บ้าน ส่งต่อความคิด รายละเอียด skylake ของ Intel แสดงให้เห็นว่าการคำนวณมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

รายละเอียด skylake ของ Intel แสดงให้เห็นว่าการคำนวณมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร

วีดีโอ: Faith Evans feat. Stevie J – "A Minute" [Official Music Video] (ธันวาคม 2024)

วีดีโอ: Faith Evans feat. Stevie J – "A Minute" [Official Music Video] (ธันวาคม 2024)
Anonim

ที่ Intel Developer Forum ในสัปดาห์นี้ผู้ผลิตหน่วยประมวลผลได้เปิดเผยรายละเอียดครั้งแรกเกี่ยวกับผลงานภายในของสถาปัตยกรรมแบบไมโคร Skylake ซึ่งวางจำหน่ายเป็นโปรเซสเซอร์รุ่นที่หก

Skylake เพิ่งจะเปิดตัว - รุ่น "ปลดล็อค" ที่มุ่งเป้าไปที่การโอเวอร์คล็อกเกอร์ได้ประกาศไว้ที่ Gamescon เมื่อสองสามสัปดาห์ก่อน แต่การเปิดตัวหลักของชิปที่หลากหลายในขณะนี้ดูเหมือนจะถูกกำหนดไว้สำหรับวันที่ 1 ก.ย. จะไม่เปิดเผยรายละเอียดเกี่ยวกับชิ้นส่วนเฉพาะที่จะเปิดเผยนอกเหนือจากการแนะนำว่าจะเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีความหลากหลาย

แน่นอนว่าเป็นจุดที่ใหญ่ที่สุดที่ Julius Mandelblat วิศวกรหลักอาวุโสและหัวหน้าทีม Skylake พยายามอธิบายสถาปัตยกรรมในเวทีสนทนา เขาตั้งข้อสังเกตว่าเมื่อทีมเริ่มทำงานในโครงการเมื่อห้าปีก่อนแผนคือการสร้างสถาปัตยกรรมไคลเอนต์แบบดั้งเดิมซึ่งครอบคลุมช่วงจากสิ่งที่เรียกว่าโน้ตบุ๊ก "บางและเบา" ไปยังเดสก์ท็อปช่วงประมาณ 3X สำหรับความต้องการพลังงาน . จากนั้นก็ผลักดันให้อัลตร้าบุ๊คซึ่งบางลงก่อนโน้ตบุ๊กและแท็บเล็ตที่ใช้พลังงานต่ำ ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายต้องรองรับกำลังไฟ 20 เท่าเริ่มต้นที่ 4.5 วัตต์ (สำหรับซีรีย์ M ที่ใช้ในโน้ตบุ๊กที่ไม่มีพัดลมแท็บเล็ตและ 2-in-1s) สูงถึง 91 วัตต์ในการกำหนดค่าพื้นฐานของเดสก์ท็อป K ด้านบน ผลิตภัณฑ์

การเข้าสู่ปัจจัยรูปแบบใหม่จำเป็นต้องให้ความสำคัญกับประสิทธิภาพการใช้พลังงานเป็นอย่างยิ่ง Mandelblat กล่าว ดังนั้น System-on-chip (SoC) สุดท้ายจึงใช้พลังงานน้อยลง 40 ถึง 60 เปอร์เซ็นต์สำหรับการเล่นวิดีโอและการประชุมรวมถึงพลังงานที่ไม่ได้ใช้งานและยังขยายชุดชิป IO เพื่อรองรับอุปกรณ์ใหม่โดยเฉพาะการเพิ่มภาพ โปรเซสเซอร์เดียว

