Нека да си представим, какви ще бъдат процесорите след пет години
Централните процесори станаха неразривна част от нашия живот, тъй като към този момент се употребяват на всички места – от автоматизираните перални машини и смарт телефоните, до компютрите, самолетите и даже ракетите. Съвсем естествено е, че тяхното развиване оказва въздействие на нашия живот. Само преди 10-15 години никой не можеше да си показа, че дребната кутийка, позната като смарт телефон, ще може да възпроизвежда 4К видео и да работи в шлемовете за виртуална действителност. А преносимите компютри ще тежат към един кг и ще имат самостоятелна работа над 10 часа. Тача че дано се замислим и да се опитаме да си представим, по какъв начин ще се развият и какво ще се случи с десктоп процесорите след пет години.
Тактовата периодичност на централния процесор: без развиване
Ако се вгледаме в оптималните честоти на процесорите без хитрости от рода на течния азот, ще видим, че чиповете Pentium 4 първи пробиха психическата преграда 3 GHz и се стопираха на 3,3-3,5 GHz. Появилите след тях Core Duo и Quad към този момент са двуядрени и четириядрени, като при тях се постанова понижаване на честотата, с цел да не прегряват. Чак през 2008 година те доближиха същите честоти от 3-3,5 GHz. Излезлите през 2011 година Core i7 подвигнаха летвата съвсем до 4 GHz, а Core i7 от второ потомство през 2011 година съвсем доближиха магическите 5 GHz. Но от този момент няма съвсем никакво развиване в това отношение.
При преход към нов софтуерен развой честотите падаха, а след неговото рационализиране още веднъж нарастваха. Днешните 8-мо и 9-то потомство процесори на Intel доближиха оптималната периодичност 5-5,2 GHz, тъй като Intel изстисква всичко от 14 nm софтуерен развой в продължение на четири (!) генерации. Но новото потомство чипове на Intel ще бъде с 10 нанометров софтуерен развой, а като се има поради, че Intel има огромни проблеми с него, то честотите отново ще паднат. В най-хубавия случай, след едно потомство отново ще забележим 5 GHz оптималната тактова периодичност. Следва преход към 7 nm, още веднъж намаление на честотата и така нататък
Що се отнася до AMD, компанията усъвършенства своята нова архитектура и прибавя по 200-300 MHz годишно и след 5 години най-вероятно ще доближи същите 5,0-5,5 GHz.
Броят на ядрата – ще има нарастване, само че няма да е скоро
Отново да се върнем в 2005 година. Излизат първите двуядрени десктоп процесори Athlon X2 и Pentium D. През 2007-ма се появява първият четириядрен Core 2 Quad. А през 2010 – първият 6-ядрен Phenom II X6. И чак през 2017 година – първия 8-ядрен Ryzen 7. Тоест, сред 2 и 4-ядрените имаме две години, сред 4 и 6-ядрените към този момент 3 години, а сред 6 и 8-ядрените цели 7 години, което е явно закъснение растежа на броя на ядрата в процесорите. Защо става по този начин?
Първо, потребителският програмен продукт не умее добре да се разпаралелва върху огромен брой ядра – т.е. значима е продуктивността на едно ядро. Второ, тук не става дума за сървъри и Hi-End PC, и разсейваната топлота от процесора не би трябвало да надвишава да кажем 100-120 W. А като се има поради, че намаляването на софтуерния развой е все по-трудно, напълно аналогично по-трудно става поместването на повече ядра при еднакъв топлинен коефициент без да се постанова понижаване на честотата.
Това добре се вижда при процесорите както на AMD, по този начин и на Intel. С излизането на Ryzen 2700X, AMD усили TDP от 95 W при Ryzen 1800X до 105 W, единствено с цел да може да повиши тактовата периодичност с 300 MHz (по-малко от 10%). При това, новият чип се създава посредством 12 nm развой, а остарелият – при 14 nm.
Тук Intel стартира крепко да хитрува, като сподели, че даже топ-модела с 8 ядра Core i9-9900K ще има TDP от 95 W. Как може да стане това, откакто 6-ядреният Core i7-8700K със същата архитектура и тактова периодичност също има TDP от 95 W? Трябва да сме признателни на припоя под капачката – той е доста по-ефективен от термичната паста, която се използваше преди този момент. Ето за какво при идентична работна периодичност новият 8-ядрен CPU се нагрява колкото 6-ядрения. Да де, ще отделя доста повече топлота, само че кай ще забележи, откакто температурата е същата?
