Nová Architektura Skylake Intel
Že se poslední dobou Intel soustředí na mobilní sféru nejen u „malých“ procesorových architektur (Silvermont, Airmont), ale i u těch velkých, původně desktopových, není nic nového. A v tom, co firma říká o nejnovějším Skylake, je toto opět potvrzeno – tyto procesory už nejsou dělané jen pro vysoce výkonné procesory pro servery a stolní PC, ale vedle notebooků i pro tablety s řádově nižšími limity spotřeby. První, čím se Intel v prezentaci na IDF pochlubil, je charakteristicky to, že Skylake má zatím největší škálu použití co do typů a rozměrů zařízení, v nichž jej lze použít, a co rozsahu TDP, na něž lze tuto architekturu škálovat. A kromě rozhraní, která tradičně má mít desktopový procesor, má také různé periférie specifické pro tablety, jako podporu pro senzory nebo vlastní DSP pro zpracování obrazu z fotoaparátu.
Na druhou stranu to neznamená nějakou technologickou stagnaci. Jak hned uvidíme, na architektuře Skylake Intel stále odvedl patřičnou práci s vývojem, včetně úprav zaměřených na výkon. Ty se (kromě dalších komponent jako čipsetu nebo grafického jádra) týkají jak jader CPU, tak tzv. „uncore“, tedy jejich obslužné infrastruktury a paměťového subsystému.
Jádra Skylake: širší a hlubší Out of Order
Na začátek: zdá se, že u Skylake nebude existovat jen jedna základní verze jádra, která by se pak objevila v podstatě stejná ve všech variantách – tedy jak v notebookových, tak v serverových a desktopových čipech. Intel zmiňuje, že pro serverová CPU a pro segment „client“ (tedy desktopy, notebooky, tablety) má dvě zvláštní, na tyto role optimalizované větvě architektury. Ačkoliv to není přímo řečeno, tato segmentace znamená například absenci podpory AVX-512 v desktopovém Skylake. Zdá se, že tyto instrukce nejsou jen uměle deaktivované, ale desktopový Skylake pro ně vůbec nemá hardware, takže asi nebudou obsaženy ani v Xeonech-E3. 512bitový hardware pro ně ponese až Skylake-EP, který ještě není na pořadu dne a podle všeho bude vlastně jiným jádrem.
Rychlá změny spotřeby a výkonu dle potřeby
Novinkou šesté generace procesorů Skylake je funkce Speed Shift, která umožňuje mnohem rychleji a tedy i efektivněji přepínat mezi jednotlivými napájecími stavy procesoru. Změny se týkají nejen frekvence, ale i vypínání jednotlivých částí čipu, které zrovna nejsou používané. To není obecně žádná novinka, ale v případě Skylake jde i o části obvodů, které se například starají o instrukční sadu AVX2. Pokud tak běžící program nevyužívá AVX2, tato část procesoru je vypnutá. Více na: http://connect.zive.cz/clanky/detaily-o-architekture-skylake-od-intelu/sc-3-a-179382#utm_medium=selfpromo&utm_source=zive&utm_campaign=copylink
Speed Shift je navíc velmi úzce spojený se samotným operačním systémem, dokonce až tak, že některé funkce jsou zatím k dispozici u Windows 10, ale nikoli u Windows 8 a starších. Zatímco dříve trvala komunikace o využití čipu a tedy reakce na změnu frekvence a spotřeby 30 ms, nově je to pouze jedna milisekunda.
To znamená, že procesor může přecházet mnohem rychleji do úsporného stavu, protože dokáže informovat o splnění úlohy mnohem dříve nebo naopak mnohem rychleji reagovat a nastavit zvýšené Turbo frekvence. Operační systém tak kontroluje základní stavy dle potřeby výkonu, spotřeby a teploty, ale procesor vše ještě dělí na další stavy, mezi kterými může přepínat.
Z eDRAM je plnohodnotná L4 cache
Podstatné změny se udály u L4 cache tvořené pamětí eDRAM, kterou některé Skylaky budou volitelně mít. První změnou je, že tato cache dostala v procesoru vyhrazenou Tag RAM, což je paměťový blok, v němž CPU drží informace o tom, které části operační paměti jsou v L4 cache zkopírovány. Pro 128MB blok eDRAM jsou na to třeba 2 MB, které byly u Haswellu a Broadwellu ukrojeny z L3 cache (což je důvod, proč mají procesory řady H nebo C s eDRAM kapacitu L3 cache jen 4–6 místo 6–8 MB). Skylake už bude mít Tag RAM vyhrazenou, takže L3 neutrpí a bude mít plnou velikost. Negativem je, že tyto tranzistory jsou zabrány i u čipů, které eDRAM nemají, což je většina.
Rychlá paměť eDRAM+ i pro procesor
Intel začal již dříve používat rychlou paměť eDRAM přímo na čipu, která sloužila jako vyrovnávací paměť s vyšší propustností pro integrovanou grafiku. Architektura Skylake ale přináší vylepšený paměťový systém a koherentní eDRAM+ tak může využívat nejen grafika, ale i procesor. V rámci zjednodušeného pohledu tak jde o formu cache další úrovně L4. Kapacita eDRAM+ může být 64 MB nebo 128 MB a bude vyráběná starší 22nm technologií.
Grafika s výkonem až 1,1 TFLOPS
Intel výrazně vylepšil použitou integrovanou grafikou, která umožňuje snadné škálování (4 W až 65 W) a bude tak v mnoha různých konfigurací dle cílových čipů. Nejvyšší model označovaný jako GT4/GT4e bude mí až 72 EU (exekuční jednotky) a bude k dispozici pod názvy Iris a Iris Pro.
Nejvýkonnější integrovaná grafika od Intelu se chlubí výpočetním výkonem 1 152 GLOPS v SP. Grafiku lze dělit v rámci tří bloků po 24 EU, takže v nabídce budou i modely s 48 EU. Intel může pochopitelně měnit i frekvence a ještě dále konfigurovat výkon a spotřebu použité grafiky. Více na: http://connect.zive.cz/clanky/detaily-o-architekture-skylake-od-intelu/sc-3-a-179382#utm_medium=selfpromo&utm_source=zive&utm_campaign=copylink
Čtyři různé velikosti
Protože čipy Skylake budou v širokém spektru modelů určených pro mobilní zařízení ale i výkonné počítače, Intel vylepšil i velikosti jednotlivých druhů čipů.
Čipy Skylake budou k dispozici v rámci čtyř velikostí, přičemž nejmenší se bude týkat 4,5W verzí určených pro tablety a ty nejtenčí ultrabooky. Výhodou je, že nejmenší verze jsou ještě menší než srovnatelné čipy s architekturou Broadwell. Intel rozšířil i spektrum TDP, které je od zmíněných 4,5 W až po 95 W u výkonných desktopových čtyřjader. Výrobci tak budou moci mnohem lépe optimalizovat konstrukce zařízení pro konkrétní požadavky z pohledu TDP a velikosti čipu.