สิ่งหนึ่งที่ Mandelblat แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนในความคิดเห็นหลังจากการนำเสนอคือการมุ่งเน้นไปที่ประสิทธิภาพต่อวัตต์ไม่ใช่ประสิทธิภาพที่แท้จริง เมื่อฉันถามเขาเกี่ยวกับประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยที่ได้รับการรายงานสำหรับซีรีย์ Skylake K เมื่อเทียบกับซีรี่ส์ Haswell ก่อนหน้านี้ผู้จัดการตลาดแพลตฟอร์มระดับสูง Patrick Casselman กล่าวว่าเราไม่ควรผ่านการตัดสินในวันนี้ "รอจนกว่าคุณจะเห็นผลิตภัณฑ์มือถือ" เขากล่าวโดยแนะนำว่าเราจะเห็นประสิทธิภาพที่ดีขึ้น หลังจากการนำเสนอ Mandelblat กล่าวว่าการปรับปรุงประสิทธิภาพของชิ้นส่วนเดสก์ท็อปอย่างมากนั้นจะต้องให้ความสำคัญกับการเปลี่ยนแปลงของระบบที่หลากหลายโดยไม่จำเป็นต้องมีคอขวดเดียวในตอนนี้ แต่ประสิทธิภาพค่อนข้างสมดุล

มันสมเหตุสมผลแล้วที่ Intel มุ่งเน้นที่การสร้างชิ้นส่วนสำหรับอุปกรณ์ที่หลากหลายแทนการใช้บนเดสก์ท็อปล้วน แต่เป็นการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่จากที่การออกแบบไมโครโปรเซสเซอร์มุ่งเป้าไปที่เมื่อไม่นานมานี้

ในการนำเสนอนั้น Mandelblat ผ่านการออกแบบสถาปัตยกรรมขนาดเล็กในรายละเอียดมากขึ้นแสดงแผนภาพพื้นฐานของการเปลี่ยนแปลงในสถาปัตยกรรม (แสดงที่ด้านบนของโพสต์นี้) แม้ว่าจะสังเกตได้ว่าไม่ใช่ทุกส่วนของ Skylake ที่มีคุณสมบัติเหล่านี้ทั้งหมด . การเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดนั้นรวมถึงการเชื่อมต่อสัญญาณเสียงแบบวงแหวนที่เพิ่มขึ้นระหว่างแกนประมวลผล CPU, ตัวประมวลผลสัญญาณภาพแบบรวม (ISP) สำหรับการรองรับกล้อง, กราฟิกที่ได้รับการปรับปรุง, คุณสมบัติด้านความปลอดภัยใหม่ ๆ

สำหรับแกนประมวลผลแบบซีพียู x86 แบบดั้งเดิม (ซึ่งเรียกว่าแกน IA) Mandelblat กล่าวว่าหนึ่งในการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่คือ "ความสามารถในการกำหนดค่า" ด้วยการกำหนดค่าแกนหลักที่แตกต่างกันสำหรับเซิร์ฟเวอร์เมื่อเปรียบเทียบกับไคลเอนต์ ในฝั่งไคลเอ็นต์คอร์ประกอบด้วยส่วนหน้าที่ได้รับการปรับปรุงพร้อมการคาดคะเนสาขาที่ปรับปรุงแล้วบัฟเฟอร์ที่ล้าสมัยมากขึ้นหน่วยการประมวลผลที่ได้รับการปรับปรุงและระบบย่อยหน่วยความจำที่พัฒนาขึ้นซึ่งทำให้แกนประมวลผลได้รับแบนด์วิดธ์เพิ่มเติมจากหน่วยความจำแคช

สิ่งหนึ่งที่โดดเด่นคือการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่เพิ่มขึ้นด้วยความสามารถในการปิดส่วนต่าง ๆ ของโปรเซสเซอร์เมื่อไม่ได้ใช้งานโดยเฉพาะอย่างยิ่งส่วนขยาย AVX และการมุ่งเน้นเฉพาะในการเล่นวิดีโอและมัลติมีเดียที่ใช้พลังงานน้อยกว่ามาก . เขากล่าวว่ามีการปรับปรุงอย่างมากในการใช้พลังงานที่ไม่ได้ใช้งาน

ผลิตภัณฑ์ยังมีแคชและหน่วยความจำแบบใหม่ เขาตั้งข้อสังเกตว่าตั้งแต่มีการเปิดตัวสถาปัตยกรรมแหวนเมื่อหลายปีก่อนการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ทำให้มีการใช้แบนด์วิดท์เพิ่มขึ้นจากสิ่งที่อยู่นอกคอร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบย่อยกราฟิก นี่เป็นสถาปัตยกรรมแคช DRAM แบบฝังใหม่ (โดยทั่วไปจะใช้ในเวอร์ชันที่มีกราฟิก Iris Pro) ซึ่งตอนนี้สามารถใช้เป็นแคชด้านหน่วยความจำได้ สถาปัตยกรรมได้รับการออกแบบในขณะนี้เพื่อให้สิ่งต่าง ๆ เช่นการประมวลผลสัญญาณภาพและจอแสดงผลสามารถให้บริการที่มีคุณภาพสม่ำเสมอยิ่งขึ้น

