13 декабря 2016 (14 декабря 2016 по МСК) состоялось весьма и весьма ожидаемое мероприятие - презентация всему миру нового поколения процессоров от AMD. Тех самых процессоров, которые составят отличную конкуренцию Intel.
Чего можно было ожидать и что мы увидели в итоге? Что-то порадовало, а что-то не очень.
Как водится на таких мероприятиях, изначально AMD решили напомнить о своих прошлых успехах. Не забыли о консолях, которые построены на AMD и большой любви испытываемой AMD к геймерскому комьюнити.
Zen - кодовое название проекта, над которым была начата работа еще 4 года назад. По заявлениям (CEO AMD) Lisa Su, это новая архитектура с чистого листа. И было выделено 2 основные цели, которые поставили перед собой инженеры из AMD:
- Увеличить IPC (количество выполняемых инструкций на такт) на 40% уложившись в прежние рамки энергопотребления по сравнению с архитектурой Excavator.
- Построить умную систему. Железо наделенное необходимыми фичами, которые позволяют накапливать знания и учится работать лучше и лучше.
Zen включает в себя не только десктопные процессоры. Но именно с десктопными процессорами AMD пожелали явить миру Zen .
Всего в первом квартале 2017 года ожидается выход 4 версий процессора:
Что же может предложить нам новое поколение. Новая эра, как не постеснялись в AMD.
(на этом кадре за спиной у Лизы наблюдательный зритель может заметить маленький «косячок»)
Первой пташкой будет процессор топового сегмента под кодовым названием SR7 (Summit Ridge):
- 8 ядер
- 16 потоков
- Базовая частота ядра 3.4Ггц
- 4Мб L2 + 16Mb L3 кэша
- Энергопотребление до 95 Вт
- Новый сокет AM4
Выглядит не плохо и это не все. Инженеры AMD кропотливо трудились над новой технологией, получившей название AMD SenseMI . Технология на данном этапе включает в себя 5 фич:
- Neural net Prediction
- Smart Prefetch
- Pure Power
- Precision Boost
- Extended Frequensy Range
Все эти фичи реализуют «умные» возможности процессора. Сотни различных сенсоров передают свои сигналы нейронной сети, нейронная сеть запоминает и учится управлять процессором на свое усмотрение. Таким образом в типовых задачах процессор сможет повышать частоты до того как в этом будет реальная необходимость. Перемещать требуемые данные из общего кэша, в кэш второго уровня еще до того момента как они могут потребоваться. Снижать энергопоребление, когда есть необходимость, а в случаях крайней важности и возможности, разгонять процессор автоматически до частот превышающих турбо. Насколько высок будет возможен такой автоматический разгон, зависит от системы питания и охлаждения. Директор AMD не применула пошутить про энтузиастов с охлаждением жидким азотом.
Хотелось бы узнать гораздо больше о работе технологии AMD SenseMI. Но после этого все внимание уделялось тестам.
Сравнили скорость рендеринга в блендере.
Результат на одинаковом уровне.
Скорость кодирования видео.
Небольшой отрыв за процессором от AMD.
Потом AMD похвасталась хорошей отзывчивостью системы при работе в zbrush c высокополигональными моделями…
Была продемонстрирована работа с моделями в несколько миллионов полигонов. И правда, выглядит бодренько.
(~7 млн полигонов)
(~32 млн полигонов)
Было очень много высказываний о 4К гейминге и готовности новой платформы к этим новшествам. Сравнения «на глазок» быстродействия Ryzen и i7 6900K в играх и стриминге не сопровождалось какими либо техническими данными о загрузке ЦП, количество кадров в секунду и тд. Все это выглядит весьма сомнительно, но придется оставить на совести AMD до первых живых тестов в руках энтузиастов.
Стенды с одинаковым объемом ОЗУ и видеокартами NVIDIA Titan X (Pascal). Тут AMD предложили нам оценить разницу 4К геймплея в Battlefield 1. И это еще на трансляции в 1080р/30FPS. Да и вообще весь этот тест бесполезен, т.к. подготовить 60 кадров в секунду могут и более слабые, «народные» процессоры имеющиеся на рынке.
Демонстрация использования процессора в, так называемой, смешанной реальности (mixed reality). Процессор задействован в подготовке 3д сцены для очков виртуальной реальности + отдельный вьюпорт для отображения игрока в этой 3д сцене. Тема пока довольно молода, но уже используется энтузиастами на текущем железе, доступном на рынке уже сейчас.
Сравнительный тест 3 процессоров (i7 6700K, i7 6900K, AMD SR7) в ходе которого мы увидели, что новый процессор справляется с игрой (Dota 2) и кодированием видеопотока для стриминга в 1080р на TWICH. Но вот, что странно, i7 6700K оказался некомпетентным в этом вопросе даже при разгоне до 4.5Ггц. Стриминг вышел абсолютно «несмотрибельным». Этот миф я попытался развеять на своем i5 6500.
Тестовый стриминг Dota 2 на i5 6500
В целом вся презентация сопровождалась скудным объемом технических данных и больше походит на своеобразный тизер, порождающий в голове еще больше вопросов.
«One more thing...»
На последок CEO AMD заготовила демонстрацию возможностей нового процессора + новой графической системы под кодовым названием Vega. Был продемонстрировал 4К геймплей, но опять же не подправленый специями из технических данных самой системы и того как она справляется с нагрузкой.
Цены на новую логику озвучены не были. Единственная озвученая цена - USD 2070. Столько стоит та самая, продемонстрированная в конце презентации, игровая система. Но какова комплектация за эти деньги - не известно.
Сама презентация выглядела довольно живенькой, но остается некоторе неприятное послевкусие от недосказанности и нехватки технических деталей.
О цене продемонстрированного процессора остается только догадываться. По разным утечкам она сходится на приблизительной планке в USD 500-600. Но если учесть ценовую стратегию AMD на рынке видеокарт, не стоит ожидать демпинга процессорного рынка со стороны AMD. Все-таки SR7 сравнивался с i7 6900K цена которого (USD 1100) в 2 раза выше ожидаемой цены SR7. И по тестам их производительность находится на, примерно, одинаковом уровне.
Но цена будет однозначно меньше аналогов от Intel. И сам факт выхода на рынок достойного конкурента для Intel оставляет хорошие надежды на небольшую встряску рынка, и изменение цен в сторону их уменьшения.
