Koniec procesorów jakie znamy


Tranzystor od nowa

To nie jedyne usprawnienia związane ze zmniejszeniem prawdopodobieństwa nie trafienia przewidywanego kodu z faktycznie wykonywaną kolejnością rozkazów. A trzeba pamiętać, że takie nie trafienie wymaga wyczyszczenia całego potoku wykonawczego i załadowania nowych instrukcji i danych co wiąże się co często nawet z kilkudziesięcioma cyklami zegarowymi, w których procesor nie wykonuje zadanego programu, tylko oczekuje na nowe dane. Kolejną nowością jest nowy bufor BTB (Branh Target Buffer) drugiego poziomu odpowiedzialny za sprowadzanie danych do pamięci cache oraz bufor RSB (Return Stack Buffer). Ten ostatni zapobiega błędnemu przewidywaniu pojawiających się w trakcie wykonywania programu instrukcji powrotnych.

Pamięć cache L1 procesora Nehalem ma pojemność 64 KB (po 32 KB dla instrukcji i danych) dla każdego rdzenia. Pamięć podręczna drugiego poziomu to zaś po 256 KB przypadających na jeden rdzeń. Pamięć ta charakteryzuje się krótkimi czasami opóźnień. Co ciekawe, komórki pamięci cache składają się z ośmiu, a nie jak do tej pory z sześciu tranzystorów. Nowa ośmiotranzystorowa pamięć wymaga bowiem niższych napięć zasilających, co, mimo zwiększenia samej powierzchni zajmowanej przez pamięć, upraszcza w znaczny sposób konstrukcje procesora i ułatwia zarządzanie energią. Do tego dochodzi jeszcze współdzielona przez wszystkie rdzenie pamięć cache L3, która w wypadku procesora czterordzeniowego ma mieć aż 8 MB. Dzięki zastosowaniu pamięci cache trzeciego poziomu zmniejszone zostaje bezpośrednia ilość odwołań procesora do pamięci głównej, co przyczynia się do zwiększenia wydajności procesora i zmniejszenia zużycia energii.

Nowe gniazdo procesora

Zastosowanie w Nehalemie nowej magistrali systemowej i wbudowanie w CPU kontrolera pamięci oznaczają, że nowy procesor będzie potrzebował nowej podstawki, która zastąpi obecnie używane gniazdo LGA775. Taka podstawka została już skonstruowana i nosi oznaczenie LGA 715 (Socket H). Będzie ona stosowana w procesorach desktopowych. Modele desktopowe będą występowały z dwoma rodzajami Podstawek. Procesory najwydajniejsze współpracujące z chipsetem X58 (mostek północny i południowy) otrzymają inną podstawkę niż modele tańsze, których obsługą zajmie się chipset jednoukładowy (podobnie jak w chipsetach NVIDII). Ten ostatni pozwoli na budowanie tańszych 4-warstwowych płyt głównych. Jeśli chodzi o procesory serwerowe to korzystać mają ze złącza LGA1366 (Socket B). Gniazdo to przeznaczone jest do współpracy z pamięciami registered DDR3. Oczywiście pojawią się też nowe chipsety współpracujące z nowym procesorem - ot choćby dlatego, co oczywiste, że nie będą one już dłużej wyposażane w kontroler pamięci RAM. Nehalem będzie zatem współpracował z układami z rodziny Tylersburg i mostkiem południowym ICH10.

AMD Fusion

Znacznie mniej wiadomo obecnie o AMD Fusion. Z dostępnych nieoficjalnych informacji wynika, że nowy procesor AMD (nazwa kodowa Shrike) z wbudowanym układem graficznym, zbudowany będzie na bazie dwurdzeniowego Phenoma oraz prostej wersji układu ATI RV800, który zgodny jest z bibliotekami Microsoftu DirectX 10.1. AMD planuje, że będzie on produkowany w technologii 40-nanometrów, później zaś w 32-nanometrach w obu wypadkach przez tajwańską fabrykę TSMC.

AMD Fusion

AMD Fusion

Rys - schemat blokowy AMD Fusion

Tłumaczymy tylko środek - resztę olewamy

CPU(s) - rdzeń procesora lub procesorów

GPU(s) - moduł lub moduły graficzne

Buffers - bufory

Cache - pamięć cache

Crossbar - kontroler krzyżowy

Memory controller - kontroler pamięci

HyperTransport Links - połączenia magistrali HyperTransport

Memory - pamięć

Podobnie jak Nehalem, Fusion będzie wykorzystywał architekturę modułową. Technologia ta ma nosić nazwę M-SPACE. Pozwoli ona na tworzenie różnych wariantów procesorów wielordzeniowych. W procesor ma też być wbudowana obsługa magistrali PCI Express x16. Linie te będą wykorzystywane, jak można się domyślić do obsługi nie tylko wbudowanego modułu graficznego, ale również zewnętrznej karty graficznej, jeżeli producent płyty głównej przewidzi taką możliwość. W związku z tym, w Fusion zaimplementowano znaną z mobilnej platformy Puma technologie ATI Hybrid Graphics Techonlogy i Hybrid CrossFire X, które umożliwiają instalację dodatkowej karty graficznej i jej współpracę przy generowaniu grafiki z układem wbudowanym, w tym wypadku, nie w chipset, a w procesor. Moduł graficzny wspierać ma w pełnym zakresie dekodowanie materiałów wysokiej rozdzielczości, w tym filmów odtwarzanych z płyt Blu-ray. Oferowane wsparcie dotyczy kodeków MPEG-2, VC-1 i H.264. W procesorach AMD Fusion wykorzystany też ma być nowy zestaw instrukcji SSE. Ma to być wersja SSE5.

Z-RAM, novum w procesorach

Ciekawostką ma być obsługa przez procesor Fusion pamięci Z-RAM, opracowanej przez firmę Innovate Silicon, na którą to licencję niedawno wykupiła AMD. Obecnie we wszystkich procesorach pamięć cache stanowią bardzo szybka pamięć SRAM (Static RAM) składająca się z samych tranzystorów. Jest ona niestety bardzo droga w produkcji. Znaczne tańsze pamięci RAM są zaś pamięciami typu DRAM (Dynamic RAM), które wymagają do swojej pracy cyklicznego odświeżania ich zawartości, gdyż wykorzystują w swojej konstrukcji miniaturowe, wykonane w półprzewodniku kondensatory. Kondensatory te zajmują również bardzo dużo miejsa na krzemowej strukturze. Pamięć ta niestety ze względu na swoje właściwości nie nadaje się jako pamięć cache.

Z kolei pamięć Z-RAM (Zero Capacitors DRAM) jest pamięcią łączącą zalety pamięci SRAM i niższe koszty produkcji, tak jak w wypadu DRAM-ów. Pamięci te dalej wymagają co prawda odświeżania, ale nie wykorzystują już za to kondensatorów. Jak twierdzi Innovative Silicon Z-RAM-y zapewniają dwukrotnie większą gęstość upakowania komórek pamięci w porównaniu do technologii DRAM. Co więcej, sama technologia ich wytwarzania jest standardową technologią półprzewodnikową nie wymagającą żadnych specjalnych nakładów, ani materiałów. Firma AMD chce wykorzystać pamięci Z-RAM do zaimplementowania w procesorach Fision dużych pojemności pamięci cache L3.