AMD nás pozvalo na konferenční hovor, aby nám sdělilo nové informace o dvou architekturách, na kterých budou stavět jeho budoucí procesory: výkonný Bulldozer a úsporný Bobcat. Nyní vypršelo NDA a my se s vámi o nové poznatky můžeme podělit. Jaké instrukce nové architektury budou umět a v jakých produktech je najdeme?

V telefonické přednášce k nám promlouvali Chekib Akrout, senior viceprezident a vedoucí divize Technology Group, a Greg Hoeppner, viceprezident a generální manažer divize Design Engineering.

Přestože jsme museli souhlasit s dohodou o mlčenlivosti a s vydáním článku čekat do stanoveného data, nezanedbatelná část prezentace se týkala informací již známých od loňského listopadu/novembra. Abych se tedy nemusel potupně opakovat, budu v následujícím textu používat výstřižky ze starší novinky.

Bulldozer

AMD má už od generace K8 blíž k serverovému segmentu a nejinak je tomu u Bulldozeru. První komerční implementací této architektury bude šestnáctijádrový Opteron Interlagos slepený ze dvou osmijádrových čipů. V dobách dávno minulých bylo osmijádro v roadmapě pod označením Sandtiger. Kde je mu asi konec?

Právě v serverech lze vylepšovat výkon zvýšením počtu vláken, které procesor může naráz zpracovávat. V minulosti toho bylo docilováno dvěma způsoby.

První způsob známe pod názvem „HyperThreading“, jak jej pokřtil Intel u Pentií 4. Jedno procesorové jádro zpracovává dvě vlákna, v jeden okamžik tak mohou být vytíženy celočíselné (integer) i floating point jednotky. Druhý přístup doposud aplikovalo AMD i Intel a spočívá v prostém zvyšování počtu jader. Ta jsou ale pro svůj účel naddimenzovaná a většinou nejsou optimálně využita.

Jeden dvoujádrový modul Bulldozeru dokáže zpracovávat dvě vlákna současně stejně dobře, jako klasické dvoujádro. Díky sdílené FP jednotce je ale menší a dosahuje lepšího využití. Tento modul je v nové architektuře nejmenší stavební jednotkou, proto mezi Bulldozery neuvidíme žádné jednojádrové modely.

Jak nám bylo řečeno, typické úlohy běžící na serverech využívají z 80 % integer jednotky. Sdílená FPU by tedy neměla být limitujícím prvkem; jak si ovšem poradí s herní fyzikou či umělou inteligencí, zatím zůstává ve hvězdách. Ohledně výkonu procesorů nové architektury nám pouze bylo zopakováno tvrzení, že vzroste o polovinu při zvýšení počtu jader o třetinu.

Co se podpory instrukčních sad týče, potvrzena je podpora AVX, SSE 4.1 a SSE 4.2. Naopak vypadl vzdoroprojekt AMD, instrukce SSE5. John Fruehe před čtrnácti dny prohlásil, že „SSE5 nikdo nepodporuje“, ani v materiálech k Bulldozeru o nich není ani zmínka. Přes palubu půjde i další nepříliš úspěšný vynález firmy se zeleným šípem ve znaku: Sharon Troia na blogu AMD informuje, že instrukce 3DNow! jsou nyní „deprecated“ a v dalších generacích procesorů nebudou podporovány.

Instrukce AVX s délkou operandů 256 bitů bude jeden dvoujádrový modul Bulldozeru, přesněji řečeno jeho floating-point jednotka, zvládat vykonat v jednom taktu. Výpočty se 128 bitů dlouhými slovy může v jednom taktu provádět dvě.

Řeč přišla i na sdílený instruction fetch a decode. Za normálních podmínek prý není problém zásobit prací obě integer jádra. Záleží ale na délce instrukcí – některé jsou totiž obzvlášť dlouhé a pokud by jich aplikace hojně využívala, fetch a decode by nemusely stíhat.

Na tomto slajdu vidíte schéma osmijádrového čipu na bázi Bulldozeru. Procesor obsahuje čtyři dvoujádrové moduly, všechny sdílí L3 cache a „northbridge“ (tedy řadič pamětí a HyperTransportu).

Ještě jsem se nezmínil o tom, že Bulldozer má opět funkci Turbo a s ním související nové úsporné funkce. V jednovláknových aplikacích bude v rámci jednoho modulu možné deaktivovat jedno integer jádro a to zbývající spolu s FPU jednotkou přetaktovat.

Tolik k Bulldozeru, nyní se vrhněme na druhou architekturu, kterou na nás AMD příští rok vychrlí.