Теги → cannonlake
Быстрый переход

Замечен первый мобильный 10-нм 4-ядерный процессор Intel Cannon Lake

Недавно опытный образец Core i3-8121U был замечен в онлайн-базе тестового пакета Geekbench — он существенно обошёл по результатам современный Core i3-7100U. Но, похоже, Intel уже обкатывает не только 2-ядерные варианты чипов с архитектурой Cannon Lake, которые будут использовать её наиболее совершенные 10-нм технологические нормы полупроводникового производства: более совершенный чип был замечен в базе данных другого пакета SiSoftware Sandra.

Это ещё один представитель 10-нм семейства, который принадлежит при этом к более высокому классу и носит имя Core i5-8269U. Речь идёт о 10-нм 4-ядерном решении с поддержкой восьми одновременных потоков инструкций (Hyper-Threading). Характеристики в целом близки к текущим чипам Core i5 Kaby Lake-R, но новый процессор получил существенную частотную прибавку. Если сегодня аналогичный Core i5 U может предложить 1,7 ГГц и Boost-режим до 3,6 ГГц, то у Core i5-8269U базовая частота достигает 2,6 ГГц.

Деталей относительно Boost-частот нет, но по аналогии можно рассчитывать на преодоление отметки в 4 ГГц. Остальные характеристики соответствуют современным Core i5 U: 15-Вт TDP и 6 Мбайт кеш-памяти L3. Встроенная графика не упоминается, но процессоры Cannon Lake будут оснащаться интегрированными ускорителями Gen 10.

В настоящее время семейство готовящихся к выходу 10-нм мобильных процессоров Intel Cannon Lake выглядит примерно так:

Потребительские версии процессоров Cannon Lake и Ice Lake получат AVX-512

Новый документ Intel для разработчиков программного обеспечения сообщает о том, что компания введёт поддержку набора инструкций AVX-512 в свои потребительские процессоры начиная с поколений Cannon Lake и Ice Lake. Новые расширения для x86 позволят CPU повысить производительность в определённых приложениях. Между тем не совсем понятно, какие именно программы для настольных и мобильных ПК будут поддерживать AVX-512 в 2018–2019 годах, когда данные процессоры выйдут на рынок.

AVX-512: для избранных уже сегодня

Начиная с середины 90-х годов прошлого века корпорации Intel и AMD внедряли различные расширения набора инструкций для архитектуры x86. В течение последних 20 лет обе компании добавили сотни новых команд, призванных увеличить производительность либо за счёт использования параллелизма на уровне данных (и применения SIMD-инструкций), либо с помощью специальных аппаратных блоков.

Последние расширения Intel для потребительских платформ называются AVX/AVX2, а их основными задачами было расширение ширины файла регистров (как для операций с плавающей точкой, так и для операций с целыми числами) до 256 разрядов, а также добавление команд вроде FMA3 (служащих аналогичной цели: производить относительно сложные вычисления за один такт). При выполнении 256-разрядных операций AVX/AVX2 процессоры иногда должны снижать свою частоту, поскольку при исполнении таких операций увеличиваются энергопотребление и тепловыделение, но даже на сниженных частотах использование AVX/AVX2 имеет большой смысл.

Эволюция Intel AVX

Эволюция Intel AVX

Следующим шагом в эволюции расширений набора инструкций стал AVX-512. В случае с данным набором команд компания пошла по несколько отличному от традиционного пути: она создала специфические команды для определённых приложений и реализовала их в разных типах процессоров. Так, некоторые расширения AVX-512 нацелены в первую очередь на рабочие нагрузки серверов общего назначения, тогда как другие применимы для суперкомпьютеров. Реализация всех расширений во всех продуктах вряд ли имеет большой смысл для Intel и её клиентов, поэтому последние Intel Xeon поколения Skylake-SP (и процессоры HEDT на их основе) поддерживают один набор команд AVX-512, а Xeon Phi — другой (в диаграмме ниже показаны разные уровни поддержки AVX-512 разными CPU). При этом современные потребительские процессоры вообще не поддерживают AVX-512, поскольку физическая реализация 512-разрядного файла регистров значительно увеличивает размер ядра (до 15 % в случае ядра Skylake) и его себестоимость, а также потому, что программы для клиентских ПК сегодня не умеют использовать новые инструкции.

Текущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Текущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Впрочем, в будущем всё изменится: Intel планирует включить поддержку ряда команд AVX-512 в своих будущих потребительских процессорах Cannon Lake и Ice Lake, а разработчики программного обеспечения могут начать внедрять поддержку новых инструкций уже сейчас с прицелом на HEDT-платформы на базе Core i7/Core i9 с ядрами Skylake-SP.

AVX-512: для (почти?) всех, но завтра

Согласно документу Intel для разработчиков программ, потребительские процессоры поколения Cannon Lake будут поддерживать наборы команд AVX512F, AVX512CD, AVX512DQ, AVX512BW и AVX512VL, что соответствует уровню Intel Xeon Scalable и Intel Core i7/Core i9. Кроме того, микроархитектура Cannon Lake будет поддерживать команды AVX512_IFMA и AVX512_VBMI, но на данный момент не ясно, будет ли их поддержка ограничена серверами или же будет включена и в потребительских процессорах (последний сценарий более вероятен).

Intel Core i9-7900X: AVX-512 уже сегодня

Intel Core i9-7900X: AVX-512 уже сегодня

Изначально Intel обещала выпустить свои процессоры поколения Cannon Lake в 2016–2017 годах, но отложила внедрение технологического процесса 10 нм до 2018 года, тем самым отложив и выпуск новых CPU. Как ожидалось, процессоры Cannon Lake должны были стать 10-нм версиями Kaby Lake (а затем Coffee Lake) с некоторыми усовершенствованиями, но добавление поддержки AVX-512 означает довольно ощутимое изменение архитектуры, поскольку большие фрагменты данных требуют большой пропускной способности памяти (в Skylake-SP она обеспечивается большими кешами и контроллерами памяти с четырьмя или шестью каналами). Принимая во внимание требования к ПСП и энергопотребление AVX-512-блоков, новые инструкции могут поддерживаться не всеми клиентскими процессорами Cannon Lake, но лишь теми, которые нацелены на относительно высокопроизводительные ПК. Например, мы можем не увидеть AVX-512 в мобильных процессорах со сниженным энергопотреблением, а также моделях для настольных ПК начального уровня. Впрочем, хорошая новость заключается в том, что когда мощные Cannon Lake появятся на рынке, по крайней мере некоторые программы для клиентских компьютеров смогут использовать расширения AVX-512.

Эволюция AVX-512 для центральных процессоров общего назначения не остановится на Cannon Lake. Процессоры Intel Ice Lake будут поддерживать инструкции AVX512_VPOPCNTDQ (они также будут поддерживаться Xeon Phi семейства Knights Mill), а также команды AVX512_VNNI, AVX512_VBMI2, AVX512+VPCLMULQDQ и AVX512_BITALG. Кроме того, микросхемы Ice Lake будут поддерживать AVX-512 версии известных алгоритмов AES и GFNI для шифрования и исправлений ошибок — AVX512+VAES и AVX512+GFNI. Тем временем, Knights Mill будет эксклюзивно поддерживать AVX512_4FMAPS и AVX512_4VNNI. Впрочем, существует заявка Intel на заплатку к ядру Linux, которая утверждает, что эти инструкции будут поддерживаться как Xeon Phi, так и Xeon. Описания к заплаткам Linux не всегда точны, а планы могут меняться, но данную информацию следует учитывать.

Будущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Будущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Как видно из документа Intel, процессоры поколений Cannon Lake и Ice Lake будут иметь поддержку самых современных инструкций AVX-512. Неизвестно, будут ли ядра CNL и ICL использоваться в будущих серверных процессорах (следует помнить, что Intel готовит некий исключительно серверный продукт с кодовым именем Cascade Lake), но если это так, то, судя по всему, ядра Intel для серверных и потребительских CPU будут иметь один и тот же набор возможностей AVX-512.