Остается ждать новых деталей проекта, а энтузиастам начинать откладывать деньги на приобретение нового железа. Простым консьюмерам скорее не зачем становиться в очередь за покупкой новой системы на AMD, т.к. мощности такого процессора будут избыточны для типовых задач. А «народные» процессоры Ryzen появятся весной и большинство пользователей ожидают именно их.
- Увеличение количества команд за тактовый цикл для архитектуры «Zen» в сравнении с архитектурой «Piledriver» составляет +52% с оценочным результатом SPECint_base2006 скомпилированным с GCC 4.6 –O2 при фиксированной частоте 3,4 ГГц. Увеличение количества команд за тактовый цикл для архитектуры «Zen» в сравнении с архитектурой «Piledriver» составляет +64% по измерениям Cinebench R15 1T и также +64% с оценочным результатом SPECint_base2006 скомпилированным с GCC 4.6 –O2 при фиксированной частоте 3,4 ГГц. Конфигурации системы: Базовая материнская плата (или материнские платы) AMD, видеокарта AMD Radeon™ R9 290X, 8 ГБ памяти DDR4-2667 («Zen»)/8 ГБ памяти DDR3-2133 («Excavator»)/8 ГБ памяти DDR3-1866 («Piledriver»), ОС Ubuntu Linux 16.x (оценка SPECint_base2006) и Windows® 10 x64 RS1 (Cinebench R15). Оценки SPECint_base2006: «Zen» против «Piledriver» (31,5 против 20,7 | +52%), «Zen» против «Excavator» (31,5 против 19,2 | +64%). Результаты Cinebench R15 1t: «Zen» против «Piledriver» (139 против 79; оба при 3,4 ГГц | +76%), «Zen» против «Excavator» (160 против 97,5; оба при 4,0 ГГц | +64%). GD-108
- Тестирование проводилось 2 марта 2018 г. в лабораториях AMD по испытанию производительности с использованием указанной ниже системы. Производители ПК могут вносить в конфигурации ПК изменения, из-за чего результаты могут отличаться. Результаты могут отличаться в зависимости от используемых версий драйвера. Конфигурация системы с процессором AMD Ryzen 2-го поколения: процессор AMD Ryzen 7 2700X, эталонная материнская плата Turpan, двухканальная оперативная память DDR3-3200 объемом 16 ГБ, видеокарта GeForce GTX 1080 Ti, графический драйвер 390.77, твердотельный накопитель Samsung 850 PRO объемом 512 ГБ, ОС Windows 10 RS3. Конфигурация системы с процессором AMD Ryzen: процессоры AMD Ryzen 7 1700X, AMD Ryzen 1700, AMD Ryzen 5 1600X, AMD Ryzen 5 1600, материнская плата X370 Xpower Gaming Titanium, двухканальная оперативная память DDR3-3200 объемом 16 ГБ, видеокарта GeForce GTX 1080 Ti, графический драйвер 390.77, твердотельный накопитель Samsung 850 PRO объемом 512 ГБ, ОС Windows 10 RS3. Данные о производительности многозадачности получены с помощью теста Cinebench R15 nT. Результаты процессоров в тесте производительности: AMD Ryzen 7 2700X - 1837 баллов; AMD Ryzen 7 2700 - 1577 баллов; AMD Ryzen 5 2600X - 1373 балла; AMD Ryzen 5 2600 - 1311 баллов; AMD Ryzen 7 1800X - 1628 баллов; AMD Ryzen 7 1700 - 1411 баллов; AMD Ryzen 5 1600X - 1250 баллов; AMD Ryzen 5 1600 - 1153 балла. Процессор Ryzen 7 2700X набрал 1837 баллов (1837/1628: увеличение скорости до 13 % по сравнению с процессором Ryzen 7 1800X). Процессор Ryzen 7 2700 набрал 1577 баллов (1577/1411: увеличение скорости до 12 % по сравнению с процессором Ryzen 7 1700). Процессор Ryzen 5 2600X набрал 1373 балла (1373/1250: увеличение скорости до 10 % по сравнению с процессором Ryzen 5 1600X). Процессор Ryzen 5 2600 набрал 1311 баллов (1311/1153: увеличение скорости до 14 % по сравнению с процессором Ryzen 5 1600). RZ2-3
- Результаты получены 22 марта 2018 г. в лабораториях AMD по испытанию производительности с использованием теста Cinebench R15 nT при фиксированной частоте 3,725 ГГц. Оценка AMD Ryzen™ 7 1800X (базовый уровень): 151,98. Оценка AMD Ryzen™ 7 2700X: 156,09 (+2,7 %). Конфигурация системы: эталонная материнская плата AMD, процессор AMD Ryzen™ 7 2700X, 2 модуля оперативной памяти DDR4-3200 объемом 8 ГБ (16-16-16-36), твердотельный накопитель Samsung 850 Pro, видеокарта GeForce GTX 1080 (графический драйвер 390.77), ОС Windows® 10 Pro RS3. Результаты могут отличаться в зависимости от конфигурации системы и версии драйвера. RZ2-17
- Не все продукты AMD Ryzen™ или Raven Ridge поддерживают функцию одновременной многопоточности (SMT).
Новая процессорная архитектура Zen компании AMD имеет множество отличий от предыдущей архитектуры. О некоторых особенностях процессоров Zen мы уже писали, но изменения коснулись большинства составляющих процессоров, и в этом материале мы достаточно подробно разберём некоторые "тонкости" новой архитектуры, основываясь на материале, подготовленном нашими коллегами из AnandTech .
Значительным отличием от предыдущих архитектур стало появление кэш микроопераций (micro-op cache). Архитектура Bulldozer не предусматривала данный кэш, вместо чего детали для реализации часто используемых микроопераций извлекались из других кэшей. Intel использует подобную кэш-память уже на протяжении нескольких поколений процессоров, и появление этого кэша в процессорах AMD сулит им лишь увеличение скорости работы. К сожалению, объём кэша микроопераций пока что не уточняется, но говорится что он "большой".
Нажмите для увеличения
AMD не стала распространяться о механизмах работы декодера, уточнив лишь, что процессоры Zen получат "усовершенствование прогнозирования ветвлений" (branch prediction), а также что сами процессоры смогут декодировать четыре инструкции за такт, загружая их из очереди операций. Эта очередь с помощью кэша микроопераций, сможет загружать в планировщик 6 операций за цикл. Возможна будет загрузка и большего числа операций за цикл, если декодер сможет подать команду, которая потом разделится на две микрокоманды. Очередь микроопераций сможет подавать отдельно операции с целыми числами (INT) и с числами с плавающей запятой (FP). То есть AMD будет использовать отдельные планировщики, тогда как Intel использует общий INT/FP планировщик.
