Intel Haswell: nová architektura procesorů pro příští rok

Pro příští rok Intel chystá novou architekturu Haswell, která přinese nejen mnohem výkonnější grafiku, ale také extrémně sníženou spotřebu.

Přibližně před půl rokem společnost Intel představila architekturu Ivy Bridge u desktopových a mobilních čipů, která byla poprvé vyráběna 22nm technologií.

Oproti předcházející architektuře Sandy Bridge (32 nm) však přinesla pouze minimální změny, což vychází z nastaveného vývoje Intelu, který se označuje jako „Tick-Tock.

Klepněte pro větší obrázek
Strategie Tick-Tock podle Intelu

Jak můžete vidět na obrázku, Haswell bude vyráběn již na osvědčeném a vyladěném 22nm procesu výroby, přinese ale výrazně vylepšenou architekturu, skutečného nástupce Sandy Bridge.

Haswell a novinky v architektuře

Intel se s novou architekturou snaží tlačit na obou hlavních frontách čipu, tedy na nižší spotřebu a zároveň vyšší výkon. Haswell přináší vyšší výkon v paralelních výpočtech, špičkový výkon FLOPS/cyklus je dvakrát větší než u Sandy Bridge.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Porovnání Haswellu se staršími architekturami

Intelu se podařilo zlepšit výkon predikce větvení, k dispozici je více bufferů pro ukládání dat cache paměti, byla snížená latence v rámci cache a zvýšena propustnost L2 cache.

Klepněte pro větší obrázek  Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázekKlepněte pro větší obrázek

S tím souvisí i nové instrukční sady a exekuční jednotky. Architektura Haswell má Advanced Vector Extensions 2 (Intel AVX2), které mimo jiné zlepšují výkon při šifrování, indexování a samozřejmě v dalších oblastech jako je zvuk, video a podobně.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

Hardwarová virtualizace je také rychlejší a optimalizovanější, Intelu se podařilo snížit časy pro přepínáním. Sdílená cache je propojená se všemi procesorovými jádry i grafickým čipem a systémovým agentem. Systém je škálovatelný dle počtu procesorových i grafických jader. Rozložení zdrojů při výpočtech je efektivnější než u Sandy Bridge a Ivy Bridge, zlepšena byla i propustnost při zápisu do operační paměti s lepším předpovídáním.

Spotřeba v klidu extrémně nízko

Napájecí jednotka dokáže dynamicky měnit napájení jednotlivých částí čipu nezávisle na jádrech, jádra jsou totiž oddělena od LLC. Intel optimalizoval i jednotlivé fyzické obvody a jejich výrobu. Cílem bylo, aby nepoužitá logika čipu v co nejkratším čase snížila svou spotřebu na naprosté minimum. Ale zároveň aby byla co nejdříve k dispozici v aktivním stavu.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Spotřeba v klidu bude extrémně nižší

A právě minimální hranici se podařilo Intelu dostat až dvacetinásobně níže, než u předchozí architektury. Klidové stavy se přepínají až o 25 % rychleji, nejnižší stav, který se však aktivuje i při zapnutém displeji přes integrovaný grafický čip dosahuje spotřeby čipů pro tablety.

Díky tomu by měly mít notebooky, ultrabooky a další zařízení s čipy Haswell v příštím roce velmi dlouhou výdrž ve spánku. Intel uvádí hodnotu nad deset dní na jedno nabití, což je velmi slušné.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Od tabletů až po velké servery

Kromě klidové spotřeby, která je zaměřena na celou platformu, včetně čipsetů a komunikace mezi hlavním procesorem, pamětí a další částí, se Intelu podařilo snížit spotřebu i při vytížení čipu. Je to skvělá ukázka toho, že není potřeba menší výrobní technologie a menších tranzistorů, ale svůj díl má i optimalizace celé architektury a platformy. To Intel poznal například u „horkých“ procesorů Pentium 4, případně to lze vidět i na současných modelech od AMD.

Architektura Haswell bude k dispozici pro různé čipy s různou konfigurací a TDP. Intel se tedy zaměřil i na velkou variabilitu v oblasti spotřeby. Architektura je tak připravena pro tablety i výkonné pracovní stanice, servery nebo datacentra.

Čtvrtá generace grafického čipu s podporou DirectX 11.1

Intel to s vlastním grafickým čipem myslí opravdu vážně, což lze vidět na velmi rychlém postupu možností a výkonu jeho integrovaného grafického čipu uvnitř procesoru.