Важное событие

Внедрение инструкций AVX-512 в потребительские процессоры Intel — довольно важное событие даже несмотря на то, что данный набор команд в основном предназначен для обработки больших объёмов данных, что свойственно для серверов и, в определённой степени, рабочих станций. Так, последние могут получить от AVX-512 прибавку производительности в областях вроде кодирования видео, рендеринга, криптографии, глубокого обучения и т. д. Судя по всему, в Intel считают, что 512-разрядные INT/FP-вычисления станут важными и для потребительских ПК.

Intel Core X: AVX-512 уже сегодня

Intel Core X: AVX-512 уже сегодня

Чипсет Intel Z390 будет поддерживать восьмиядерные процессоры в исполнении LGA 1151

В настоящее время в секторе массовых настольных платформ лидерство по количеству физических ядер и потоков следует признать за AMD — она предлагает покупателям сравнительно недорогие процессоры класса 8C/16T. Intel готовится ответить на это серией Coffee Lake, среди которых будут первые шестиядерные процессоры с разъёмом LGA 1151. Ответный удар запланирован на 5 октября. Эти процессоры, как уже известно, потребуют наличия в системе одного из «трёхсотых» чипсетов Intel, хотя механически и электрически они и не отличаются от Kaby Lake.

Первым чипсетом в новой серии будет Z370, который дебютирует одновременно с Coffee Lake, дальнейшее развитие серия получит в начале 2018 года: серия пополнится моделями H370, Q370, B360 и H310. Но особняком стоит модель Z390, которая, помимо поддержки функций разгона, сможет предложить встроенные интерфейсы USB 3.1 Gen2, SDXC и Wi-Fi. Этот чипсет запланирован аж на середину 2018 года. Чем же он так необычен, что должен родиться намного позже своих собратьев по серии? Похоже, на этот вопрос есть ответ.

Компания Eurocom, крупный производитель мобильных рабочих станций и конфигурируемых ноутбуков класса DTR, заявила на форуме NotebookReview, что серия Tornado F5 не получит обновления в виде чипсета Z370. Вместо этого производитель планирует дождаться выпуска Z390 и использовать именно это решение, а обусловлено это тем, что Z390 якобы обладает поддержкой восьмиядерных процессоров. Таких кристаллов в серии Coffee Lake нет, но, если верить Eurocom, то они могут появиться у Intel в 10-нм серии Cannonlake/Ice Lake, которая также запланирована на 2018 год. Выпуск собственных массовых процессоров класса 8C/16T в исполнении LGA 1151 выглядит вполне логичным шагом со стороны Intel, поскольку главный конкурент, Advanced Micro Devices, предлагает потребителям аналогичную платформу уже в течение достаточно долгого времени.

10-нм процессоры Intel Core будут улучшать архитектуру ежегодно

Достаточно давно известно, что после перехода на производственные нормы с 10-нм разрешением компания Intel собирается выпустить как минимум три поколения процессоров, относящихся к классу Core: Cannon Lake, Ice Lake и Tiger Lake. При этом первые представители поколения Cannon Lake должны появиться уже во второй половине текущего года, Ice Lake ожидается ближе к концу 2018-го, а выпуск Tiger Lake запланирован на конец 2019 года. Однако до сих пор никаких подробностей об этих CPU известно не было, и потому считалось, что они будут укладываться в стандартный интеловский цикл разработки «процесс-архитектура-оптимизация», который пришёл на смену правилу «тик-так». Однако новая информация позволяет утверждать, что заметные архитектурные изменения затронут не только Ice Lake, но и два других поколения перспективных 10-нм CPU.

Как сообщает один из участников сообщества инвесторов The Motley Fool, в профилях сотрудников Intel в социальной сети LinkedIn ему удалось обнаружить свидетельства того, что для интеграции в Tiger Lake компания Intel разрабатывает графическое ядро, относящееся к двенадцатому поколению (Gen 12 GPU). Если вспомнить, что текущая версия графического ядра Intel HD Graphiсs, встраиваемая в процессоры Skylake и Kaby Lake, относится к классу Gen 9 и Gen 9.5 соответственно, то невольно напрашивается вывод о том, что в каждом из процессоров Cannon Lake, Ice Lake и Tiger Lake поколения архитектуры графического ядра будут сменяться. Cannon Lake получит графику десятого поколения (Gen 10), Ice Lake — одиннадцатого (Gen 11), а Tiger Lake — двенадцатого (Gen 12). А это в свою очередь означает, что принципиальные изменения затронут не только дизайн Ice Lake, приходящийся в цикле разработки на такт «архитектура», но и процессоры Cannon Lake и Tiger Lake, формально относящиеся к тактам «процесс» и «оптимизация».

Нет никаких сомнений, что запуск массового производства чипов по 10-нм техпроцессу вызывает у Intel серьёзные затруднения. С этим, в частности, связано старательное растягивание жизненного цикла процессоров, производимых по 14-нм нормам, что находит выражение в появлении дополнительных поколений чипов (например, Kaby Lake и Coffee Lake), в которых по сути нет никаких архитектурных улучшений, а прирост производительности достигается одним лишь только наращиванием тактовой частоты. Но повторения такой ситуации, по всей видимости, в будущем ждать не следует. Для 10-нм техпроцесса Intel заложила в план сразу три модификации процессорного дизайна, которые позволят компании ежегодно выводить на рынок чипы, имеющие убедительные и принципиальные улучшения на фоне предшественников.

План внедрения новых техпроцессов сорван

План внедрения новых техпроцессов сорван

Кроме того, запланированный в Tiger Lake отход от принципа «процесс-архитектура-оптимизация» в пользу более быстрого внедрения нововведений показывает желание Intel выпускать более яркие новинки, нежели были у компании в последнее время. Очевидно, что микропроцессорный гигант обеспокоен забуксовавшим в процессорах класса Core прогрессом и в ближайшее время постарается вернуть им живое и активное развитие. На данный момент с уверенностью можно утверждать лишь то, что ежегодная модернизация затронет графическую часть этих процессоров, но вполне вероятно, одним лишь этим дело не ограничится и новые возможности будут внедряться и в других ключевых процессорных блоках.

Будущий тезпроцесс позволит увеличить плотность размещения транзисторов в 2,7 раза, что создаст базу для внедрения архитектурных улучшений

10-нм техпроцесс увеличит плотность размещения транзисторов в 2,7 раза, что создаст базу для архитектурных улучшений

Попутно напомним, что 10-нм чип Tiger Lake может стать финальным шагом в эволюции процессоров Core. Как следует из циркулирующих в отрасли слухов, на смену им в 2020 году придут 7-нм процессоры с принципиально иной микроархитектурой.

Компьютеры на процессорах Intel Cannonlake появятся не ранее 2018 года

Не исключено, что отгрузки первых 10-нанометровых процессоров Intel с кодовым именем Cannonlake будут организованы только  в начале следующего года.

В настоящее время наиболее передовыми чипами Intel являются изделия Kaby Lake — Core седьмого поколения. Они производятся по 14-нанометровой технологии. Вслед за ними должны выйти процессоры Coffee Lake, или Core восьмого поколения: для них также предусмотрен 14-нанометровый техпроцесс. И только после этого Intel планирует начать поставки решений Cannonlake.

В начале текущего года исполнительный директор Intel Брайан Кржанич (Brian Krzanich) заявлял, что поставки 10-нанометровых изделий Cannonlake в ограниченных количествах планируется начать в конце 2017-го. Но теперь выясняется, что сроки могут быть отодвинуты.

«Что касается первых поставок [процессоров Cannonlake], пока ещё трудно сказать, произойдёт это в конце текущего года или в начале следующего», — сообщил Венката Рендучинтала (Venkata Renduchintala), президент подразделения клиентских устройств, Интернета вещей и системных решений Intel.

В любом случае, первые компьютеры на платформе Cannonlake увидят свет только в 2018 году. Поначалу чипы нового поколения будут применяться в гибридных портативных компьютерах и энергоэффективных ноутбуках.

Отмечается также, что массовое производство 10-нанометровых процессоров корпорация Intel организует только в первой половине следующего года. 

Intel: чипы Core восьмого поколения покажут прирост быстродействия на 15 %

Корпорация Intel обнародовала презентационный слайд, говорящий о том, что как минимум некоторые серии процессоров Core восьмого поколения будут полагаться на 14-нанометровую технологию производства.