Целочисленная часть (INT) отвечает за работу с операциями в арифметико-логических устройствах (ALU), а также с инструкциями загрузки и сохранения в блоках генерации адреса (AGU). AGU сможет выполнять две загрузки по 16 Байт и одно сохранение на 16 Байт за цикл, используя 32 Кбайт 8-канального множественно-ассоциативного кэша перового уровня (L1) с обратной записью. Процессоры предыдущего поколения использовали кэш со сквозной записью, который являлся причиной значительных задержек при обработке частей кода. Также AMD утверждает, что операции загрузки/сохранения будут иметь значительно меньшее время ожидания в пределах кэшей, по сравнению с предшественниками.
FP-часть включает по два умножителя (MUL) и сумматора (ADD), которые обеспечат одновременную обработку двух команд умножения-сложения с однократным округлением (FMAC), и одной 256-битной AVX-команды за цикл. Сочетание частей INT и FP указывает, что AMD создала в Zen "большие" ядра и будет использовать много параллельных вычислений на уровне команд. Насколько хорошо это всё покажет себя на практике, зависит от кэша и буферов восстановления последовательности, ибо по буферам пока что нет точных данных.
Устройство кэш-памяти также претерпело изменения в архитектуре Zen. Объём и ассоциативность кэша данных первого уровня (L1-D) по сравнению с архитектурой Bulldozer были удвоены. Кэш инструкций первого уровня (L1-I) в новой архитектуре не разделён между двумя ядрами, и у него удвоена ассоциативность, что снижает количество промахов. Также AMD заявляет, что были уменьшены задержки и у кэша L1-D, и у L1-I.
На каждое ядро приходится по 512 Кбайт кэша второго уровня (L2) и он имеет 8-канальную (8-way) ассоциативность, что вдвое больше по сравнению с процессорами Intel Skylake (256 Кбайт/ядро и 4 канала). Что касается кэш-памяти третьего уровня (L3), то здесь возникла некоторая неопределённость. На слайде чётко указано, что объём кэша L3 равен 8 Мбайт, но не уточняется, на сколько ядер рассчитан этот кэш. По неофициальным данным 8-ядерные процессоры Zen получат по два набора кэша L3 по 8 Мбайт, предназначенные для каждой четвёрки ядер. То есть на одно ядро будет приходиться 2 Мбайт 16-канального L3-кэша, но в процессоре фактически не будет общего LLC-кэша, как это реализовано у Intel. Потенциально это может повысить производительность отдельного потока, но не приведёт ли это к снижению многопоточной производительности. Отметим, что AMD обещает пятикратный рост пропускной способности кэшей по сравнению с предыдущими архитектурами.
Также в новой архитектуре AMD плотно занялась вопросом энергопотребления. Сообщается, что в первую очередь достаточно низкое энергопотребление у процессоров Zen обеспечит использования 14-нм техпроцесса FinFET. Кроме того, для уменьшения энергопотребления и улучшения эффективности работы использованы некоторые методы и технологии (доработанные и улучшенные), зарекомендовавшие в процессорах Carrizo и Bristol Ridge для ноутбуков.
Нажмите для увеличения
Разработчики AMD отмечают, что снижению энергопотребления способствует агрессивный Clock gating (запрет подачи тактовых сигналов на неиспользуемые части процессора), кэш перового уровня с обратной записью, использование "большого" объёма кэша микроопераций и другие новшества архитектуры.
Каждое ядро процессора Zen, как давно известно, будет поддерживать два потока или одновременную многопоточность (Simultaneous multithreading или SMT). Главная сложность в реализации данной технологии заключается в том, что потоки не должны блокировать друг друга, загружая весь кэш и буферы. Именно здесь и пригодится собственный для каждого ядра кэш L2, разделение блоков INT и FP, и другие особенности позволят разделить нагрузку равномерно, не создавая конфликта между потоками.
Чего нам ждать от компании в 2017 году?
Некоторое время назад AMD поделилась с широкой общественностью очередной порцией данных о новой микроархитектуре Zen, а также платформе AM4, которая (вкупе с новыми процессорами и APU) со следующего года должна стать основным продуктом компании для десктопного рынка. Понятно, что предварительная информация исчерпывающей не является, однако она достаточно интересна, поскольку позволяет примерно понять, чего следует ждать от новых продуктов (а чего - не стоит). Это и явилось поводом для написания данного материала, посвященного не микроархитектурным тонкостям (безусловно, важным, но далеко не всем), а, скажем так, потребительским характеристикам новой платформы.
Текущие проблемы
Как мы уже писали почти два года назад , последние несколько лет ситуация с настольными платформами AMD выглядела несколько странной. Фактически основные события происходили в области APU (как компания называет процессоры с интегрированной графикой), где с 2011 года сменились две с половиной платформы: FM1, FM2 и совместимая с последней сверху вниз FM2+. Впрочем, все перечисленные решения (даже платформу FM1 , на рынке не слишком задержавшуюся) можно считать современными: высокая степень интеграции позволяет создавать законченные системы, используя буквально пару чипов - собственно процессор (большинство которых снабжено отличными по меркам интегрированных решений GPU) и чипсет. Линейка же чипсетов также соответствует современным требованиям - в плане интеграции функциональных возможностей AMD очень часто опережала Intel, первой снабдив свои микросхемы и встроенной поддержкой USB 3.0, и скоростью в 6 Гбит/с для всех SATA-портов, например. Единственное, что мешало широкой экспансии решений для этой платформы - относительно невысокая производительность и высокое энергопотребление процессорной части APU в сравнении с конкурирующими решениями. Более высокую производительность можно было получить, выбирая решения для платформы АМ3+, по сути восходящей еще к платформам начала века. Да и сами по себе многомодульные процессоры для нее существенно не обновлялись с 2012 года, так что могли продаваться лишь благодаря низким ценам при относительно высокой себестоимости, обусловленной использованием уже порядком устаревшего техпроцесса 32 нм. Последнее в какой-то степени касалось и APU, которые за время существования «перешли» с упомянутых норм лишь на 28 нм, что тоже пиком технологий давно не является - во многом именно это вызывало упомянутые проблемы с энергопотреблением.