Ето за какво, надали може да се чака съществено нарастване на процесорните ядра и след 5 години. Разбира се, AMD може да промени своите CCX модули, които в този момент съдържат по 4 ядра (всички Ryzen процесори без интегрирана графика имат по два от тези модули) и да усили ядрата до по 6 на един CCX модул. Но AMD би трябвало да догонва Intel във връзка с честотите и не може да си разреши нейното понижаване. А множеството процесорни ядра ще желаят увеличение на честотите, което ще докара до нарастване на TDP, неуместно за домашната техника.
С прехода към 7 nm, процесорите на AMD най-вероятно ще догонят Intel във връзка с мегахерците, само че ще би трябвало да усъвършенстват тази технология. Всичко ще се промени с прехода към 5 нанометров софтуерен развой, само че това се чака след 4-5 години. Едва тогава ще стане допустимо увеличението на броя на ядрата в един CCX модул, без да се намалява тактовата периодичност.
При Intel обстановката е друга. Всичките ядра в процесорите на Intel се намират на един и същи кристал. Това от една страна съществено понижава задръжките сред самите ядра и усъвършенства продуктивността. Но въпреки това, цената на тези кристали е прекомерно висока. Така да вземем за пример 8-ядреният Core i9 едвам не доближи цена от $500, а да си напомним, че 8-ядреният Ryzen 7 2700X на AMD може да бъде открит и за $350. Само че 10-ядрените процесори на Intel за HEDT устройствата костват към този момент $900 – т.е. на процедура двойно повече от 8-ядрените. Естествено, сходен процесор няма смисъл в потребителските устройства. Трябва да се усъвършенства производството, с цел да се понижи цената, а този развой е муден.
Така че в последна сметка – да, растеж на процесорните ядра несъмнено ще има. Софтуерът също ще се усъвършенства от позиция на паралелната работа. Но това няма по какъв начин да стане през идващите 5 години.
Кеш паметта – можем да чакаме всеобщото потребление на L4 кеш
Да проследим развиването в това направление. Intel 80486, излязъл през 1989 година има L1 кеш, непосредствено интегриран в чипа и L2 на дънната платка. По-късно и L2 кешът е вграден в процесора, а кешът от трето равнище се появява чак през 2008 година във Phenom II. Излизането на L4 изобщо не се протака и той се употребява през 2014 година в процесорите Intel Core от 5-то потомство (Broadwell). Но в 6-то потомство на тези десктоп процесори L4 бе махнат и остана единствено в мобилните решения с интегрираната графика Iris.
Защо? Не е комплицирано – в 4-ядрените монолитни решения няколко MB кеш от трето равнище са задоволителни за изчисленията. Но L4 в Broadwell форсира изчисленията единствено в единични случаи и е необходим на първо място да за вградената графика с цел да изглажда следствията от потреблението на бавната RAM. Но в този момент на пазара се оферират 8-ядрени чипове, като половината ядра не са монолитни, а самата RAM има по-големи тайминги (16-18 процесорни такта за DDR4 против 9-11 при DDR3). Към сегашен ден L4 може съществено да усили продуктивността на процесора.
Интегрираната графика – пробив, нееднократен растеж на продуктивността
За продуктивността на интегрираната графика на Intel има митове от 10 година. Уви, не са доста положителни: артефакти даже и в най-опростените игри, няма поддръжка на Aero, закъснение даже и при възпроизвеждане на 480р видео. Оттогава компанията се промени – актуалната Intel HD Graphics е добра подмяна на евтините видеокарти. Тази графика към този момент има хардуерната поддръжка на рисуването на интерфейса, може да възпроизвежда даже и 8К видео и дава опция да се играе Dota 2.
AMD обичайно, няма проблеми от сходен жанр. Всъщност AMD съблюдава едно просто предписание – интегрираната графика в нейните процесори да поддържа всички модерни игри, даже и при минимални настройки на графиката и минимална резолюция.
Разбира се, Intel се пробва да догони AMD – още от 4-тото потомство процесори Core i (Haswell) стартира потреблението на графичното решение Iris, което се разграничава от HD Graphics по удвоения брой изчислителни блокове. Но бързо излиза наяве, че посредством непосредствено прекопирване на ядрата продуктивността не нараства изключително доста и при тестванията излезе, че Iris е с 30-40% по-бърза, а не двойно.
Intel не хареса тази обстановка и реши към 2020 година да показа на пазара лични десктоп видеокарти. Естествено, това ще засегне и интегрираните решения. Според предварителна информация, мобилните процесори от новото 10-то потомство ще имат HDG графика, а не Iris. Това ще е графичен ускорител с 64 изчислителни блока (сега са 24) плюс напълно нова архитектура. Очаква се двойно увеличение на продуктивността, а това ще изведе HDG на равнището на Vega 3 – младшата интегрирана графика в процесорите Ryzen.