Intel, напомним, начала применять 14-нанометровый техпроцесс ещё при выпуске чипов с кодовым именем Broadwell — Core пятого поколения. Затем последовали решения семейства Skylake, или Core шестого поколения.

В настоящее время по 14-нанометровой методике изготавливаются наиболее передовые процессоры Intel с кодовым именем Kaby Lake, которые на коммерческом рынке представлены изделиями Core седьмого поколения.

Слайд Intel говорит о том, что в семействе Core восьмого поколения по 14-нанометровой технологии будут выпускаться высокопроизводительные процессоры, в частности, решения Core i7. Эти чипы, фигурирующие также под кодовым именем Coffee Lake, как утверждается, обеспечат прирост быстродействия по сравнению с предшественниками на 15 % (по данным бенчмарка SysMark). Такие чипы, как ожидается, будут представлены во второй половине нынешнего года.

Кроме того, семейство Core восьмого поколения будет включать процессоры Cannonlake. Для этих изделий предусмотрена уже 10-нанометровая технология выпуска. Поначалу чипы Cannonlake будут позиционироваться в качестве платформы для компьютеров со сверхнизким энергопотреблением.

Ранее исполнительный директор Intel Брайан Кржанич (Brian Krzanich) заявлял, что поставки процессоров Cannonlake в ограниченных количествах планируется начать в конце текущего года. В 2018-м объём выпуска таких решений увеличится.

Кроме того, уже в текущем году Intel планирует запустить опытную линию по изготовлению 7-нанометровых микропроцессоров. 

Процессорные планы Intel и AMD на ближайшие полтора года

Следующий год обещает быть урожайным на процессорные новинки. В частности, ожидается, что уже на январской выставке CES 2017 в Лас-Вегасе компания Intel представит процессоры семейства Kaby Lake-S во главе с Core i7-7700K, а AMD анонсирует первые продукты с новой микроархитектурой Zen и, к слову, впервые за долгие годы настигнет конкурента по темпам освоения новых технологических норм производства CPU (правда, на этот раз при поддержке GlobalFoundries и Samsung).

bodnara.co.kr

bodnara.co.kr

Поводом для данной заметки стала публикация немецкого ресурса PC Games Hardware, который обновил свои прогнозы относительно процессорных релизов, планируемых Intel и AMD в обозримом будущем. Согласно нижеприведённому графику, наряду с CPU Kaby Lake-S и Summit Ridge в начале следующего года будут выпущены 28-нанометровые APU Bristol Ridge для розничной продажи. Они будут делить разъём AM4 с 14-нм моделями Summit Ridge и станут альтернативой нынешним APU Godavari FM2+. В сентябре процессоры Bristol Ridge уже появились в составе систем в сборе и теперь терпеливо ждут своего часа.

Пока не ясно, смогут ли 4- и 8-ядерные CPU Summit Ridge работать на материнских платах с чипсетами A320 и/или B350, или же для топовых процессоров AMD потребуются более дорогие платы на наборе системной логики X370.

Вслед за вышеупомянутым трио, по мнению PC Games Hardware, дебютируют процессоры Intel Kaby Lake-X (4 ядра) и Skylake-X (6–10 ядер) для новой настольной платформы LGA2066. Между собой они будут различаться довольно сильно: в то время как модели Kaby Lake-X по показателям быстродействия вряд ли намного опередят Kaby Lake-S (LGA1151), топовые CPU Skylake-X дадут фору обоим семействам. Несколько удивляет, что решения LGA2066 «назначены» немецким источником на середину 2017 года, ведь крупные анонсы Intel обычно придерживает до осени.

coolaler.com

coolaler.com

В первой половине 2018 года состоятся релизы процессоров AMD Raven Ridge (APU с x86-64 архитектурой Zen), «Zen+»/«Zen Refresh», Intel Coffee Lake и Cannonlake. Последние откроют 10-нанометровую эру (хотя экономичные Cannonlake-U/Y для мобильных ПК, судя по всему, будут выпущены раньше), а «кофейное» семейство на базе 14-нм технологической нормы порадует шестиядерными CPU для массового сегмента рынка. В свою очередь, от AMD «Zen+» мы ждём более высоких частот, чем у процессоров 2017 года, а от Raven Ridge — сносного геймплея в разрешении Full HD (1920 × 1080).

Microsoft не планирует долговременную поддержку процессоров Intel Cannonlake и Coffee Lake

Довольно громкий скандал уже случился, когда пользователи современных ПК узнали о том, что полноценная поддержка процессоров Intel Kaby Lake и AMD Zen потребует установки операционной системы Windows 10: предыдущие версии ОС Microsoft, такие как Windows 8/8.1 и Windows 7, не получат соответствующих драйверов и оптимизаций. Конечно, это не значит, что процессоры вообще не смогут загрузить эти версии Windows, но их возможности не будут поддерживаться в полной мере. Это же касается чипов Qualcomm 8996 (для мобильных устройств) и AMD Bristol Ridge. Microsoft ведёт себя очень агрессивно, порой создавая такое ощущение, что она планирует пересадить всех на Windows 10 буквально в принудительном порядке. Нет ничего удивительного в том, что пользователям это не нравится.

Как оказалось, даже все версии Windows 10 не будут одинаково равны. Процессоры Intel Cannonlake и шестиядерные чипы Coffee Lake ещё только должны будут появиться в промежутке между 2017 и 2018 годами, а уже известно, что версия Windows 10 с долговременной поддержкой (Long-Term Servicing Branch, LTSB) не получит соответствующих обновлений. Конечно, главное обновление этой ветки произойдёт лишь в 2019 году, но до этого и появятся упомянутые выше процессоры Intel. Ветка Windows 10 LTSB нацелена на долговременную поддержку аппаратного и программного обеспечения и в целях совместимости будет получать только обновления безопасности, но не обновления, связанные с поддержкой новых процессоров, чипсетов и других компонентов, а также дополнения, расширяющие возможности самой ОС.

Планы Intel по выпуску мобильных Cannonlake и Coffee Lake

Планы Intel по выпуску мобильных Cannonlake и Coffee Lake

Как заявил Майкл Нихаус (Michael Niehaus), глава отдела маркетинга Microsoft, компания знает об этой проблеме, но официально каждый новый процессор и чипсет требует новой версии Windows (officially every new CPU and chipset requires a new version of Windows), что относится и к ветке LTSB. Он отметил, что в прошлом достаточно было новых драйверов, но теперь системы стали настолько сложны, что новые чипсеты и процессоры требуют специфических изменений настроек в ОС для того, чтобы работать с максимальной производительностью и энергоэффективностью. Всё это означает одно: пользователи ветки LTSB сборки 1607 не смогут в полной мере использовать новые процессорные архитектуры Intel. Для этого потребуется переход на использование Windows 10 ветки current branch, что может устроить далеко не всех.

Мобильные планы Intel: шестиядерные Coffee Lake в 2018-м

Намеренно или нет, компания Intel довольно часто допускает утечки технологических дорожных карт и прочей документации, касающейся её процессорных планов. Недавно мы опубликовали раздобытый ресурсом Notebookcheck.net график выхода CPU Kaby Lake (-Y, -U, -H, -S) на ближайшие полгода, а также знаем названия и основные характеристики старших чипов Kaby Lake-S (LGA1151) во главе с Core i7-7700K. Новым поводом упомянуть о будущих процессорах Intel стало появление в Сети роадмапа, в котором значатся готовящиеся семейства CPU Coffee Lake, Cannonlake (Canon Lake) и Gemini Lake. Как минимум два из них — Coffee Lake и Cannonlake — будут изготавливаться по 10-нанометровому техпроцессу на заводах Intel.

Раньше других, предположительно в октябре-ноябре 2017 г., увидят свет SoC Gemini Lake, которые придут на смену недавно анонсированным Apollo Lake. Новое семейство будет представлено BGA-чипами с тепловым пакетом 4 и 6 Вт. Отметим, что в кристаллах «а-ля Atom» применение новейшей технологической нормы не является необходимостью: всё будет зависеть от себестоимости выпуска SoC N-серии по 10- и 14-нм технологиям.