Стоит отметить, что такое положение дел компания «нормальным» не считала никогда: унификация платформ изначально планировалась как раз на 2012 год. Однако на практике этого не случилось, так что своеобразное «сидение на двух стульях» продолжается до сих пор. Таким образом, по сути, ныне уже устарели и процессоры, и платформы AMD, так что ситуацию нужно менять радикально. Это компания и планирует сделать.
АМ4: наконец-то единая платформа
AMD полностью подтвердила существующие предположения о характеристиках новой платформы, причем даже «с горкой». В частности, к ключевым особенностям AM4 компания относит следующее:
- Память типа DDR4
- Полная поддержка PCIe 3.0
- USB 3.1 («полноценный», т. е. Gen2 со скоростью до 10 Гбит/с)
- NVMe и SATA Express
Что касается последнего пункта, то, в принципе, серьезные аппаратные доработки для его реализации не требовались: она возможна и в рамках существующих платформ. В частности, многие производители системных плат даже ассортимент моделей с АМ3+ обновили, предусмотрев для них загрузку с NVMe-накопителей. Более важным для полноценного функционирования NVMe-накопителей на максимальной скорости является поддержка PCIe 3.0, которой в рамках АМ3+ не было вообще, а APU для FM2+ поддерживали лишь 24 линии данного интерфейса, часть которых «уходила» на связь с чипсетом, а 16 могли потребоваться видеокарте. Кроме того, как уже было сказано выше, высокопроизводительных процессоров для FM2+ не существовало, так что платформа давно и прочно обосновалась в бюджетном секторе, где протокол NVMe не слишком актуален (просто потому, что пока все поддерживающие его накопители исключительно «небюджетны»). АМ4 же по планам должна стать решением для всех сегментов рынка, так что для нее это может стать необходимым - особенно учитывая тягу AMD к созданию «долгоживущих» платформ, что весьма ценят многие пользователи. Ровно то же самое относится и к поддержке USB 3.1: пока она необходимостью не является, однако в будущем может пригодиться. Опять же, как уже было сказано выше, предыдущую версию стандарта AMD реализовала в чипсетах на год раньше, чем Intel, так что логично того же ожидать и для новой версии USB.
Освоение DDR4 - это давно ожидавшийся шаг, поскольку производительность интегрированных GPU сильно зависит от пропускной способности памяти. Ранее решать эту проблему приходилось повышением частот DDR3, но такой подход, мягко говоря, не идеален с точки зрения цены и энергопотребления модулей. Собственно, именно поэтому разговоры о внедрении поддержки DDR4 в APU AMD шли еще с 2013 года (тогда высказывалась масса предположений о двух вариантах в ожидающихся Kaveri), но долгое время новые модули памяти были слишком дороги для использования в массовых системах. На данный момент отгрузки DDR4 уже превосходят DDR3, так что цены сравнялись - с тенденцией в пользу DDR4. В общем, пришло время прощаться со старыми стандартами, причем, судя по всему, AMD планирует это сделать более резко, чем Intel - та, напомним, пока полностью от DDR3 не отказывается. С другой стороны, последнее серьезное обновление LGA115x было в прошлом году, а наиболее интересные продукты для АМ4 появятся в следующем, так что такая разница в подходах вполне объяснима.
Bristol Ridge: промежуточное решение
Впрочем, «обкатка» платформы уже практически началась: как и предполагалось, некоторое количество процессоров для нее выпущено прямо сейчас и уже отгружается крупным производителям. Все они по-прежнему относятся к бюджетному сегменту, так что и самый функциональный из чипсетов (Х380) компания пока «зажала», поставляя лишь пару недорогих модификаций - А320 и В350. Тем не менее, на практике многим будет достаточно и их. Чего в них нет, так это поддержки PCIe 3.0 - лишь 4 или 6 линий PCIe 2.0 соответственно. С другой стороны, 10 линий PCIe 3.0 (не считая нужных для связи с чипсетом) поддерживаются самими нынешними процессорами/APU, а наличие в этих APU мощной (для решений такого класса) графики в недорогом компьютере точно оставит процессорные линии PCIe свободными для периферии.
Вообще же, по сути, можно наблюдать унификацию мобильных и настольных решений: APU семейства Bristol Ridge - это наследники уже знакомых нам Carrizo . Кроме упомянутых 10 линий PCIe 3.0 (х8+х1+х1, две последние можно одновременно «отдать» NVMe-накопителю), они сами поддерживают 4 порта USB 3.0 (оно же USB 3.1 Gen1) и 2 порта SATA600. Использование младшего чипсета А320 добавляет к вышеуказанному разъем USB 3.1 (полноскоростной, как уже было отмечено выше), 2 порта USB 3.0, 6 портов USB 2.0, 4 линии PCIe 2.0, 2 порта SATA600 и 1 разъем SATA Express (который можно использовать как пару SATA). В В350 функциональные возможности аналогичны, но добавлен еще 1 порт USB 3.1 и 2 линии PCIe 2.0. Кроме того, по доброй традиции все решения AMD поддерживают создание RAID-массивов уровней 0, 1 и 10.
Как это соотносится с бюджетными предложениями Intel, типа H110 и B150? Для упрощения понимания соберем характеристики платформ в таблицу, добавив к ней и массовый A78 для уходящей с рынка FM2+.
