AMD Bulldozer - karakteristike jezgra

Nimalo drugačije nije ni sa predstavnikom „teške“ kategorije desktop i server procesora koji će pripadati Bulldozer generaciji čipova. Princip funkcionalnih celina i njihovog dodavanja poput kockica kako bi se povećala snaga čipa je i ovde izražena. Osnovna funkcionalna celina obuhvata dve fizičke jedinice za obradu celih brojeva koje dele zajednički matematički koprocesor sposoban da izvrši instrukcije iz dva nezavisna procesa obrade (thread-a). Ovo je AMD odgovor na tehnologiju koju Intel obeležava terminom Hyper Threading Technology (HTT). Pri tome treba potencirati da je veličina AMD Bulldozer dvoprocesonog modula veća od jednojezgarnog HTT procesora ali i efikasnija po pitanju performansi. U isto vreme je manji od klasičnih CPU čipova sa dva fizička jezgra. U čemu je tajna Bulldozer dvoprocesonog modula?
 
bulldozer.jpg
 
Novi AMD dizajn omogućava funkcionalnosti klasičnih dvojezgarnih procesora uparivanjem dve jedinice za izvršenje instrukcija sa komponentama koje mogu međusobno deliti u skladu sa potrebama obrade podataka! Za razliku od Intel jednojezarnog procesora sa HTT funkcijom gde se forsira izvršenje dva procesa na jednom jezgru dolazi do preopterećenja resursa i procesi koji se izvršavaju simultano se bukvalno takmiče za potrebne resurse a ceo sistem se  bazira na principu nedovoljno iskorišćenih jezgara. Kada ga jednom opteretite shvatate da snaga procesora ni približno ne odgovara linearnom povećanju fiktivnih (HTT) jezgara. Sa druge strane novi AMD princip poseduje fizičke predispozicije za prihvatanje obrade dve nezavisne instrukcije a pri tome je i dalje značajno manji od klasičnih dvojezgarnih procesora jer jedinice za izvršenje instrukcija u stvari dele jedan matematički koprocesor. Tako se dobija fizički neznatno veći (12%) procesor od klasičnog jednojezgarnog HTT čipa koji je po performansama u rangu klasičnih dvojezgarnih čipova i pri tome neuporedivo manji i efikasniji po pitanju iskorišćenja energije.
 
multithread.jpg
 
Dakle AMD pristup se bazira na principu upotrebe čiste sile jer svaki proces izvršenja upošljava fizički odvojeno jezgro. Na taj način se postiže bolja funkcionalna iskorišćenost operativnog jezgra CPU čipa. Da bi se to postiglo vrlo je važan princip raspodele resursa jer Bulldozer arhitekturu odlikuje podela i funkcionalna namena određenih komponenti . Resursi koji se dele pomažu u uštedi energije i smanjenju površine samog jezgra čime se postiže ušteda u proizvodnim troškovima dok princip tačno definisane namene upotrebe komponenti, povećava performanse i osobinu da se povećanjem broja jezgara podignu performanse bez uticaja na uvećanje kompleksnosti sistema (skalabilnost).
 
bulldozer_sharing_principle.jpg
 
Svaki čip iz Bulldozer generacije se sastoji iz više ovakvih modula tako da ćemo imati 4 i 8 jezgarne modele procesora. Faktički jedno jezgro se predstavlja operativnom sistemu kao dva logička procesora, slično kao što to čini i HTT tehnologija. Suština je u tome da je AMD više-procesna tehnologija izvršenja instrukcija daleko efikasnija jer u slučaju HTT tehnologije previše opterećujete jedno jezgro dok u slučaju višejezgarnih procesora previše resursa ostaje neupošljeno. Koliko je to neefikasno možete i sami videti na osnovu trenutno najzahtevnijih rendering programa koji nikada ne mogu do maksimuma iskoristiti resurse višejezgarnih HTT procesora čak i u slučaju kada Task Manager u Windowsu pokazuje 100% angažovanje, aplikacija ne koristi sve potencijale CPU čipa! Samo strogo namenski test programi sa visokom optimizacijom i koji se odnose na strogo kontrolisani scenario izvršenja, mogu dotaknuti maksimalne potencijale trenutne generacije Intel HTT procesora. To je direktna posledica neefikasne arhitekture CPU čipova i neusklađenosti sa postojećom generacijom aplikativnog softvera.
 