Месяцем позже Gemini Lake, в ноябре-декабре следующего года, дебютируют модели Cannonlake-Y и Cannonlake-U со встроенной графикой GT2. Они заменят собой в планшетах, ноутбуках и мини-ПК нынешние (пусть даже толком и не «обкатанные») процессоры Kaby Lake-Y и Kaby Lake-U соответственно. Примечательно, что уровень TDP чипов с суффиксом Y вырастет с 4,5 до 5,2 Вт, то есть почти на 16 %. Возможно, в Intel рассчитывают, что производители планшетов усовершенствуют охлаждение SoC (например, с помощью тонкой тепловой трубки) или возлагают надежды на новый алгоритм Turbo Boost.

Нишу процессоров Kaby Lake-U с видеоядром GT3e (запланированы на январь-февраль 2017 г.) в апреле-мае 2018 года займут чипы Coffee Lake-U со столь же «продвинутой» графикой и тепловыделением 15 и 28 Вт. Некоторые из них (как минимум старший) будут содержать четыре x86-64 ядра, как, кстати, и готовящийся флагман серии Kaby Lake-U.

Апрель-май 2018 г. также запомнится дебютом первых шестиядерных мобильных процессоров. Ими станут Coffee Lake-H с графической подсистемой GT2 и тепловым пакетом 45 Вт. Очевидно, до них увидят свет шестиядерные CPU мейнстрим-сегмента для настольных ПК. Обращает на себя внимание то, что моделям Skylake-H с видеоядром GT4e уготован долгий жизненный цикл — порядка двух лет. Впрочем, примерно на полпути (начало 2017 г.) данное семейство может пополниться процессорами с более высокими частотами.

Intel не будет спешить с продвижением 10-нм процессоров в старший сегмент

Согласно официальной позиции компании Intel, процессоры с нормами производства 10 нм, которые известны под кодовым именем Cannonlake, выйдут во второй половине 2017 года. Первоначально выход 10-нм решений Intel ожидался в середине 2016 года. Это не позволили сделать трудности с освоением техпроцессов класса 10 нм. В компании Intel долго не могли снизить уровень брака при выпуске 14-нм процессоров. Схожие проблемы компании придётся решать с началом массового выпуска 10-нм решений. В Intel это понимают лучше всего, так что пресловутая концепция «Тик-Так» официально превратилась в «Тик-Так-Так+», когда вслед за переходом от техпроцесса к архитектуре следует не новый техпроцесс, а третий цикл — оптимизация архитектуры. Без лишних слов понятно, что смена концепции минимум на один год отодвигает график ввода в строй новых техпроцессов.

Стратегия Intel «Тик-Так» работала долгие годы (Intel)

Стратегия Intel «Тик-Так» работала долгие годы (Intel)

Итак, процессоры Cannonlake с технологическими нормами 10 нм обещают выйти в четвёртом квартале 2017 года. Предварительно известно, как минимум, о появлении 10-нм моделей процессоров с литерой U для сверхтонких ноутбуков и моделей процессоров с литерой Y для трансформируемых в планшеты ноутбуков. Это будут двухъядерные процессоры с интегрированной графикой не выше класса GT2 и TDP от 4,5 Вт до 15 Вт. Теоретически процессоры серии U с низким энергопотреблением будут считаться массовыми решениями, тогда как для производительных систем потребуются процессоры серии H с большим числом ядер и более производительной графикой. По мнению японских источников, на момент старта 10-нм процессоры Cannonlake не станут основой для выпуска более производительных решений. Это произойдёт минимум на один год позже.

Проблемы с освоением производства с 14-нм технологическими нормами привели к переходу на новую стратегию (Intel)

Проблемы с освоением производства с 14-нм технологическими нормами привели к переходу на новую стратегию (Intel)

По мнению информированных источников из числа OEM-производителей, старшие процессоры Intel в 2018 году всё ещё будут оставаться 14-нм. Но это будет новая линейка, а не ожидаемые в этом году модели Kaby Lake. На смену 14-нм Kaby Lake в первой половине 2018 года придут 14-нм процессоры под кодовым именем Coffee Lake. В апреле этого года была утечка с обозначением имени Coffee Lake, однако ожидалось, что это будут 10-нм или даже 7-нм процессоры Intel. На самом деле может случиться так, что мы будем иметь дело с продуктами Intel даже не с «Тик-Так-Так+», а «Тик-Так-Так++».

Предполагаемый график выхода новых 10-нм и 14-нм процессороов Intel (http://pc.watch.impress.co.jp)

Предполагаемый график выхода новых 10-нм и 14-нм процессоров Intel (http://pc.watch.impress.co.jp)

Процессоры Cannonlake будут сосуществовать на рынке с процессорами Coffee Lake. Модели Coffee Lake будут нести по два, четыре или шесть вычислительных ядер и встроенное видеоядро класса GT3e. Максимальное потребление решений Coffee Lake серии H будет лежать в диапазоне 35–45 Вт. Если кто-то надеялся в обозримом будущем дождаться выхода производительных 10-нм процессоров Intel, эти надежды, возможно, придётся отложить в долгий ящик.

Intel планирует анонс процессоров HEDT-класса Skylake-X и Kaby Lake-X

Последние доступные широкой публике благодаря усилиям зарубежного ресурса Benchlife планы Intel предусматривают выпуск новых процессоров класса HEDT во втором квартале 2017 года. Это будут чипы под кодовыми названиями Skylake-X и Kaby Lake-X, хотя ранее традиционно для обозначения данного класса использовался суффикс Е. Оба семейства будут базироваться на текущем 14-нанометровом процессе, версия Skylake-X получит архитектуру, неотличимую от существующей сейчас в настольных чипах Skylake, а вот Kaby Lake, находясь в следующей фазе нового трёхтактного цикла Intel, сможет похвастаться оптимизациями кристалла.

Данные планы интересны именно сменой системы брендинга. Несколько дней назад Intel практически завершила вывод на рынок платформы Broadwell во всех секторах, от мобильного до рынка рабочих станций и мощных игровых ПК высшего класса. Следующей по счёту идёт архитектура Skylake. Почему Е сменилось буквой Х? С цифрой 10 в данном случае она не имеет ничего общего. Вероятно, этот символ в сознании потенциального покупателя лучше ассоциируется с дорогими и мощными решениями. Стоит отметить, что Intel Skylake-X будет использовать процессорный разъём LGA 2011-3 и чипсет следующего поколения, но сохранит совместимость и с X99 — достаточно будет соответствующего обновления BIOS.

Развитие платформ Intel HEDT

Развитие платформ Intel HEDT

А вот Kaby Lake-X, хотя и относится формально к категории HEDT, предназначается для использования на платформе LGA 1151 совместно с чипсетами «двухсотой» серии, особенно Z270 — такую плату, к примеру, уже продемонстрировала на Computex компания MSI. Оба семейства получат разблокированные множители, так что, по сути, в последнем случае речь идёт о Kaby Lake-K. Эти чипы относятся к циклу PAO (Process/Architecture/Optimization), так что надеяться на появление шести- и восьмиядерных версий чипов с разъёмом LGA 1151 не стоит. Это будут четырёхъядерные оптимизации Skylake с теплопакетами в районе 95 ватт. Не слишком приятная новость на фоне шести- и восьмиядерных AMD Summit Ridge.

MSI уже демонстрирует платы на базе Z270

MSI уже демонстрирует платы на базе Z270

Кроме того, компания планирует к выпуску совершенно новую серию процессоров под кодовым названием Skylake-W. Они нацеливаются на рынок недорогих рабочих станций с одним процессорным разъёмом и будут базироваться на платформе Basin Falls. Чипы будут иметь много общего со Skylake-X (платформа HEDT в исполнении Intel всегда является близким родственником Xeon). Чипсет, общий для обеих платформ, пока известен под названием Kaby Lake PCH; он будет совместим и с будущими 10-нм чипами Cannonlake-X и Cannonlake-W. Процессоры Skylake-W будут использовать как кристаллы LCC (малоядерные), так и HCC (многоядерные), максимальное количество ядер достигнет 28.