| Чипсет | AMD A78 | AMD A320 | AMD B350 | Intel H110 | Intel B150 |
| Линий PCIe 3.0 (сумм.) | 8/16 | 10 | 10 | 16 | 24 |
| Линий PCIe 2.0 | 4 | 4 | 6 | 6 | 0 |
| Портов SATA600 | 6 | до 6 | до 6 | 4 | до 6 |
| RAID 0/1/10 | да | да | да | нет | нет |
| Портов SATA Express | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| Портов USB 3.1 | 0 | 1 | 2 | 0 | 0 |
| Портов USB 3.0 | 4 | 6 | 6 | 4 | 6 |
| Портов USB 2.0 | 14 | 6 | 6 | 6 | 6 |
Итак, единственное формально слабое место новой платформы - количество линий PCIe 3.0, обеспечиваемых процессором: всего 10 против обычных в массовом сегменте 16. Но это место слабое лишь пока - просто на данный момент других моделей APU нет, но в будущем они появятся. В конце концов, у решений на FM2+ (A78) линий PCIe 3.0 может и вовсе не оказаться - если установить в плату процессор под FM2, каковые поддерживали только PCIe 2.0. А у платформ Intel другая проблема: все процессоры для LGA1151 поддерживают PCIe 3.0 x16, но на платах с бюджетными чипсетами такая конфигурация линий будет единственной - «расщеплять» эти линии по слотам/устройствам не положено. AMD придерживается иной практики, так что в системе с А320 можно, например, «гонять» два NVMe-накопителя на PCIe 3.0 - а в системе с Н110 нельзя (впрочем, PCIe 3.0 x2 по пропускной способности равно PCIe 2.0 х4, но во многих ли недорогих платах на Н110 найдется возможность реализовать хотя бы такой слот?). Насколько это (равно как и поддержка SATA Express или RAID-массивов) востребовано в недорогих системах - вопрос отдельный. Но факт остается фактом: по сути, даже самые младшие варианты новой платформы сравнимы по функциональности со старшими решениями Intel.
Что же касается возможностей подключения внешней периферии, то по общему количеству USB-портов рекордсменом продолжают оставаться чипсеты для FM2+. Но рекорд этот чисто теоретический - на самом деле столько USB 2.0 в конечных решениях просто не бывает востребовано. А вот четырех высокоскоростных USB-портов иногда уже маловато, что «бьет» и по Intel Н110. При этом самый младший чипсет для АМ4 поддерживает семь портов USB 3.0 (один из которых вообще USB 3.1, что пока, как уже было сказано выше, является в основном заделом на будущее, однако на скорости USB 3.0 этот порт можно использовать уже сейчас) - даже больше, чем В150. Возможно, в «двухсотой» серии чипсетов Intel «подрихтует» и младшие модификации, но пока ее нет, а А320 и В350 уже отгружаются производителям.
Новыми красками должна заиграть разработка компактных компьютеров на базе процессоров AMD, поскольку часть функциональных возможностей традиционных чипсетов уже перенесена в собственно процессоры, что в какой-то степени роднит АМ4 не только с FM2+ или АМ3+, но и с АМ1. В АМ1, правда, функциональность SoC была сильно ограниченной, да и возможности ее расширения отсутствовали, но сейчас эта проблема снята. Точнее, она была снята в ноутбучных Carrizo год назад, и нет ничего удивительного в том, что при разработке новой настольной платформы эти достижения были учтены и унаследованы. Что это дает на практике? Например, без каких-либо особых сложностей можно выпускать платы формата Mini-STX с заменяемым процессором, но «сэкономив» на микросхеме чипсета - четырех портов USB 3.0 и пары SATA600 (один из которых в сочетании с PCIe 3.0 x4 разумно отвести под слот M.2) там хватит. Раньше с этим были сложности - теперь нет.
| Процессор | AMD A12-9800 | AMD A12-9800E | AMD A10-9700 | AMD A10-9700E | AMD A8-9600 | AMD A6-9500 | AMD A6-9500E | AMD Athlon X4 950 |
| Технология пр-ва | 28 нм | |||||||
| Частота ядра std/max, ГГц | 3,8/4,2 | 3,1/3,8 | 3,5/3,8 | 3,1/3,5 | 3,1/3,4 | 3,5/3,8 | 3,0/3,4 | 3,5/3,8 |
| Кол-во модулей / потоков вычисления | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 2/4 | 1/2 | 1/2 | 2/4 |
| Кэш L1 (сумм.), I/D, КБ | 192/128 | 192/128 | 192/128 | 192/128 | 192/128 | 96/64 | 96/64 | 192/128 |
| Кэш L2, КБ | 2×1024 | 2×1024 | 2×1024 | 2×1024 | 2×1024 | 1×1024 | 1×1024 | 2×1024 |
| Оперативная память | 2×DDR4-2400 | |||||||
| TDP, Вт | 65 | 35 | 65 | 35 | 65 | 65 | 35 | 65 |
| Графика | Radeon R7 | Radeon R7 | Radeon R7 | Radeon R7 | Radeon R7 | Radeon R5 | Radeon R5 | - |
| Кол-во ГП | 512 | 512 | 384 | 384 | 384 | 384 | 384 | - |
| Частота std/max, МГц | 1108 | 900 | 1029 | 847 | 900 | 1029 | 800 | - |
Но почему при всех этих интересных особенностях мы текущую реализацию платформы склонны считать промежуточным решением? Дело в том, что сильно ограничены существующие сейчас для нее процессоры. AMD, конечно, высоко оценивает APU «седьмого поколения», но то же самое говорилось и про предыдущие модели. А на практике это лишь дальнейшее развитие все той же модульной архитектуры, дебютировавшей еще в 2011 году, и все тот же техпроцесс 28 нм, используемый с 2014 года. Да, как показали наши тесты, процессоры Carrizo нередко оказываются (благодаря оптимизациям) быстрее Kaveri, работающих на более высокой тактовой частоте, а поддержка памяти типа DDR4 должна их еще немного «подстегнуть». Интегрированный GPU и ранее был одним из лучших в своем классе, а с 2015 года получил обновленный блок видеообработки с аппаратной поддержкой VP9 и H.265/HEVC с разрешением до 4К. Все это верно - но тянет лишь на эволюционные изменения, не меняющие принципиально класс решения. Так, единственный на данный момент Athlon X4 для новой платформы, модель с индексом 950, во всем, кроме типа оперативной памяти, идентичен Athlon X4 845 для FM2+, да и другим новым процессорам более-менее близкие аналоги подобрать можно. Поэтому настоящий старт платформы АМ4 ожидается лишь в следующем году - во всяком случае, если планы AMD будут выполнены.
Zen: что нового?