И какви в последна сметка ще бъдат централните процесори за потребителски потребности след 5 години? Според тази прогноза, те ще имат 10-12 ядра с тактова периодичност 5,0-5,5 GHz, L4 кеш памет и мощна интегрирана графика, която ще може да се оправи с настоящите към този миг игри. А до каква степен това ще се окаже правилно, следва сами да се убедим.
Тактовата периодичност на централния процесор: без развиване
Ако се вгледаме в оптималните честоти на процесорите без хитрости от рода на течния азот, ще видим, че чиповете Pentium 4 първи пробиха психическата преграда 3 GHz и се стопираха на 3,3-3,5 GHz. Появилите след тях Core Duo и Quad към този момент са двуядрени и четириядрени, като при тях се постанова понижаване на честотата, с цел да не прегряват. Чак през 2008 година те доближиха същите честоти от 3-3,5 GHz. Излезлите през 2011 година Core i7 подвигнаха летвата съвсем до 4 GHz, а Core i7 от второ потомство през 2011 година съвсем доближиха магическите 5 GHz. Но от този момент няма съвсем никакво развиване в това отношение.
При преход към нов софтуерен развой честотите падаха, а след неговото рационализиране още веднъж нарастваха. Днешните 8-мо и 9-то потомство процесори на Intel доближиха оптималната периодичност 5-5,2 GHz, тъй като Intel изстисква всичко от 14 nm софтуерен развой в продължение на четири (!) генерации. Но новото потомство чипове на Intel ще бъде с 10 нанометров софтуерен развой, а като се има поради, че Intel има огромни проблеми с него, то честотите отново ще паднат. В най-хубавия случай, след едно потомство отново ще забележим 5 GHz оптималната тактова периодичност. Следва преход към 7 nm, още веднъж намаление на честотата и така нататък
Що се отнася до AMD, компанията усъвършенства своята нова архитектура и прибавя по 200-300 MHz годишно и след 5 години най-вероятно ще доближи същите 5,0-5,5 GHz.
Броят на ядрата – ще има нарастване, само че няма да е скоро
Отново да се върнем в 2005 година. Излизат първите двуядрени десктоп процесори Athlon X2 и Pentium D. През 2007-ма се появява първият четириядрен Core 2 Quad. А през 2010 – първият 6-ядрен Phenom II X6. И чак през 2017 година – първия 8-ядрен Ryzen 7. Тоест, сред 2 и 4-ядрените имаме две години, сред 4 и 6-ядрените към този момент 3 години, а сред 6 и 8-ядрените цели 7 години, което е явно закъснение растежа на броя на ядрата в процесорите. Защо става по този начин?
Първо, потребителският програмен продукт не умее добре да се разпаралелва върху огромен брой ядра – т.е. значима е продуктивността на едно ядро. Второ, тук не става дума за сървъри и Hi-End PC, и разсейваната топлота от процесора не би трябвало да надвишава да кажем 100-120 W. А като се има поради, че намаляването на софтуерния развой е все по-трудно, напълно аналогично по-трудно става поместването на повече ядра при еднакъв топлинен коефициент без да се постанова понижаване на честотата.
Това добре се вижда при процесорите както на AMD, по този начин и на Intel. С излизането на Ryzen 2700X, AMD усили TDP от 95 W при Ryzen 1800X до 105 W, единствено с цел да може да повиши тактовата периодичност с 300 MHz (по-малко от 10%). При това, новият чип се създава посредством 12 nm развой, а остарелият – при 14 nm.
Тук Intel стартира крепко да хитрува, като сподели, че даже топ-модела с 8 ядра Core i9-9900K ще има TDP от 95 W. Как може да стане това, откакто 6-ядреният Core i7-8700K със същата архитектура и тактова периодичност също има TDP от 95 W? Трябва да сме признателни на припоя под капачката – той е доста по-ефективен от термичната паста, която се използваше преди този момент. Ето за какво при идентична работна периодичност новият 8-ядрен CPU се нагрява колкото 6-ядрения. Да де, ще отделя доста повече топлота, само че кай ще забележи, откакто температурата е същата?
Ето за какво, надали може да се чака съществено нарастване на процесорните ядра и след 5 години. Разбира се, AMD може да промени своите CCX модули, които в този момент съдържат по 4 ядра (всички Ryzen процесори без интегрирана графика имат по два от тези модули) и да усили ядрата до по 6 на един CCX модул. Но AMD би трябвало да догонва Intel във връзка с честотите и не може да си разреши нейното понижаване. А множеството процесорни ядра ще желаят увеличение на честотите, което ще докара до нарастване на TDP, неуместно за домашната техника.