Новая платформа будет поддерживать четырёхканальную память L/RDIMM ECC DDR4 с частотами до 2667 МГц и предоставит в распоряжение системы 48 линий интерфейса PCI Express 3.0. Из некоторых возможностей Kaby Lake PCH следует отметить наличие 10 портов USB 3.0, 8 портов SATA 3.0 и до 20 линий PCI Express 3.0. Всего, таким образом, количество линний PCIe в системе достигнет внушительной цифры 68, хотя не стоит забывать об узком месте, связывающем процессор с чипсетом. Наконец, немного о массовых платформах: процессоры Kaby Lake-S будут выпущены в четвёртом квартале, а менее мощные Kaby Lake-U и Kaby Lake-Y увидят свет уже в третьем квартале этого года.

Будущее энергоэффективных микроархитектур Intel туманно

Отмена выпуска семейств микросхем SoFIA и Broxton для смартфонов не означает, что корпорация Intel также отказывается от производства систем на кристалле (system-on-chip, SoC) для других устройств с малым энергопотреблением. Однако отказ от выпуска нескольких важных продуктов на поздней стадии означает, что в компании пересмотрят будущее как процессоров Atom, так и, возможно, микроархитектур.

Немного истории

Компания Intel начала разработку своих энергоэффективных микроархитектур и «маленьких» ядер в 2004 году. Основной задачей, которая ставилась при создании первой микроархитектуры Atom — Bonnell — была разработка x86-совместимого ядра, которое бы отличалось сверхмалым энергопотреблением и миниатюрными размерами кристалла. Подобное ядро могло бы быть встроено в мультиядерные процессоры для параллельных вычислений или же использовано для обеспечение запуска приложений под Microsoft Windows (тогда доминирующую операционную систему) на сверхпортативных устройствах, таких как планшеты.

Intel Atom первого поколения

Intel Atom первого поколения

В 2008 году Intel представила первые процессоры семейства Atom, известные как Silverthorne. Чтобы максимально снизить энергопотребление вычислительных ядер, инженеры Intel отказались от внеочередного исполнения инструкций (out-of-order execution, OOO) в пользу последовательного исполнения инструкций (in-order execution, IO), 64-разрядности и ряду других вещей, которые к тому времени стали стандартными для CPU. Тем не менее, будучи сделанными по технологии 45 нм, Atom первого поколения имели размер ядра 25 мм2, энергопотребление около 2,5 Вт и могли запускать Microsoft Windows. Хотя потребление самих процессоров Atom было минимальным, даже самый экономичный набор логики для них — US15W — имел энергопотребление 2,3 Вт, а потому использование платформы для мобильных телефонов было исключено. Чуть позже в том же году был представлен двухъядерный 64-разрядный Diamondville для настольных ПК с рассеиваемой тепловой мощностью (TDP) 8 Вт. С ним были совместимы более мощные наборы логики, пригодные для ПК, например, комбинация из северного моста Intel 945GSE Express и южного моста 82801GBM (I/O контроллер), которая потребляла 10 Вт. Кроме того, предлагался Intel 945GC Express с TDP в 22 Вт.

Весьма высокое энергопотребление US15W и других было следствием стратегии Intel в области производства наборов логики того времени, данная микросхема производилась по технологии 130 нм. Поскольку для производства CPU применялись передовые технологические процессы, чтобы обеспечить максимальную производительность (в случае с Atom — наименьшее энергопотребление), чипсеты производились при помощи устаревших техпроцессов (кстати, это одна из причин, почему графические ядра в наборах логики Intel всегда имели крайне низкую производительность — их транзисторный бюджет всегда был ограничен, а площадь на ядре выделялась по остаточному принципу). Подобный подход не был проблемой для настольных ПК и даже для ноутбуков, но был неприемлемым для устройств со сверхмалым энергопотреблением.

Intel Atom второго поколения поколения

Intel Atom второго поколения

Стремясь максимально снизить потребление платформы Atom, Intel встроила контроллер памяти и графическое ядро непосредственно в процессоры Atom второго поколения (Pineview для ПК и Lincroft для планшетов), сократив количество микросхем до двух. Это увеличило энергопотребление самих CPU до 1,3–5,5 Вт, тогда как совместимые с ними I/O контроллеры NM10 и SM35 потребляли 2,1 и 0,75 Вт соответственно. Тем не менее, снижение энергопотребления по сравнению с решениями на базе Intel 945 Express было налицо. Видя, что Atom пользуются спросом в первую очередь у производителей ноутбуков, наиболее продвинутые варианты Pineview получили два процессорных ядра, 64-разрядность, высокие тактовые частоты и TDP в 10–13 Вт.

Перевод Atom на технологический процесс 32 нм во второй половине 2011 года позволил Intel создать свою первую платформу для смартфонов (Medfield/Penwell), а также представить третье поколение процессоров Atom (Cedarview) для ПК. Данные микросхемы имели два ядра и относительно высокие тактовые частоты (1,6–2,13 ГГц), но при этом потребляли от 3,5 до 10 Вт энергии, давая понять, что текущая IO-микроархитектура (Saltwell, 32-нм версия Bonnell) едва ли может хорошо масштабироваться в плане производительности на ватт.

Silvermont и новые возможности

Для увеличения производительности, но при сохранении низкого энергопотребления Intel представила Silvermont в 2013 году. Данная микроархитектура получила не только внеочередное исполнение инструкций, но и массу современных возможностей в области производительности (SSE4.1) и безопасности (AES-NI), что открыло для неё двери на рынок серверов и относительно производительных ПК. Однако архитектура, поддерживающая внеочередное исполнение инструкций, неизменно ведёт к увеличению размеров ядра и энергопотреблению. Чтобы этого гарантированно избежать, Intel не стала вводить в Silvermont поддержку Hyper-Threading и решила не увеличивать количество параллельно выбираемых и декодируемых инструкций. Как и в случае Bonnel/Saltwell, Silvermont умеет выбирать и исполнять две инструкции за такт (для сравнения, Haswell умеет исполнять 4–5 инструкций за такт (с учётом MacroFusion), а разработанные при участии легендарного Джима Келлера (Jim Keller) Apple Cyclone, Twister и Typhoon — шесть).

Intel Atom Avoton

Intel Atom Avoton

Благодаря тому, что Intel имеет существенное преимущество перед другими производителями в виде собственных фабрик и лучших в индустрии технологических процессов, переход к OOO-архитектуре (точнее, добавление соответствующей логики) не только не привёл к увеличению энергопотребления, но и дал возможность снизить его у процессоров для телефонов/планшетов. По сути, именно с Silvermont у экономичных ядер Intel появилось новое предназначение: мобильные телефоны. Ни Bonnell, ни Saltwell под эти устройства не проектировались.

Более того, по словам Intel, применение 14-нм технологического процесса дало возможность увеличить производительность в случае с микроархитектурами Airmont и Goldmont. К сожалению, компания не указывает на конкретные улучшения Airmont и Goldmont, но учитывая тот факт, что обе базируются на Silvermont, принципиальная архитектура осталась прежней: ядро может декодировать две инструкции за такт.

Области применения Intel Silvermont

Области применения Intel Silvermont

Именно благодаря Silvermont области применения экономичных микроархитектур Intel существенно расширились. Помимо клиентских SoC, энергоэффективные ядра применяются для различных чипов встраиваемых систем, процессоров для микросерверов, а также суперкомпьютерных ускорителей Xeon Phi.

Системы на кристалле для серверов имеют большое количество ядер (до восьми в текущем поколении), поддерживают различные технологии, которых нет в SoC для клиентских ПК (ECC, виртуализация, криптографический ускоритель QuickAssist и т. д.), а также включают в себя большое количество различных интерфейсов ввода/вывода. Основными преимуществами использования микроархитектур вроде Silvermont и Airmont для таких микросхем является как относительно низкое энергопотребление, так и меньшие размеры самих ядер, что крайне важно при создании многоядерных конфигураций для микросерверов.