Итак, какие проблемы стояли перед компанией? Первоочередным спорным моментом разработанной модульной архитектуры были сами модули: для экономии транзисторного бюджета входящая в них пара «х86-ядер» зависит друг от друга, поскольку разделяет некоторые блоки. В частности, в первых реализациях единым был даже декодер команд и кэш инструкций. Второе слабое место - система памяти. На момент разработки первых процессоров сделать быстрый кэш второго уровня получалось, а вот L3 так и остался внешним по отношению к основной части процессора, так что работал асинхронно с ней и на более низких тактовых частотах. В итоге в старших конфигурациях процессоров семейства FX суммарная емкость L2 оказывалась равной L3, что вынуждало AMD продолжать использование эксклюзивной архитектуры кэш-памяти. Та прекрасно работала во времена одноядерных процессоров, но затрудняла обмен данными между вычислительными потоками в многоядерных, усложняя алгоритмы: если чего-то нет в L3, оно может быть в L2 одного из модулей, а может - только в памяти. И даже единый L2 на пару ядер, столь удобный у Core 2 Duo, для синхронизации использовать не выходило: наибольшую эффективность демонстрировал модуль, выполняющий всего один поток команд, т. е. загружать «вторые половинки» (на самом деле, меньшую их часть) работой имело смысл только при слишком большом ее количестве, но не на привычных для массовых нагрузок двух-четырех потоках.
А в APU бо́льшую часть кристалла занимало графическое ядро, так что эти модели остались вовсе без единой кэш-памяти, пусть даже медленной, поскольку иначе процессор получился бы слишком большим. Собственно, при использовании одинаковых норм производства APU по себестоимости конкурировали со старшими четырехъядерными моделями массовой линейки процессоров Intel, а старшие процессоры с четырьмя модулями оказывались еще более дорогими. Но при этом о конкуренции в плане производительности можно было говорить, только сравнивая четыре модуля AMD с четырьмя же ядрами Intel - масла в огонь подливал и всего один SIMD-блок на модуль. При этом процессоры Intel и сами по себе были дешевле в производстве, а из-за особенностей платформ стоили существенно меньше. APU же «воевали» только с совсем дешевыми двухъядерными процессорами Intel, да и это делали с переменным успехом. Конечно, они имели преимущество в производительности графической части, но далеко не всегда оно было востребовано.
Что меняется в новом поколении (как мы и обещали - простым языком, не вдаваясь в технические дебри)? «Базовый элемент» Zen чем-то напоминает двухмодульный процессор предыдущей архитектуры, но с существенными доработками. Во-первых, он включает не четыре попарно объединенных «х86-ядра», а четыре полноценных и независимых ядра - независимых даже в плане кэш-памяти второго уровня, суммарная емкость которой уменьшилась вдвое, зато теперь у каждого ядра появился свой L2 (и, разумеется, собственный декодер команд вместе с кэш-памятью инструкций). Во-вторых, кэш-память третьего уровня стала неотъемлемой составляющей такого вот «кирпичика». Судя по всему, работать она будет существенно быстрее, чем в предшественниках, а ее емкость составляет 8 МБ. В-третьих, что немаловажно, в AMD тоже сумели реализовать технологию симметричной многопоточности, так что каждое ядро может выполнять команды не одного, а двух потоков.
Фактически, как видите, в «базовом» варианте Zen сильно напоминает топовые процессоры Intel массовых серий, т. е. четырехъядерные Core i7. При этом такой «модуль» во второй половине следующего года будет использоваться и в APU, где сейчас всего-навсего, напомним, два модуля «старого образца», причем без кэш-памяти третьего уровня вообще. Графическое ядро, возможно, «не дотянется» до топовых решений Intel (тем более, снабженных кэш-памятью четвертого уровня - ничего подобного AMD пока не обещает), но будет производительнее массовой интегрированной графики Intel. Причем, судя по имеющимся данным о внутренней организации процессоров, компания сможет освоить и бюджетную модификацию с парой ядер и уменьшенным до 4 МБ L3, т. е. выпустить непосредственных конкурентов для разнообразных Core i3 и прочих двухъядерных процессоров (особенно мобильных). Сейчас соперничать с ними могут только двухмодульные (в терминологии AMD - «четырехъядерные») процессоры, а в будущем это будут делать и «обычные» двухъядерные.
Однако нельзя сказать, что компании полностью удалось достичь «паритета по ядрам». В частности, блоки для работы с числами с плавающей запятой и прочими SIMD-инструкциями изменились в меньшей степени, чем хотелось бы. Нормальной поддержки работы с векторами по 256 бит у них нет, т. е. на AVX2-коде ожидать высоких результатов не приходится. С другой стороны, на данный момент преждевременно утверждать о производительности хоть что-либо - новая микроархитектура дебютирует в готовых изделиях только в следующем году. Тогда-то и будет полная ясность с их тактовыми частотами, ценами, да и производительностью в реальных задачах. Пока же мы можем оценивать лишь планы AMD.
А в них нашлось место и любителям высокой процессорной производительности, поскольку вариантов компоновки готовых изделий будет как минимум два (а если учесть возможность выпуска двухъядерных моделей, которые легко найдут свое место в бюджетном сегменте, то и три): кроме APU, где, как уже было сказано выше, один четырехъядерный «модуль» Zen будет соседствовать с GPU, планируется также выпуск «чистых» CPU - с двумя модулями. То есть такие решения получат 8 ядер, способных выполнять одновременно 16 потоков вычисления и снабженных кэш-памятью третьего уровня емкостью 16 МБ. С L3 полной ясности нет - будет ли это единый объем, доступный всем ядрам «составного» процессора, или два отдельных блока (что присуще «склейкам»), но емкость будет именно такой. При этом топовые процессоры сохранят совместимость со все той же платформой АМ4, что является немаловажным конкурентным преимуществом перед процессорами Intel для LGA2011-3 и их последователями, с массовой линейкой механически несовместимыми. Да, разумеется, верным будет сказанное выше насчет производительности векторных инструкций, да и контроллер памяти у этих новых моделей останется двух-, а не четырехканальным, но последнее имеет и свои достоинства: платы будут дешевле. Причем это будут те же самые платы, что и для недорогих APU, т. е. давно ожидаемая единая платформа AMD, вероятно, сможет использоваться еще шире, чем Intel LGA115x. А если компании удастся еще и «зафиксировать» ее лет на пять (реализуя хотя бы совместимость «сверху вниз»), превратив в «долгожителя» класса АМ3 - тем лучше для многих потребителей.
