Broadwell, Skylake, Braswell aneb co chystá Intel v roce 2015

0

Naštěstí to ale vypadá, že rok 2015 nám toto „trauma“ vynahradí. 14nm výrobní proces by se totiž měl definitivně rozjet ve velkém, a s ním přijde řada novinek, které nám byla loni upřena.

Intel od roku 2006 pracuje v oboru CPU s tzv. modelem „Tick-Tock“. „Ticky“ a „Tocky“ přicházejí s dvouletou periodou. Jeden rok vždy přijde tock, tedy CPU se zcela novou architekturou, ale na ověřeném existujícím procesu, a další rok pak tick, což je odvozená architektura s méně změnami, ale převedená na nový a menší výrobní proces. Poté přijde zas další tock.

V roce 2013 přišel jako tock 22nm Haswell a minulý rok měl coby tick následovat 14nm Broadwell. V tomto momentě se ale cyklus mírně zadrhl, jelikož rozjezd 14nm procesu byl pomalý a trnitý. Loni se kvůli tomu objevily jen první Broadwelly pro tablety a masivnější rozjezd této generace nastane až letos. Nastane tím ale trošku legrační situace – Intel totiž neodložil následující 14nm tock původně na rok 2015 plánovaný – takže třeba na desktopu přijde dle všeho jak tick, tak tock prakticky současně.

V roce 2015 bude Intel postupně přivádět na trh další odrůdy Broadwellu. Hned zkraje – už během CES 2015 v lednu vyšla dvoujádrová verze pro notebooky, tedy 15W a 28W čipy řady U. V noteboocích by se pak tyto procesory měly objevit během zimy či jara.

Čtyřjádra pro notebooky lze čekat okolo poloviny roku, a víceméně podobně by asi měl být načasován i příchod desktopových Broadwellů. Ty budou pasovat do stávající platformy LGA 1150 s čipsety H97 a Z97 a přijít by měly koncem druhého či začátkem třetího čtvrtletí. Pravděpodobné je, že s nimi Intel vyrukuje na Computexu 2015, což by znamenalo začátek června. V roce 2015 měl jinak přijít také 14nm osmijádrový Broadwell-E pro platformu X99, podle aktuálních zpráv se ale jeho uvedení posunulo a nastane až v roce 2016.

 
První Broadwell se objevil už loni pod jménem Core M
 

Uzamčený Skylake, odemčený Broadwell

Jak už bylo řečeno, ve zhruba stejnou dobu jako desktopový Broadwell přijde na desktop též následující (i když stále 14nm) platforma Skylake. Pokud vám dumá hlavou, jak chce Intel naráz prodávat dvě generace produktů, odpověď je prostá. Skylake totiž bude ze začátku vyráběn toliko jako uzamčené CPU pro běžný lid či firmy, nebudou ale nabízeny odemčené „káčkové“ verze. Ty naopak budou doménou Broadwellu, respektive „Broadwellu-K“, čímž si Intel zajistí uplatnění i pro tyto procesory. Chcete-li tedy taktovat, budete muset sáhnout po Broadwellu. Broadwell ale bude možno použít také jako upgrade do starší desky, kdežto Skylake bude potřebovat novou.

Ačkoliv je Broadwell jen tickem, má v jádře určitý zlepšení výkonu. Lepší má být zpracování větvení, násobička FPU či výkon při virtualizaci a při použití kryptografických operací. Vylepšena by měla být také dělička, store-to-load forwarding je silnější díky vylepšenému řazení out-of-order (scheduler by měl pracovat s větším množstvím operací naráz).

Kapacita TLB u L2 cache byla zvětšena z 1000 na 1500 záznamů. Broadwell také dokáže zpracovávat dva výpadky TLB naráz díky zdvojení příslušného bloku. Podle nezávislých měření zvedla různá takováto vylepšení výkon proti Haswellu se stejným taktem asi o 3 % a podle Intelu by zrychlení v některých úlohách mohlo být dokonce až 5 %.

Plán desktopových CPU na uniklém slajdu. Zdroj: MyDrivers.com

Integrovaná grafika

Jak už víme od vydání Core M, Broadwell přidá u všech integrovaných grafik 20 % výpočetních jednotek. Bude to platit pro všechny výkonové třídy. Celerony a Pentia tedy budou mít 12 EU místo 10 (tolik mělo mimochodem HD 3000 v Sandy Bridge), střední proud 24 místo 20 EU, a nejrychlejší modely s HD 6000, Iris 6100 a Iris Pro 6200 povýší na 48 EU. Další výkon navíc by pak všechny kategorie mohly získat díky architektonickým zlepšením, lepším taktům a turbu na 14nm procesu.