С прехода към 7 nm, процесорите на AMD най-вероятно ще догонят Intel във връзка с мегахерците, само че ще би трябвало да усъвършенстват тази технология. Всичко ще се промени с прехода към 5 нанометров софтуерен развой, само че това се чака след 4-5 години. Едва тогава ще стане допустимо увеличението на броя на ядрата в един CCX модул, без да се намалява тактовата периодичност.
При Intel обстановката е друга. Всичките ядра в процесорите на Intel се намират на един и същи кристал. Това от една страна съществено понижава задръжките сред самите ядра и усъвършенства продуктивността. Но въпреки това, цената на тези кристали е прекомерно висока. Така да вземем за пример 8-ядреният Core i9 едвам не доближи цена от $500, а да си напомним, че 8-ядреният Ryzen 7 2700X на AMD може да бъде открит и за $350. Само че 10-ядрените процесори на Intel за HEDT устройствата костват към този момент $900 – т.е. на процедура двойно повече от 8-ядрените. Естествено, сходен процесор няма смисъл в потребителските устройства. Трябва да се усъвършенства производството, с цел да се понижи цената, а този развой е муден.
Така че в последна сметка – да, растеж на процесорните ядра несъмнено ще има. Софтуерът също ще се усъвършенства от позиция на паралелната работа. Но това няма по какъв начин да стане през идващите 5 години.
Кеш паметта – можем да чакаме всеобщото потребление на L4 кеш
Да проследим развиването в това направление. Intel 80486, излязъл през 1989 година има L1 кеш, непосредствено интегриран в чипа и L2 на дънната платка. По-късно и L2 кешът е вграден в процесора, а кешът от трето равнище се появява чак през 2008 година във Phenom II. Излизането на L4 изобщо не се протака и той се употребява през 2014 година в процесорите Intel Core от 5-то потомство (Broadwell). Но в 6-то потомство на тези десктоп процесори L4 бе махнат и остана единствено в мобилните решения с интегрираната графика Iris.
Защо? Не е комплицирано – в 4-ядрените монолитни решения няколко MB кеш от трето равнище са задоволителни за изчисленията. Но L4 в Broadwell форсира изчисленията единствено в единични случаи и е необходим на първо място да за вградената графика с цел да изглажда следствията от потреблението на бавната RAM. Но в този момент на пазара се оферират 8-ядрени чипове, като половината ядра не са монолитни, а самата RAM има по-големи тайминги (16-18 процесорни такта за DDR4 против 9-11 при DDR3). Към сегашен ден L4 може съществено да усили продуктивността на процесора.
Интегрираната графика – пробив, нееднократен растеж на продуктивността
За продуктивността на интегрираната графика на Intel има митове от 10 година. Уви, не са доста положителни: артефакти даже и в най-опростените игри, няма поддръжка на Aero, закъснение даже и при възпроизвеждане на 480р видео. Оттогава компанията се промени – актуалната Intel HD Graphics е добра подмяна на евтините видеокарти. Тази графика към този момент има хардуерната поддръжка на рисуването на интерфейса, може да възпроизвежда даже и 8К видео и дава опция да се играе Dota 2.
AMD обичайно, няма проблеми от сходен жанр. Всъщност AMD съблюдава едно просто предписание – интегрираната графика в нейните процесори да поддържа всички модерни игри, даже и при минимални настройки на графиката и минимална резолюция.
Разбира се, Intel се пробва да догони AMD – още от 4-тото потомство процесори Core i (Haswell) стартира потреблението на графичното решение Iris, което се разграничава от HD Graphics по удвоения брой изчислителни блокове. Но бързо излиза наяве, че посредством непосредствено прекопирване на ядрата продуктивността не нараства изключително доста и при тестванията излезе, че Iris е с 30-40% по-бърза, а не двойно.
Intel не хареса тази обстановка и реши към 2020 година да показа на пазара лични десктоп видеокарти. Естествено, това ще засегне и интегрираните решения. Според предварителна информация, мобилните процесори от новото 10-то потомство ще имат HDG графика, а не Iris. Това ще е графичен ускорител с 64 изчислителни блока (сега са 24) плюс напълно нова архитектура. Очаква се двойно увеличение на продуктивността, а това ще изведе HDG на равнището на Vega 3 – младшата интегрирана графика в процесорите Ryzen.
И какви в последна сметка ще бъдат централните процесори за потребителски потребности след 5 години? Според тази прогноза, те ще имат 10-12 ядра с тактова периодичност 5,0-5,5 GHz, L4 кеш памет и мощна интегрирана графика, която ще може да се оправи с настоящите към този миг игри. А до каква степен това ще се окаже правилно, следва сами да се убедим.
Източник: kaldata.com
КОМЕНТАРИ