building-blocks.jpg
 
Arhitektura Bulldozer čipova je doživela korenitu izmenu u odnosu na prethodnu, Phenom generaciju procesora te se primećuje simetrični pristup u dizajniranju Bulldozer arhitekture. Efikasnija optimizacija resursa je dovela do toga da Bulldozer čipovi na 33% manjoj površini jezgra pružaju 50% bolje performanse u odnosu na Phenom procesore.
 
Svaka Bulldozer operativna celina ili „kockica“ će imati sopstvenu L1 i L2 keš memoriju dok će CPU čip  posedovati zajedničku L3 keš memoriju. Na CPU čipu će biti integrisan memorijski kontroler kao i logika koja funksionalno odgovara sistemskom kontroleru tj. „northbridge“ čipsetu. Podržana je čitava generacija SSE instrukcija sve do verzije 4.2 a tu je i najnovija Intelova specifikacija 256-bitnih AVX instrukcija za koju će biti zaduženi Bulldozer matematički koprocesori. Princip modularnih kockica Bulldozer jezgara će omogućiti lakšu manipulaciju u smislu obezbeđenja Turbo funkcije kada se pojedine celine mogu isključiti u scenariju izvršenja jednoprocesnih operacija i pri tome povećati radna frekvencija aktivnog jezgra čime se dobija na brzini izvršenja uz istovremenu uštedu energije usled nekativnosti jezgara koja se ne koriste.
 
Nije sporno da je AMD izbrusio arhitekturu i performanse  centralnih procesora sa najnovijom Bulldozer i Bobcat generacijom procesora. Uostalom to nikada nije bio problem AMD-u. Sada ostaje onaj teži deo kada naučnik treba da postane menadžer i dobro prezentuje svoj trud kako bi svoju prednost i materijalizovao. Nesumnjivo je da ovi procesori dolaze u pravo vreme. Bobcat će iz temelja prodrmati tržište kojim je do sada neometano vladao Atom procesor nudeći daleko bolji procesor sa neuporedivo efikasnijim grafičkim jezgrom. Nema više zagledanja u specifikacije sistema nadajući se da procesor koji je u suštini baziran na davno prevaziđenoj arhitekturi, dopingovan 3D mogućnostima čipseta nezavisnih proizvođača. To uostalom ni Intel nije hteo takav scenario. Bobact će u svakom pogledu biti moderniji i daleko sposobniji čip od Intel konkurencije. Atom se može nadati samo da će najnovija verzija u obliku Oak Trail platforme doneti neka suštinska poboljšanja ,koja će ga tek onda i to pod znakom pitanja, izjednačiti sa Bobcat procesorima.
 
Bulldozer obećava sirovu snagu jer donosi jedan sasvim novi pristup koji obećava poboljšanja na nivou funkcionalne jedinice koja donosi 80% snage pravih dvojezgarnih procesora, što će u konkretnom slučaju značiti da će 8 jezgarni Bulldozer sa lakoćom pregaziti čak i trenutno najjače modele Core i7 procesora. Ipak, treba biti oprezan jer o nadolazećoj Sandy Bridge arhitekturi još uvek nema puno detalja a iskustvo je majka mudrosti, kaže stara poslovica. Strpićemo se još malo u slučaju Bobacat procesora i malo više u slučaju Bulldozer čipova koji su ipak zakazani kao projekat koji će se ralizovati tokom 2011. godine. Posebno iz razloga jer se promocija Bulldozer čipova prvo planira za serverski deo tržišta pa tek onda prelazak na klasičnu desktop platformu. To znači dodatna dva - tri meseca. U međuvremenu će izaći i Intel sa Sandy Bridge modelima a situacija će dostići tačku ključanja!
 

Korisna adresa : CT Computers