Ближайшие планы

Чуть позже в этом году Intel планирует выпустить новые SoC для планшетов, дешёвых ноутбуков, гибридных ПК, а также недорогих настольных ПК. Платформы Apollo Lake и Willow Trail будут базироваться на микроархитектуре Goldmont и графических ядрах девятого поколения. Новые системы на кристалле смогут похвастаться увеличенной производительностью, а также способностью кодировать и декодировать видео (с разрешением до 3840 × 2160 точек) при помощи кодеков HEVC и VP-9, что позволит экономить заряд батареи при просмотре качественных видео на YouTube.

Платформа Intel Apollo Lake

Платформа Intel Apollo Lake

Что касается рынка микросерверов, то для них Intel готовит новое семейство процессоров Atom C3000 (Denverton). Как говорят слухи, Denverton будет иметь весьма впечатляющие характеристики: 16 ядер Goldmont, 16 Мбайт кеша второго уровня (по 2 Мбайт на пару ядер), контроллер PCI Express 3.0 x16, четыре порта 10Gb Ethernet, USB 3.0, Serial ATA и поддержка до 128 Гбайт памяти типа DDR4-2400. Будучи сделанным по 14-нм технологическому процессу, данная микросхема обещает быть очень экономичной, что позитивно скажется на возможностях конкурировать с аналогичными решениями на базе ARMv8.

Если будущее Intel на рынке мобильных телефонов довольно очевидно, а ближайшие планы в области планшетов ясны, то будущее самой платформы Atom, а также энергоэффективных микроархитектур находится под вопросом. Так, Intel не анонсировала каких-либо микроархитектур после Goldmont. Также ничего не известно и про наследников платформ Apollo Lake и Willow Trail. Это не означает, что их нет, но отсутствие информации говорит о том, что компания либо не готова принять на себя обязательства по выпуску определённого семейства продуктов, либо всё еще работает над его характеристиками.

А нужны ли энергоэффективные ядра?

Учитывая возрастающую параллельность исполнения инструкций у высокопроизводительных микроархитектур Intel (Haswell, Broadwell, Skylake, Kaby Lake), а также их снижающееся энергопотребление и размеры, для очень многих задач они могли бы заменить экономичные микроархитектуры (Silvermont, Airmont, Goldmont).

Система на кристалле Intel Atom

Система на кристалле Intel Atom

К примеру, двухъядерные процессоры Skylake-Y (Core M-6Yxx) имеют TDP около 4,5 Вт, тогда как SDP (scenario design power) четырёхъядерного Cherry Trail (Atom x5-8300/x5-8500/x7/8700) составляет всего 2 Вт. Следует помнить, что Cherry Trail — полноценная система на кристалле и состоит всего из одной 14-нм микросхемы. В то же время, Skylake-Y (2+GT2) состоит из двух микросхем: процессора, который производится с использованием 14-нм литографии, и набора логики Intel 100-серии, который изготовляется по технологическому процессу 22 нм. Компания Intel не раскрывает SDP для каждого из кристаллов, но поскольку это один продукт, указывается общий максимальный SDP. Хотя низкое SDP позволяет использовать Skylake-Y в планшетах, а мощные x86-ядра и графический процессор с 24 вычислительными процессорами (execution units, EUs) означают высокую производительность, энергопотребление решения на базе Airmont в два раза ниже. Трудно сказать, насколько ядра Skylake потребляют больше энергии по сравнению с Airmont, но очевидно, что разница существует.

Кроме того, Cherry Trail должен быть дешевле Skylake-Y. По некоторым оценкам, размер четырёхъядерного кристалла Cherry Trail составляет около 85 мм2, тогда как размер кристалла двухъядерного Skylake-Y (2+GT2) — примерно 100 мм2. При этом последний требует чипа-компаньона, что дополнительно увеличивает его стоимость.

Intel Xeon D

Intel Xeon D

Возможно, размеры, чуть более высокий SDP и цена не столь важны для дорогих планшетов или систем 2-в-1. Однако для серверных SoC, где количество ядер критично, а размеры кристалла влияют на конечную цену, небольшие размеры ядер могут стать преимуществом. Впрочем, учитывая тот факт, что Intel не обновляла модельный ряд серверных Atom с 2013 года, а недавно выпустила Xeon D c 16 ядрами Broadwell для рынка микросерверов, в компании отдают приоритет высокопроизводительным решениям. Это логично, поскольку производительность ядер вроде Silvermont для однопоточных задач довольно низка, что означает увеличение задержек при обработке данных, а это заметно снижает энергоэффективность самих серверов (пока процессор обрабатывает задачу, сервер держит включёнными другие компоненты системы, тратя энергию), увеличивая стоимость владения центром обработки данных.

Тем не менее, в официальных планах Intel значится серверный SoC под названием Atom C3000 (Denverton), который должен появиться во второй половине года. Denverton задерживался уже как минимум один раз, что говорит о том, что приоритеты Intel на рынке ЦОД сосредоточены на высокопроизводительных решениях, а не на микросерверах, чьи преимущества во многом существуют лишь на бумаге. Тем не менее, 16 ядер общего назначения и богатый набор возможностей ввода/вывода должны помочь ему конкурировать с разнообразными SoC на базе ARMv8, имея неоспоримый козырь: совместимость с x86.

Intel Xeon Phi Knights Landing

Intel Xeon Phi поколения Knights Landing

Более того, выходящий вскоре Xeon Phi (Knights Landing) базируется на 72 ядрах на основе Silvermont (с очень существенными доработками, которые дадут возможность исполнять 512-разрядные инструкции AVX, добавят четырёхпоточный Hyper-Threading, увеличат пропускную способность кешей и т. д.). При этом Intel утверждает, что это полноценные ядра, которые способны запускать операционные системы. Иными словами, суперкомпьютерам на базе подобных Xeon Phi (установленным в процессорные гнёзда, а не в PCIe разъёмы) не потребуются обычные Xeon, что удешевляет стоимость систем, а также увеличивает их энергоэффективность. Учитывая, что перспективный план для Xeon Phi уже составлен на годы вперёд, очень вероятно, что и Knights Hill базируется на x86-совместимых ядрах, но, каких именно — не известно.

Основным преимуществом энергоэффективных ядер Intel для Xeon Phi является их малая площадь и возможность установить их в сопроцессор в больших количествах. В конечном итоге, одной из задач при разработке архитектуры Bonnell было создание мультиядерных микросхем. Доработанный Silvermont в Knights Landing показывает, что компания продолжает считать экономичные ядра оптимальным решением для подобных суперкомпьютерных устройств, которым едва ли требуется максимальная производительность в однопоточных приложениях.

Как видно, применение микроархитектур Airmont и Silvermont вполне оправдано в дешёвых мобильных и настольных клиентских решениях, в суперкомпьютерных процессорах, а также в некоторых видах серверов (главное, не переоценить перспективы этих машин). Судя по всему, экономичные ядра Intel рано списывать со счетов прямо сейчас. Однако что же нас ждёт в будущем?

Энергоэффективные CPU Intel: Перспективы

К сожалению, о будущем энергоэффективных микроархитектур Intel не известно ничего. Вполне может быть, что у Intel есть возможность и дальше усовершенствовать архитектуру, которая выбирает/декодирует две инструкции за такт (например, путём добавления Hyper-Threading, улучшения блоков выборки, добавления исполнительных устройств, увеличение размеров OOO буферов, уменьшение латентности кешей и т. д.). Однако более логичным было бы «расширение» архитектуры в сторону увеличения одновременно исполняемых инструкций. Но это неизбежно увеличит размеры ядра, а также его энергопотребление, приблизив эти показатели к таковым у высокопроизводительных ядер.

Intel Atom S1200

Intel Atom S1200

Имеет ли для Intel смысл увеличивать параллельность экономичных микроархитектур, при условии, что обычные архитектуры продолжат исполнять четыре инструкции за такт, а значит, разница между двумя микроархитектурами Intel будет сокращаться? Учитывая тот факт, что основная архитектура для Kaby Lake и CannonLake уже определена, Intel не планирует грандиозных изменений в своих высокопроизводительных микроархитектурах как минимум до конца 2018 года (учитывая слухи об Ice Lake и Tiger Lake, и того дольше). Как следствие, как минимум до этого срока Intel не будет заинтересована сокращать разрыв между экономичными и высокопроизводительными микроархитектурами.