Возникает, разумеется, закономерный вопрос: если все изменения настолько логичны и ожидаемы, то почему «ожидание» затянулось так надолго? Ведь, по-хорошему, такие устройства нужны еще «вчера», а компания планирует их поставки только «завтра». Проблема есть, но собственно разработки она не касается - только производства. Фактически, всё, что до последнего времени было доступно AMD - техпроцесс с нормами 32 нм, которого достаточно разве что для FX. В лучшем случае - достижение уровня Intel Sandy Bridge, которому тоже уже больше пяти лет. Последние модели APU, впрочем, используют нормы 28 нм, но это не намного лучше, чем 32 нм. Поэтому и в производстве запланирован «большой скачок» - переход на техпроцесс 14 нм. Переход совершится с некоторым отставанием от Intel (которая использует этот техпроцесс уже два года), но понятным и объяснимым. В общем, сделать такие процессоры без освоения новых норм производства было невозможно - а их освоение требует времени. Нам же хочется верить, что у AMD все получится.
Итого
Итак, что мы получим? Во-первых - наконец-то! - переход на единую платформу, чего не было пять лет. Причем и в этом случае можно говорить о «большом скачке»: АМ4 по планам должна быть универсальнее, чем Intel LGA115x. Во-вторых, существенное изменение микроархитектуры - с ростом производительности и общей эффективности основанных на ней процессоров. В-третьих, резкое улучшение норм производства, что хорошо и само по себе, и без чего такие изменения были бы невозможны. То есть, как видите, AMD планирует одним махом ликвидировать все недостатки сегодняшних массовых систем своего производства. Получится ли? Это покажет только практика - пока мы можем оценивать лишь планы и предварительную информацию. Впрочем, в каком-то виде платформа АМ4 уже существует, причем в своем ценовом сегменте имеет ряд преимуществ перед конкурирующими разработками. В основном они унаследованы у предшественников (это не удивительно - выпускаемые сейчас APU «новыми» назвать сложно), но с добавлением (хотя бы потенциально) модернизируемости и более длинного жизненного цикла. А окончательный ответ на вопрос, насколько удачным окажется переход, мы получим в следующем году. Хочется верить, что ответ будет положительным - так, как минимум, интереснее:)
Компьютерную промышленность с завидной регулярностью кидает из крайности в крайность: словно маятник, она качается между эволюцией и революцией. Стратегия «тик-так» лидера отрасли Intel задала ритм развития собственных процессоров: «тик» - это большой шаг вперед, миниатюризация технологического процесса и повышение эффективности, «так» - выпуск процессоров на том же техпроцессе, но на новой микроархитектуре. В 2017 году Intel отменяет эту стратегию и выпускает дополнительный «так», который представила на конференции CES в Лас-Вегасе.
Как всегда, CES открыла компьютерный год. Кроме Intel, свои важные новинки представили и другие гиганты, которые задают тон технологической отрасли на следующие 365 дней. Intel и AMD одновременно показали новые поколения процессоров - Kaby Lake и Zen соответственно. Судя по всему, разработав микроархитектуру Zen, AMD, наконец-то, вернется в борьбу за звание лучшего производителя. На рынок процессоры выйдут под маркой Ryzen.
Kaby Lake задает ритм
Kaby Lake для пользователей Windows знаменует начало новых времен. Ранее компания Microsoft неоднократно заявляла о намерении предложить для нового аппаратного обеспечения поддержку только Windows 10, но каждый раз отказывалась от этой затеи. С выпуском Kaby Lake Microsoft наконец-то сделают это, так что теперь, кроме Linux, в качестве операционной системы можно будет выбрать только Windows 10-й версии.
В соответствии с этим с ноября Microsoft прекратила продажу лицензий на Windows 7 и 8.1 в качестве OEM-версий. А недавно Netflix заявила, что лучшее качество изображения можно будет получить только при просмотре в браузере Edge для Windows 10 на Kaby Lake: сериалы в разрешении 4K и с поддержкой HDR будут доступны именно при таком сочетании.
За Netflix подтянутся и другие сервисы стриминга: например, Amazon, поскольку речь идет о новой технологии Microsoft DRM Play Ready 3.0, которая в сочетании с собственным процессором в системе предназначена для борьбы с пиратским копированием. Самой интересной новинкой процессора Kaby Lake является высокая тактовая частота, которая превышает частоту предыдущего поколения микроархитектуры Skylake на 200 МГц.
Достигается она благодаря дополнительной оптимизации в технологии производства новых процессоров - выпустив еще один процессорный дизайн, Intel сохранила размеры транзисторов на уровне 14 нм («тик-так-так» - процесс-архитектура-оптимизация). В начале декабря флагманский процессор Kaby Lake (Core i7-7700K) попал в тестовую лабораторию Chip, и мы воспользовались возможностью тщательно его протестировать. Индекс «K» в названии означает, что у него свободный множитель, то есть его можно разгонять.
Этот Kaby Lake - самый быстрый процессор для массового рынка, который только можно установить в ПК. Результаты наших измерений показали, что оптимизация оказалась весьма кстати: в нашем рейтинге ЦП 7700K оказался сразу за дорогим процессором Intel категории high-end Broadwell E на пятом месте, то есть немного выше своего аналога из стана Skylake Core i7-6700K. С задачами, требующими больших вычислительных ресурсов, например, кодированием видео или шифрованием данных, 7700K справляется быстрее, чем его предшественник.Производительность графического ядра процессора по сравнению со Skylake тоже увеличилась.
Вместе с Kaby Lake выходят новые чипсеты 200-й серии для материнских плат. Для тестирования Gigabyte предоставила нам материнскую плату на высокопроизводительном чипсете Intel Z270, совместимом с 7700K. По сравнению с аналогом для Skylake (Z170) он является результатом эволюционного шага вперед. Максимальная тактовая частота оперативной памяти типа DDR4 теперь достигает 2400 МГц по сравнению с прошлыми 2133 МГц.
Кроме того, материнская плата теперь поддерживает максимум 24 высокоскоростных линии PCIe, а не 20, как для Skylake. Но, как и прежде, отсутствует поддержка USB 3.1 Gen 2, которая позволила бы увеличить скорость передачи данных для внешних устройств в два раза по сравнению с USB 3.0. А вот новая платформа AMD умеет это делать.
Мастер дзен на восьми ядрах
Ryzen соединяется с новым сокетом AM4 при помощи 1339 контактов, выступающих на тыльной стороне
К началу продаж своих процессоров Intel должна готовиться тщательнее, чем обычно, поскольку модель Ryzen от AMD обещает подтянуться по производительности к лучшим процессорам Intel. И все это - за меньшие деньги.Следуя китайскому девизу «Лучше хорошая копия, чем плохая разработка», AMD, пересмотрев свою микроархитектуру, внедрила поддержку известной по продуктам Intel технологии гиперпоточности.