"โครงการนี้เกี่ยวกับพลังงานเป็นอย่างมาก" Mandelblat กล่าวโดยสังเกตว่าสถาปัตยกรรมขนาดเล็กนั้นรวมการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงานในทุก ๆ บล็อกและการเชื่อมต่อโครงข่าย ตัวอย่างเช่นความละเอียดของจอแสดงผลอาจเพิ่มขึ้น 60 เปอร์เซ็นต์โดยมีกำลังเพิ่มขึ้นเพียง 20 เปอร์เซ็นต์เท่านั้นจึงช่วยให้ใช้งานจอภาพความละเอียดสูงได้ดีขึ้น หากคุณประหยัดพลังงานในส่วนหนึ่งของแม่พิมพ์คุณสามารถใช้ในส่วนอื่นได้ สิ่งนี้จะสร้างความแตกต่างของประสิทธิภาพโดยเฉพาะในการออกแบบที่ไม่มีพัดลมซึ่งใช้พลังงานน้อยกว่าในส่วนของชิปที่ไม่ได้ใช้งานจะช่วยให้พลังงานที่ CPU หรือแกนกราฟิกใช้มากกว่าเดิม

หนึ่งในการเปลี่ยนแปลงที่ยิ่งใหญ่ที่สุดคือการรวมตัวประมวลผลสัญญาณภาพและการสนับสนุนสำหรับกล้องโดยตรงภายใน SoC แทนการพึ่งพาชิป ISP แยกต่างหาก แม้ว่านี่จะเป็นเรื่องปกติในโปรเซสเซอร์มือถือจำนวนหนึ่ง แต่นี่เป็นครั้งแรกที่ Intel ได้ทำการผสานรวม นี่เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับฟอร์มแฟคเตอร์ที่มีขนาดเล็กกว่า Mandelblat กล่าวเพราะมันกำจัดหน่วยประมวลผลกล้องเสริมส่งผลให้ลดค่าวัสดุและช่วยให้ใช้พลังงานได้ดีขึ้นเพราะระบบสามารถจัดการกับฟังก์ชั่นอื่น ๆ

Skylake สามารถรองรับกล้องได้มากถึงสี่ตัว - สองตัวพร้อมกัน - ช่วยให้กล้องที่หันเข้าหาตัวเองและหันหน้าเข้าหาโลกด้วยเซ็นเซอร์สูงสุด 13-MP สามารถรองรับฟีเจอร์ต่าง ๆ เช่นวิดีโอ 1080p ที่ 60 เฟรมต่อวินาทีหรือวิดีโอ 2, 160 (4K) ที่ 30 เฟรมต่อวินาทีรวมถึงสไมล์ชัตเตอร์, การจับภาพต่อเนื่อง, HDR และการบันทึกภาพนิ่งความละเอียดเต็มในระหว่างการบันทึกวิดีโอ นี่น่าจะดีสำหรับตลาดแท็บเล็ต แต่โปรดทราบว่าโปรเซสเซอร์มือถือระดับบนสามารถรองรับกล้องความละเอียดสูงได้แล้ว

การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ ได้แก่ การปรับปรุงด้านความปลอดภัยจำนวนหนึ่ง หัวหน้ากลุ่มเหล่านี้คือ Software Guard Extensions (SGX) ชุดคำสั่งสำหรับแอปพลิเคชันเพื่อเปิดใช้งานสภาพแวดล้อมการปฏิบัติที่ไว้วางใจได้ซึ่งรู้จักกันในชื่อ Enclave วิธีนี้ช่วยให้แอปพลิเคชันเก็บเป็นความลับไม่ว่าจะเป็นรหัสหรือข้อมูลจากส่วนที่เหลือของโปรเซสเซอร์จึงป้องกันการโจมตีด้วยฮาร์ดแวร์จำนวนมาก สถาปัตยกรรมยังมีคุณสมบัติที่เรียกว่า Memory Protection Extensions (MPX) ซึ่งทดสอบขอบเขตหน่วยความจำก่อนที่จะเข้าถึงดังนั้นจึงมั่นใจได้ว่าการเข้าถึงนั้นอยู่ภายในหน่วยความจำที่จัดสรรไว้สำหรับกระบวนการกำจัดการโจมตีประเภทใดประเภทหนึ่งที่พบบ่อยมากขึ้น