Кроме того, если Intel хочет продолжать разрабатывать энергоэффективные малые ядра с прицелом на Xeon Phi, то большого смысла увеличивать параллелизм исполнения инструкций в этих ядрах с одновременным их увеличением для компании нет. Но при этом нет и смысла использовать экономичные ядра только в суперкомпьютерных ускорителях на базе архитектуры MIC (many Intel core). Следующее мини-ядро понадобится Intel для Xeon Phi четвёртого поколения, известного как Knights Hill, которое будет производиться по технологии 10 нм и увидит свет в конце этого – начале следующего десятилетия. Теоретически, Intel могла бы задействовать для Knights Hill ядро Goldmont, однако поскольку нам неизвестны требования к процессорам Xeon Phi 2019–2020 годов, с уверенностью этого сказать нельзя.

Модуль Intel Curie на базе процессора Quark

Модуль Intel Curie на базе процессора Quark

Понятно одно, с уходом Intel с рынка процессоров для смартфонов компании более не требуется разрабатывать процессорные ядра с минимальным энергопотреблением с прицелом на подобные устройства. Однако Intel не планирует уходить с рынка процессоров для носимой и ультракомпактной электроники (что странно, поскольку конкуренция там ожидается нешуточная, а видимых преимуществ у x86 там нет), а значит, компания продолжит работать над сокращением энергопотребления электронных схем как таковых. Учитывая, что Intel перепрофилирует устаревшие ядра в процессорах Quark для носимой и ультракомпактной электроники, ядра Silvermont/Airmont/Goldmont могли бы иметь смысл для таких устройств будучи дополнительно оптимизированными и сделанными по технологии 7 нм.

Судя по всему, различная продукция на базе ядер Goldmont будет выпускаться в ближайшие пару лет для сегментов недорогих ПК и даже серверов. При этом у компании не будет возможности уменьшить размеры и энергопотребление своих недорогих SoC при помощи нового технологического процесса до конца 2017 года. Как следствие, либо Intel придётся пропустить цикл выпуска дешёвых процессоров для ПК и планшетов в начале 2017, либо усовершенствовать имеющиеся проекты, как минимум интегрировав в них новый графический процессор от Kaby Lake.

Экспериментальный процессор Intel

Экспериментальный процессор Intel

Обычно разработчики микропроцессоров (AMD, ARM, IBM, Intel) обнародуют особенности микроархитектур за год–два до их выхода на рынок, чтобы позволить разработчикам программного обеспечения оптимизировать свои продукты под новые CPU. Поскольку про наследников Goldmont не известно ничего, очень вероятно, что в ближайшей 12–24 месяца их не появится. Учитывая обновлённую область применения энергоэффективных малых ядер Intel, инженерам корпорации более нет смысла делать их максимально экономичными, но имеет смысл сохранять минимальные размеры ядра. Будет ли иметь смысл для этой цели разрабатывать отдельные ядра (которые сильно уступают высокопроизводительным по скорости), или же есть смысл максимально урезать высокопроизводительные ядра — не известно. Однако очевидно, что сузившаяся область применения окажет влияние на принимаемые Intel решения и есть большая вероятность, что они будут не в пользу экономичных микроархитектур.

Intel официально отказывается от стратегии «тик-так»

До недавнего времени корпорация Intel, планируя выпуск новых продуктов, придерживалась так называемой стратегии «тик-так». Впервые она была анонсирована на конференции Intel Developer Forum 2006 и с тех пор стала основой операций компании в сфере производства x86-совместимых процессоров. Суть концепции довольно проста: цикл разработки делится на две стадии — собственно, «тик» и «так».

Маятник Intel

Маятник Intel

При этом «тик» означает переход на новый техпроцесс и минорные изменения в архитектуре, а «так», напротив, подразумевает выпуск процессоров с новой архитектурой, но на базе имеющегося техпроцесса. Изначально было задумано, что каждая часть цикла должна была занимать примерно год. Примерно так стратегия и работала: маятник качался, менялись архитектуры и техпроцессы, к радости пользователей росла производительность новых процессоров, пока не случилось неизбежное.

Суть стратегии Intel очень проста

Суть изначальной стратегии Intel очень проста

А именно — по мере снижения размеров элемента в новых техпроцессах Intel столкнулась с рядом серьёзных трудностей. 14-нанометровый техпроцесс удалось разработать и реализовать достаточно успешно: цикл «тик» пришёлся на архитектуру Broadwell, слегка усовершенствованную наследницу Haswell, но использующую более тонкие производственные нормы. Следующий цикл, «так», пришёлся на разработку и выпуск микроархитектуры Skylake, использующей тот же техпроцесс, что и Broadwell.

Архитектурная вершина Intel на сегодня: Core i7-6700K Skylake

Архитектурная вершина Intel на сегодня: Core i7-6700K Skylake

А в следующем цикле маятник заклинило. Изначально новый «тик» должен был означать внедрение 10-нанометрового техпроцесса и выпуск процессоров Skymont, позднее переименованных в Cannonlake. Появиться они должны были во втором квартале 2016 года. Но столь тонкий техпроцесс вызвал массу проблем и, как следствие, задержек и проволочек. В итоге компания решила сделать «тик» на 14-нанометровом процессе, выпустив серию чипов Kaby Lake, о чём мы недавно писали.

Несмотря на сбой маятника, Intel сохраняет лидерство. Но что будет дальше?

Несмотря на сбой маятника, Intel сохраняет лидерство. Но что будет дальше?

Это не значит, что компания отказалась от планов на 10-нанометровый техпроцесс, но процессоры Cannonlake теперь увидят свет только в третьем квартале следующего, 2017 года. Очевидно, что «тик-так» больше не работает как задумано: качание маятника от одного состояния к другому теперь занимает не год, а как минимум около полутора лет. Теперь Intel признала это официально и в последнем официальном отчёте 10-K заявила о конце эры «тик-так», а также о продлении жизненного цикла 14-нанометровой технологии.

Новая стратегия Intel включает в себя три фазы

Новая стратегия Intel включает в себя три фазы

О 10-нанометровом техпроцессе уже было сказано, а 7-нанометровый теперь отодвинут в район 2019 года и позже. А это может означать, что в гонке техпроцессов Intel могут опередить такие конкуренты, как TSMC, которая ожидает готовности собственного 7-нанометрового процесса к массовому производству реальных чипов в районе 2018 года. С точки зрения конечного покупателя трагедии не произошло: Kaby Lake выглядит весьма перспективной архитектурой со всеми её улучшениями и усовершенствованиями, просто 10-нанометровых процессоров он не увидит в продаже ещё год.

Свежие планы Intel: Kaby Lake в третьем квартале, Cannonlake — годом позже

Нашим коллегам с китайского ресурса BenchLife удалось взглянуть на новейшие планы Intel, касающиеся двух следующих поколений процессоров: Kaby Lake и Cannonlake. На опубликованном слайде упоминаются три поколения, но третьим, а на самом деле, первым, является хорошо знакомая нам архитектура Skylake. Согласно планам Intel, в мобильной сфере на смену Skylake новая архитектура Kaby Lake придёт уже в третьем квартале текущего года и несколько позднее — в настольном секторе. А вот 10-нм чипов Cannonlake придётся ждать ещё год: они тоже появятся в третьем квартале, но в 2017 году.

Тот самый слайд

Тот самый слайд

Платформа Skylake дебютировала в третьем квартале 2015 года и была приурочена к выпуску новой операционной системы Microsoft Windows 10. Сейчас в арсенале Intel есть огромное количество решений на базе Skylake, от сверхэкономичных до оверклокерских, но в случае с Cannonlake Intel планирует ещё более увеличить масштабируемость платформы: базовые принципы архитектуры будут одними и теми же у самых экономичных процессоров с теплопакетом 4,5 ватта и у мощных серверных Xeon для многопроцессорных систем.