Вместе с тем AMD, наконец-то, переходит на техпроцесс в 14 нм, что должно обеспечить преимущества по энергопотреблению и эффективности работы процессора. Система AMD Ryzen состоит из четырех ядер, к которым при помощи технологии Infinity Fabric подключаются другие модули - ядра или графический чип.
Возможно, на ближайших выставках электроники можно будет увидеть первые процессоры Ryzen. Но точных сроков релиза, кроме весьма расплывчатой формулировки «первый квартал 2017 года» AMD нам не назвала. Судя по появившимся на сайте chiphell.com слайдам, Zen выходит на рынок в трех вариантах (с 4, 6 и 8 вычислительными ядрами) не позднее марта.
В конце декабря Ryzen SR7 наделал шуму: скорость транскодирования видео с помощью инструмента HandBrake на нем оказалась чуть выше, чем на Intel Core i7-6900K, который в настоящий момент занимает вторую строчку нашего рейтинга. Четырехъядерный Intel Core i7-7700K едва ли сможет составить ему конкуренцию. Розничная цена обоих процессоров будет составлять около 25 000 рублей. В отличие от процессоров Intel Core i для массового сегмента, AMD Summit Ridge лишены графического ядра, что вполне подходит энтузиастам, которые и так устанавливают дискретную видеокарту.
Производитель материнских плат также сообщил, что Zen можно разогнать до 4,2 ГГц. Тем не менее, реальные данные по энергопотреблению и возможному разгону Zen пока неизвестны. Вместе с Zen компания AMD меняет и сокет: теперь выходят новые платы AM4 с тремя разными чипсетами, из которых самый передовой - X370 - представляет наибольший интерес для желающих собрать ПК топового уровня. Апгрейд платформы означает не только переход на оперативную память типа DDR4, но и обновление разъемов, которые будут совместимы с высокоскоростными твердотельными накопителями NVMe, а также прямую поддержку USB 3.1 Gen 2. Платформы X370 предоставляют сопоставимые с Intel Z270 возможности оснащения ПК.
Процессоры Intel покоряют 5 ГГц
Zen подстегивает конкуренцию. В конце января Intel впервые выводит младшую модель процессоров семейства Core i3 поколения Kaby Lake с индексом «K» (Core i3-7350K) с возможностью разгона. Уже в мае, перед выпуском в июне новых процессоров для серверов Skylake EP, Intel представит новые процессоры для энтузиастов, которые позиционируются как альтернатива восьмиядерным платформам Zen - Skylake-X и Kaby Lake-X.
В то время как Skylake-X представляет собой обновление процессоров для профессионального использования и большого бюджета, стоимость Kaby Lake-X будет ощутимо ниже.В Skylake-X новинок немного. Высокопроизводительный процессор с 6-10 ядрами полностью используется только в отдельных случаях - например, при рендеринге. У Kaby Lake-X всего четыре ядра, но они должны отличаться крайне высокой производительностью, поскольку Intel здесь отказалась от интегрированного графического ядра. Тактовая частота будет достигать 5 ГГц. Оба процессора Intel получат новый сокет LGA 2066 и чипсет X299. Чипсет увеличивает количество линий PCIe до 48, что для массива твердотельных накопителей или трех видеокарт вполне достаточно.
Флэш-память Optane
В чип Optane внедрена технология, которая приходит на смену флэш-памяти SSD
Чтобы собрать производительную систему на AMD SR7 или Kaby Lake-X, можно приобрести видеокарты вроде NVIDIA GeForce GTX 1080 и твердотельные накопители типа Samsung 960 Pro, которые вышли на рынок в 2016 году. В обоих категориях устройств в 2017 году речь идет об эволюционном развитии, если не считать память Optane, которую Intel разработала совместно с Micron.
Optane работает не на ячейках флэш-памяти, а на новой технологии, основывающейся на изменении фазового состояния материала (Phase-change memory – память на основе фазового перехода). За единицу информации в такой памяти принимается поведение определенного материала, который при нагревании перетекает из кристаллического состояния в аморфное, то есть подходит для представления информации в двоичном виде (0 и 1).
Преимущества памяти PCM перед флэш-памятью заключаются в большей продолжительности службы, а также в значительно более высокой скорости чтения и записи. Технология была анонсирована несколько лет назад под названием 3D Xpoint.
Когда речь идет о совершенно новой технологии, тот факт, что Intel постоянно откладывает релиз и корректирует изначально обещанные данные по производительности, никого не удивляет.
На сегодня Optane достигает скорости передачи данных в десять раз превышающей скорость SSD-накопителей, и задержки у нее в четыре раза меньше. Серийное производство налаживается, что означает, что выпуск начнется в середине 2017 года. Чипсет Z270 для Kaby Lake предусматривает поддержку этого типа памяти.
Графика Vega с новой памятью
Pascal от nVidia и Polaris от AMD, вышедшие в 2016 году, - это переход с техпроцесса 28 нм на 14 нм и большой скачок в производительности. Если флагманов AMD пока еще нет в продаже, то в феврале мы ждем появления NVIDIA GeForce 1080 Ti по цене более 50 000 рублей, которая пополнит коллекцию быстрых видеокарт. Что же планирует AMD, пока еще неясно. На наш вопрос о релизе мощного RX 490 на базе Polaris в обозримом будущем мы получили от AMD отрицательный ответ.
Тем не менее, в Интернете уже появились бенчмарки Pro 490. C другой стороны, может быть, и хорошо, что следующий этап развития карт топового уровня совпадет с реализацией новой микроархитектуры графических процессоров AMD Vega, ожидающейся летом. Появление Vega не только означает внедрение второго поколения памяти с высокой пропускной способностью (High Bandwidth Memory – HBM2), которая заметно быстрее GDDR5, но и является предпосылкой для появления компактных высокопроизводительных карт.
В конце года AMD планирует снабдить процессоры Ryzen графическим чипом Vega и памятью HBM2. Эти процессоры с интегрированным графическим ядром для ноутбуков и планшетов под названием Raven Ridge призваны значительно повысить производительность графической системы и своими компактными размерами станут примером того, как может выглядеть ПК будущего: процессор, графика и память на одном чипе. В то же время Intel перейдет на очередной 10-нанометровый «тик» - Cannon Lake, что тоже повысит энергоэффективность.
ФОТО: Компании-производители; CHIP Studios; Robert Viglasky/Netflix