 Klepněte pro větší obrázek
Rozdíly variant integrovaného grafického čipu GT1, GT2 a GT3

V případě Haswellu Intel opět posune laťku o velký kus dopředu, mnohem výrazněji než velcí výrobci jako Nvidia nebo AMD. Oproti předchozí generaci integrované grafiky se podařilo Intelu dosáhnout dvakrát většího výpočetního výkonu, nechybí podpora nejnovějších technologií jako DirectX 11.1, OpenGL 4.0 nebo OpenCL 1.2.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

Nová grafický čip v procesoru je zaměřen nejen na herní výkon, ale také na optimalizaci akcelerace přehrávání videa a jeho převodu. Hardwarový dekodér pro MJPEG (určeno především pro videohovory), hardwarový enkodér pro MPEG2, akcelerace videa v rozlišení 4K a vylepšené SDK pro různé profily s akcelerací enkódování. Tím to ale nekončí.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek

Video musí být nejen efektivně akcelerováno, ale pro lepší obraz také vylepšeno pomocí různých technologií. Mezi novinkami je hardwarová stabilizace obrazu, převod snímkovací frekvence, vylepšení barev (kůže) a rozšíření gamutu.

I při přehrávání je architektura Haswell mnohem efektivnější, takže se může těšit na větší výdrž (nižší spotřebu) při přehrávání videa.

Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek Klepněte pro větší obrázek
Klepněte pro větší obrázek

Intel bude u čipu používat tři varianty grafického čipu s označením GT1, GT2 a GT3, dvakrát větší výkon oproti minulé generaci se týká nejvyšší varianty GT3. U některých úloh dosahuje nový grafický čip až čtyřikrát vyšší propustnosti, než v případě architektury Ivy Bridge. To je ale vzhledem k příchodu displejů s vyšším rozlišením takřka nutností.

Moorův zákon v projektovém plánu

Intel má již v plánu další generace architektur i výrobních technologií, které budou muset být v budoucnu výrazně vylepšeny. Menší tranzistory vyžadují pokročilejší lasery a vakuové prostředí.

Klepněte pro větší obrázek
Čipy Haswell na waferu

Do konce tohoto desetiletí by Intel měl vyrábět čipy 5nm technologií, což zcela změní možnosti, spotřebu i velikost těchto složitých křemíkových (nebo jiných) struktur. Díky menším rozměrů se těchto čipů vejde na jeden wafer několikanásobně více, což znamená i několikanásobně nižší cenu.

Klepněte pro větší obrázek
Intel bude mít 5nm čipy do konce tohoto desetiletí

Za několik let budou počítače, respektive jejich hlavní výpočetní část, neuvěřitelně malé, úsporné a levné. Tím se otevírají nové možnosti použití z vědeckofantastických představ. Google Glass by mohl být pouze začátkem.

Video

Diskuze (16) Další článek: Disky jako balónek: Helium pro větší kapacity

Témata článku: Hardware, Technologie, Intel, IDF 2012, Enkodér, Velká variabilita, Klidový stav, Aktivní stav, Nový rok, Flops, Nová architektura, Snímkovací frekvence, Nový procesor, Nejkratší čas, Úsporný tranzistor, Bridge, Vector, Haswell, Arc, Skvělá ukázka, Mini hra, Špičkový výkon, Proces


Určitě si přečtěte

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

Nová zbraň Microsoftu proti iPadu: Levný tablet Surface Go bude stát jen deset tisíc

** Microsoft představil nový tablet Surface Go ** Nový model zaujme nízkou cenou, ale schopnostmi zařízení Surface ** Microsoft nepoužil čip ARM, ale klasický procesor od Intelu 

Karel Javůrek | 117

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

Cardano: kryptoměna nové generace, která se netěží, ale razí

** Cardano je unikátní kryptoměna, která díky svým vlastnostem a schopnostem přitahuje pozornost ** Od Bitcoinu se zásadně liší ** Jejím smyslem není jen „koupit a prodat“, má pozoruhodné technologické možnosti

Martin Miksa | 28

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Kde se bere elektřina v zásuvce? Poznejte 10 tajemství venkovních stožárů s dráty

Elektřina se vyrábí v elektrárnách, ale do zásuvek v našich domovech to pak má ještě hodně daleko. Dnes se na tuhle dlouhou cestu podíváme.

David Polesný | 83

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

Jak funguje největší akumulátor v Česku: podívejte se do elektrárny Dlouhé Stráně

** Přečerpávací vodní elektrárna Dlouhé stráně je obdivuhodné technické dílo ** Stejná turbína vyrábí elektřinu i tlačí vodu zpět do horního jezera ** Strojovna elektrárny je zabudována v podzemí

David Polesný | 27

17 tipů, jak se nenechat hacknout

17 tipů, jak se nenechat hacknout

** Přehled nejdůležitějších věcí, které je nutné dodržovat pro digitální bezpečnosti ** Hlavní je používat mozek ** Chraňte soukromé informace

Karel Javůrek | 25


Aktuální číslo časopisu Computer

Jak mobily určují svoji polohu?

Velký test notebooků pro studenty

Nejlepší reproduktory na párty

Služby a aplikace pro výuku angličtiny