закладка" на будущее. Архитектура будущих, ещё не анонсированных чипов Xeon, как говорил поэт, готовит нам "открытий чудных".

Обзор Intel Skylake | Intel SGX: новая технология защиты данных

В архитектуре Skylake появилась поддержка набора новых инструкций Intel Software Guard Extensions (Intel SGX) для создания вычислительных анклавов, изолированных от воздействия вредоносного ПО и разного рода атак злоумышленников. Технология Intel SGX, поддерживающая расширения Intel Memory Protection Extensions (Intel MPX), позволяет использовать так называемые "доверенные анклавы" в специальных областях памяти и ограничивает прямой доступ к физическим разделам памяти, выделенной для этих процессов.

Таким образом для программ обеспечивается дополнительный уровень защищённости, как при работе с кодом, так и при обработке данных. Кроме того, технология Intel SGX позволяет ограничить аппаратный и программный доступ к закрытым данным даже на самом доверенном уровне, вроде инструментов отладки процессора.

Обзор Intel Skylake | Внутренние коммуникации и контроллер памяти

Серьёзным изменениям в архитектуре Skylake подверглась кольцевая шина, кэш-память и структура цепей работы с памятью. Согласно данным презентации, пропускная способность кольцевой шины, обеспечивающей обмен между вычислительными ядрами, графической подсистемой, системным агентом, контроллером памяти и кэш-памятью L3 была удвоена по сравнению с поколением Haswell, при этом число используемых для этого транзисторов увеличилось лишь на 50%, а уровень энергопотребления для многих режимов остался на прежнем уровне.

Удвоенная производительность кольцевой шины позволила удвоить скорость работы кэш-памяти L3 при обработке промахов, что вместе с появлением поддержки DDR4 и особенностями работы eDRAM даёт надежду на значительный прирост производительности в некоторых приложениях. Помимо этого улучшенная работа с памятью также сказалась на обеспечении стабильной работы процессора обработки изображений (ISP) и поддержке видеовыхода на три дисплея с разрешением до 4K.

В архитектуре Skylake реализована новая, полностью когерентная структура встроенной DRAM (eDRAM), или Memory Side Cache, способная кэшировать любые данные, включая варианты "некэшируемой памяти", без необходимости очистки для поддержания когерентности, и доступной для использования устройствами ввода-вывода и формирования выходного видеосигнала. Помимо этого графическая подсистема для достижения оптимальной производительности может выбрать режим кэширования определённых данных только в eDRAM без использования кэш-памяти L3.

В отличие от предыдущей архитектуры, где примерно четверть кэш-памяти L3 использовалась для доступа к eDRAM, и при этом eDRAM не имела возможности прямого взаимодействия с остальной системой (на слайде ниже, в верхней части), в архитектуре Skylake контроллер eDRAM переместился в модуль системного агента, освободив таким образом порядка 512 Кбайт ёмкости кэша L3 и одновременно с этим облегчив доступ другим компонентам ядра к данным в eDRAM. Отныне Memory Side Cache может взаимодействовать с основной системной памятью напрямую, обеспечивая таким образом обновление экрана без необходимости вывода остальных компонентов процессора из ждущего режима.

Обзор Intel Skylake

К сожалению, как и в случае с архитектурой Haswell, в Intel так и не озвучили планов использования eDRAM в составе обычных LGA-процессоров на базе Skylake для настольных систем. Не исключено, что на этой стадии развития процессорной микроархитектуры Intel плюсы Memory Side Cache будут реализованы только в чипах для мобильных, встраиваемых и компактных систем.
Страница: Назад  1 2 Далее


СОДЕРЖАНИЕ

Обзор Intel Skylake. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 6 отзывов] Обзор Intel Skylake. Отзывы в Клубе экспертов THG [ 6 отзывов]


Свежие статьи
RSS
Logitech G910 Orion Spectrum: обзор и тест игровой клавиатуры Обзор Google Home Mini: первый соперник Amazon Echo Dot 7 альтернатив Apple AirPods: беспроводные наушники-вкладыши Canon EOS 200D: компактная зеркалка с отличным качеством съёмки Fossil Q Marshal: смарт-часы с упором на внешность
Обзор Logitech G910 Orion Spectrum Обзор Google Home Mini 7 альтернатив Apple AirPods Обзор зеркальной фотокамеры Canon EOS 200D Обзор смарт-часов Fossil Q Marshal
РЕКЛАМА
РЕКОМЕНДУЕМ ПРОЧЕСТЬ!

История мейнфреймов: от Harvard Mark I до System z10 EC
Верите вы или нет, но были времена, когда компьютеры занимали целые комнаты. Сегодня вы работаете за небольшим персональным компьютером, но когда-то о таком можно было только мечтать. Предлагаем окунуться в историю и познакомиться с самыми знаковыми мейнфреймами за последние десятилетия.

Пятнадцать процессоров Intel x86, вошедших в историю
Компания Intel выпустила за годы существования немало процессоров x86, начиная с эпохи расцвета ПК, но не все из них оставили незабываемый след в истории. В нашей первой статье цикла мы рассмотрим пятнадцать наиболее любопытных и памятных процессоров Intel, от 8086 до Core 2 Duo.

ССЫЛКИ
Реклама от YouDo
Услуги на YouDo: https://youdo.com/lp-remont-brelka-signalizatsii-Starline/, варианты >>
Смотрите здесь - https://youdo.com/lp-boiler24567/ - выбирай!
Привлечение клиентов за процент: http://freelance.youdo.com/marketing/leadgeneration/price/mark/protsent/.