Czekając na Buldożer

Buldożer – nowa, wydajna architektura

Znacznie więcej emocji niż dwa układy na jednym kawałku krzemu budzi nowa architektura procesorów AMD o nazwie Buldożer (Bulldozer), przeznaczona do zastosowań serwerowych oraz wydajnych pecetów. Po raz pierwszy od 2003 roku AMD zaprezentuje układy, których architekturę zaprojektowano od nowa, a nie jako rozwinięcie konstrukcji obecnych procesorów. Fani AMD liczą, że będzie to sukces na miarę procesorów Athlon 64. Buldożery są kreowane na bezpośrednich konkurentów układów Intel Core i7, a nawet nadchodzących procesorów Sandy Bridge.

Rozwiązania serwerowe

Procesory bazujące na architekturze Buldożer to przede wszystkim układy serwerowe. Najwydajniejsze jednostki, które zastąpią obecne procesory Opteron z serii 6000, będą miały aż 12 i 16 rdzeni (układy Interlagos). Następcy Opteronów z serii 4000 będą wyposażeni w 6 i 8 rdzeni (układy Valencia). Co ciekawe, procesory Interlagos powstaną z połączenia dwóch 6- lub 8-rdzeniowych procesorów Valencia. Właśnie te procesory trafią najwcześniej do sprzedaży – na początku 2011 roku, a przedtem do testów do partnerów AMD. Testy te pozwolą też oszacować, o ile wzrośnie wydajność procesorów „domowych”, które będą budowane na bazie Valencii.

Procesory do domu

Procesory o nazwie kodowej Zambezi mają mieć 4, 6 lub 8 rdzeni. Pierwszą zmianą w stosunku do współczesnych procesorów jest kontroler pamięci, który już nie obsługuje pamięci DDR2. Za to pozwoli na współpracę z modułami DDR3 o maksymalnym taktowaniu 1833 MHz. Zambezi będzie wykorzystywał pamięć podręczną drugiego i trzeciego poziomu. Ta ostatnia w 8-rdzeniowym procesorze ma mieć pojemność 8 MB.

Procesor zostanie wyposażony w technologię zwiększającą częstotliwość pracy aktywnych rdzeni w momencie, gdy część rdzeni pozostaje bezczynna (odpowiednik intelowskiego Turbo CORE). Dodatkowo w każdym cyklu zegara wykona więcej instrukcji arytmetyczno- -logicznych niż obecne procesory.

Najciekawiej wygląda sama struktura rdzeni. Otóż dwa jądra procesorów będą połączone w jeden moduł. Taki układ będzie miał wspólną pamięć podręczną drugiego poziomu cache L2, a wszystkie moduły będą miały dostęp do wspólnej pamięci cache L3. Dzięki temu wymiana danych między rdzeniami będzie przebiegała sprawniej. Poza tym oba rdzenie będą miały wspólne jednostki pobierania instrukcji oraz dekodowania rozkazów. Takie rozwiązanie może się okazać skuteczniejsze w przypadku zadań jednowątkowych, które będą efektywniej rozdzielane między dwoma rdzeniami każdego modułu.

Na uwagę zasługują także po dwie jednostki obliczeń zmiennoprzecinkowych, przyporządkowane do każdego z modułów. Nie są to jednak takie jednostki, jak w dotychczasowych procesorach, gdyż operują na multimedialnych potokach danych z rozszerzonym pakietem nowych rozkazów i typów danych (SSE4.2). Dzięki temu będą dysponowały jeszcze większą mocą do obsługi programów bogatych w efekty 3D (np. gry). Przyrost mocy będzie można zaobserwować tylko dla odpowiednio napisanych programów. Trzeba dodać, że najnowsze procesory Intela bazują na razie na rozkazach SSE4. Inną ciekawostką będzie możliwość łączenia jednostek zmiennoprzecinkowych w jeden moduł, który będzie zapewniał dwukrotnie większą precyzję.

Procesory mają być produkowane w procesie 32 nm, co pozwoli na obniżenie poboru energii i zwiększenie taktowania. Wraz z ich premierą ma się też pojawić nowa podstawka AM3r2, ale kompatybilna wstecz z obecną podstawką AM3. Zatem nowe procesory można będzie instalować w obecnych płytach z AM3.

Zalety modułów

Opisana modułowa konstrukcja procesorów ma kilka zalet w stosunku do rozwiązań obecnie stosowanych. Po pierwsze, dwa rdzenie zajmują znacznie mniej miejsca na powierzchni krzemowej niż klasyczna, dwurdzeniowa konstrukcja. Dzięki temu dodatkowo zostanie ograniczony pobór prądu, a zatem także emisja cieplna. Poza tym ze względu na stosunkowo niedużą powierzchnię krzemową producent będzie mógł uzyskać więcej układów z jednego wafla. To z pewnością przełoży się na niższe koszty produkcji. Ale niekoniecznie na cenę.