การเปลี่ยนแปลงอื่น ๆ รวมถึงประสิทธิภาพการใช้พลังงานที่มากขึ้นในชิปเซ็ตและรองรับ PCI Express 3.0, การโฟกัส IO มากขึ้น (โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับรุ่นมือถือ) และ IO ความเร็วสูง นอกจากนี้ยังปรับปรุงระบบเสียงและฮับเซ็นเซอร์ในตัว

ชิปได้รับการออกแบบเพื่อให้สามารถโอเวอร์คล็อกได้ดังที่เห็นในรุ่น K โดยรองรับได้ถึง 83 ขั้นในการเพิ่มขึ้น 100MHz ด้วยทฤษฎีสูงสุด 8.3GHz (และมีการสาธิตที่ 7GHz ด้วยการระบายความร้อนด้วยไนโตรเจนเหลว)

การนำเสนอแยกต่างหากเกี่ยวกับกราฟิก Skylake โดย David Blythe เพื่อนร่วมงานและผู้อำนวยการฝ่ายสถาปัตยกรรมกราฟิกของ Intel กล่าวถึงสิ่งที่ Intel เรียกว่าระบบย่อยกราฟิก Gen9

เขาได้พูดคุยเกี่ยวกับวิธีการออกแบบคอร์ในช่วงหกปีที่ผ่านมาประสิทธิภาพกราฟิกเพิ่มขึ้นอย่างมากจากการสนับสนุนหน่วยปฏิบัติการถึง 10 หน่วย (EUs) โดยมี 43 กิกะบิตของประสิทธิภาพบนแกนหลักดั้งเดิมถึง 48 หน่วยปฏิบัติการและ 768 กิกะบิตสูงสุด จุดสิ้นสุดของชิป Broadwell ด้วย Skylake เขากล่าวว่าต้องใช้การกระโดดอีกครั้งหนึ่งซึ่งอนุญาตให้มีมากถึง 72 EUs และ 1, 952 gigaflops (โดยปกติแล้ว Intel จะเสนอรุ่นที่หลากหลายพร้อมกราฟิกจำนวนมาก) เขากล่าวว่าประสิทธิภาพโดยรวมของกราฟิกนั้นสูงกว่า 100 เท่าในช่วงเวลานั้นขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของ 3DMark

นอกเหนือจากสหภาพยุโรปที่เพิ่มขึ้นแล้วยังมีการปรับปรุงวิธีการต่าง ๆ ที่ใช้เป็นรายบุคคลและเป็น "สไลซ์" - ตั้งค่า 24 EUs จะมีเวอร์ชั่นแตกต่างกันและมีหมายเลข EU ต่างกัน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง GT2 จะใช้หนึ่งชิ้น (และ 24 EU) และ GT3 จะใช้สองชิ้น (48EUs) และ GT4 ใหม่จะใช้สาม (72 EUs) ไบลท์กล่าวว่ามีการเพิ่มปริมาณงานจำนวนมากต่อชิ้นเช่นเดียวกับชิ้นส่วนมากขึ้นในระดับสูงด้วยความสามารถในการลดขนาดลงในระดับต่ำสุด

Skylake ยังรองรับ API ใหม่กว่าเช่น Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 และ Open GL 4.4 มีการปรับปรุงความสามารถของสื่อเช่นกันด้วยการรองรับวิดีโอ HEVC, VP8 และ MJPEG, โหมดวิดีโอซิงค์แบบใหม่สำหรับแอปพลิเคชันแบบเรียลไทม์ประหยัดพลังงานเช่นการประชุมทางวิดีโอและความสามารถในการถ่ายภาพ RAW ใหม่

รายละเอียด skylake ของ Intel แสดงให้เห็นว่าการคำนวณมีการเปลี่ยนแปลงอย่างไร