14-нанометровая кремниевая пластина Intel

14-нанометровая кремниевая пластина Intel

Сейчас Intel, несомненно, доминирует на рынке производительных процессоров, но, согласно имеющимся данным, компания хочет начать обновление процессорных линеек уже в третьем квартале этого года. Intel надеется, что мобильная версия Kaby Lake будет полностью готова к нужному сроку и представлена вовремя в составе ноутбуков, ультрабуков и решений класса «два в одном». Это время приходится на начало школьного сезона, и мы наверняка увидим массу предложений от OEM-партнёров Intel. Как мобильные, так и настольные процессоры Kaby Lake будут иметь несколько линеек: Kaby Lake U, Kaby Lake Y, Kaby Lake H и Kaby Lake S. Не исключены и иные варианты, такие как Skylake-C, но подтверждены пока только вышеназванные.

Модельный ряд Kaby Lake

Модельный ряд Kaby Lake

Основные характеристики будущих процессоров Kaby Lake приведены в таблице. Что же нового принесёт нам седьмое поколение процессоров Intel? В отличие от AMD, которая развивается резкими скачками и по показателю инструкций на такт собирается прыгнуть от архитектуры 2012 года сразу на 40 %, Intel этот показатель повышает пусть и медленно, но верно. В итоге за счёт кумулятивного эффекта общий прирост производительности со времён Sandy Bridge явно заметен. Intel хочет продолжить эту стратегию постепенного наращивания IPC, так что владельцы Skylake или даже Broadwell не почувствуют особой выгоды от перехода на Kaby Lake, но обладатели более старых платформ, Sandy Bridge или Westmere, сразу увидят разницу как в производительности, так и в возможностях ввода/вывода, оценят новое программное обеспечение и поддержку со стороны драйверов.


Платформа Kaby Lake U и Y

Kaby Lake сохранит принципы построения SoC (system-on-a-chip), будет обладать полной поддержкой Thunderbolt 3, получит новые мультимедийные и дисплейные движки. Пользователи мобильных решений смогут выбирать уже в этом году. В основном они выиграют от наличия более быстрой интегрированной графики — Intel намерена продолжить наступление на этом фронте, столь удачно начатое с дизайнами Iris и Iris Pro. А вот владельцам настольных систем придётся подождать. Для них Intel готовит новую, «двухсотую» серию чипсетов и материнских плат. Разъём LGA 1151 сохранится и платы будут работать и с процессорами Skylake; в теории, и Kaby Lake должны без особых проблем работать совместно с чипсетами «сотой серии». Но новые платы получат расширенные возможности ввода/вывода, а главное — будут готовы к появлению накопителей нового поколения Intel Optane на базе памяти 3D XPoint, поэтому они выглядят интереснее.

Платформа Kaby Lake U и Y

Платформа Kaby Lake S

Базовыми возможностями «двухсотой» серии чипсетов станут 24 линии PCI Express 3.0 (против 20 у «сотой» серии), 6 портов SATA 3.0 и 10 портов USB 3.0. Intel планирует выпустить серию процессоров Kaby Lake среднего класса с теплопакетами в районе от 35 до 65 ватт, а также, по традиции, 95-ваттные модели с суффиксом K и разблокированным множителем, предназначенные для энтузиастов. При модернизации системы 2‒3 летней давности прирост производительности будет заметен сразу, как и новые возможности. Но сражаться Kaby Lake придётся уже с AMD Zen — процессорами Summit Ridge и Bristol Ridge, причём в секторе HEDT именно AMD делает ход первой и имеет преимущество, поскольку аналогичные по классу решения Intel только-только получат архитектуру Broadwell. А вот в секторе массовых решений «красным» может прийтись туговато с учётом слухов о том, что IPC Zen «чуточку меньше, чем у Skylake».

Первые данные о новых чипсетах Intel

Первые данные о новых чипсетах Intel

Что касается Cannonlake, то информацию о планах выпуска первых 10-нанометровых процессоров удалось уточнить. Если ранее речь шла о второй половине 2017 года, то теперь шестимесячное окно сократилось до квартального. Потребительские версии Cannonlake будут доступны покупателям начиная с третьего квартала 2017 года. Причина — многочисленные проблемы, задержки и проволочки, связанные с внедрением столь тонкого, невиданного ранее техпроцесса. Сама Intel признаёт, что её метод «тик-так» работает не так, как раньше: ход маятника замедляется, и если раньше цикл составлял два года, то сейчас он ближе к 2,5 годам. Как и в случае с Kaby Lake, первые коммерческие Cannonlake будут мобильными, и лишь затем последуют настольные версии этих процессоров Intel восьмого поколения. О платформе, на которой они будут работать, к сожалению, пока ничего неизвестно.

Intel подтверждает поддержку AVX-512 процессорами Cannon Lake

На днях компания Intel обновила руководство для программистов по работе с расширенным набором инструкций AVX-512. Ожидалось, что блоки для обработки целочисленных значений и значений с плавающей запятой с поддержкой 512-бит команд появятся в составе процессоров Intel 14-нм поколения Skylake. Потом стало известно, что в поколении Skylake поддержка AVX-512 будет только в составе серверных процессоров Intel Xeon и ускорителей расчётов Xeon Phi (в 14-нм поколении ускорителей Knights Landing). В составе ускорителей Knights Landing обещана поддержка большего набора расширений AVX-512, чем в случае процессоров Xeon общего назначения. Это объясняется тем, что расширенный набор инструкций AVX-512 нацелен на развитие параллелизма в расчётах, что на данном этапе проще реализовать (и с лучшей отдачей) в ускорителях вычислений.

Планы Intel по развитию серверных архитектур (Intel)

Планы Intel по развитию серверных архитектур (Intel)

К слову, ускорители Intel Knights Landing опираются на значительно переделанную архитектуру Atom Silvermont. В конфигурации с 72 ядрами процессоры Knights Landing одновременно могут обрабатывать до 288 потоков и выдавать до 3 терафлопс на операциях с двойной точностью и до 6 терафлопс на операциях с одинарной точностью. Для таких решений поддержка AVX-512 — это то, что доктор прописал. Параллелизм — это их сущность. Поскольку поставки Knights Landing начнутся в текущем квартале, программное обеспечение с реализацией SIMD-инструкций AVX-512 — это вопрос сегодняшнего дня. Поскольку процессоры Skylake-EP за небольшим исключением будут использовать те же наборы AVX-512, что и Knights Landing, к моменту появления на рынке моделей Skylake-EP для новых расширений будет создана серьёзная программная поддержка. Выход Skylake-EP, напомним, ожидается во второй половине 2017 года.

Глубина поддержки инструкций AVX настольными и серверными платформами Intel (Intel)

Глубина поддержки инструкций AVX настольными и серверными платформами Intel (Intel, ComputerBase.de)

Также во второй половине 2017 года появятся первые 10-нм процессоры компании Intel, с которыми мы сегодня знакомы по кодовому имени Cannon Lake. В свежем документе Intel для программистов авторы сайта ComputerBase.de обнаружили, что клиентские процессоры Cannon Lake также будут поддерживать AVX-512. Как минимум речь идёт о расширениях AVX512IFMA, AVX512VBMI, SHA и UMPI. Всё вместе указывает на то, что в конце 2017 года можно ожидать широкую поддержку AVX-512 со стороны программистов. Для клиентского применения использование AVX-512 будет означать, что обработка массивных мультимедийных данных будет проходить с меньшей нагрузкой на процессор. Точнее, работа с использованием аппаратных ресурсов, совместимых с AVX-512, будет максимально эффективна. На этих задачах потребление снизится, а производительность вырастет.

Выигрыш ои внедрения AVX-512 по сравненнию с AVX-256/128 и предыдущими «мультимедийными» инструкциями

Выигрыш от внедрения AVX-512 по сравнению с AVX-256/128 и предыдущими «мультимедийными» инструкциями

Добавим, архитектура процессоров AMD Zen, которая в продуктах компании начнёт свою жизнь в конце 2016 года или в начале 2017 года, будет оперировать двумя 256-битными инструкциями AVX за такт. Для этого каждое ядро Zen получит по два 256-битных FMAC (fused multiply — add capability). На практике подобная архитектура позволит за один такт выполнять одну 512-битную инструкцию. Как это реализовано у процессоров Intel Cannon Lake, мы пока сказать не можем.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