V minulosti platilo, že nejlepší grafiku si Intel schovával pro notebookové procesory. I nejdražší čtyřjádrová Core i7 pro LGA 1150 mají jen GPU druhé kategorie (GT2). U Broadwellu ale přijde změna. Minimálně o odemčené variantě Broadwell-K určené přetaktovávačům totiž oficiálně víme, že má mít plnotučné GPU GT3e s 48 EU a navíc i integrovanou pamětí eDRAM.

Broadwell přirozeně nebude jen o vyšším výkonu nebo nižší spotřebě (i když v té by se měl 14nm proces pozitivně projevit). Intel má připravené také nové funkce. Broadwell například přináší hardwarové dekódování videa ve formátu HEVC. To už Intelu funguje i na Haswellu, kde se jedná o hybridní dekodér. U Broadwellu to asi stále není plnohodnotné řešení, alespoň však tato generace získala schopnost dekódovat 10bitový profil Main 10, a mohla by tedy být připravena na přehrávání Ulra HD Blu-ray. Intel také přidá do multimediálního bloku podporu pro přehrávání formátu VP8 a VP9 od Googlu.

S důrazem na nízkou spotřebu

Velmi zajímavou novinku také nesou ULV čipy – v čipsetu Broadwellů řad U a Y je totiž vyhrazené programovatelné DSP pro zpracování zvuku Intel Smart Sound. Není určené k počítání herních efektů jako TrueAudio od AMD, ale spíše ke snížení spotřeby čipu při přehrávání zvuku. Jeho rolí vedle toho bude také zpracovávání hlasových příkazů. Toto DSP bude schopno aktivity i v úsporném režimu connected standby, takže počítač či tablet bude na povely reagovat i „ve spánku“ a poslušně se aktivuje.

Broadwell: +3 až 5 % výkonu při stejném taktu

Skylake – největší změna od Sandy Bridge

Skylake – největší změna od Sandy Bridge

Hlavním chodem roku 2015 ale bude uvedení již zmíněných čipů Skylake. To bude v systému tick-tock onen „tock“, tedy generace s novou architekturou procesorových jader. Jako v předchozích pokoleních asi můžeme čekat určité zlepšení výkonu na 1 MHz (tj. vzroste IPC) a také zlepšení spotřeby. Tato CPU má Intel uvést v druhém nebo třetím čtvrtletí roku 2015, takže v desktopu by se měla objevit prakticky hned po Broadwellu. V noteboocích by to naopak mohlo trvat déle, do těch se prý Skylake dostane spíš až v čtvrtém kvartále.

To, jak konkrétně Intel architekturu přepracuje, není v tuto chvíli známé, víme ale, že dojde k výrazným změnám v jednotce FPU. Skylake totiž dostane nové instrukce SIMD nazvané AVX-512. Ty rozšíří šířku zpracovávaných vektorů z 256 bitů používaných u AVX a AVX2 (SSE mají 128bitové vektory) na 512 bitů. Jedna instrukce tak bude umět zpracovat dvojnásobek hodnot najednou. Propustnost (hrubý výkon) určitých operací by se tak při použití instrukcí AVX-512 teoreticky mohl zdvojnásobit.

Nové registry i grafické jádro

S AVX-512 dostane Skylake také novou sadu 512bitových registrů ZMM, jejich použití ale bude podmíněno podporou ze strany operačního systému. Zajímavé je, že toto instrukční rozšíření a registry by měly sdílet rovněž budoucí generace koprocesorů Xeon Phi, a programy psané na míru těmto akcelerátorům by tedy měly běžet i na čipech Skylake. Instrukce AVX-512 budou jednou z největších změn v ekosystému instrukční sady x86 od uvedení AVX v roce 2011. Zatím bohužel nevíme jeden důležitý detail: zda budou přístupné i na procesorech pro desktop a notebooky. Intel totiž často určité funkce svých CPU u levnějších modelů vypíná. Panují určité obavy, že instrukce AVX-512 by mohlo postihnout totéž a aktivované by byly jen na serverových Xeonech.

Kromě nové architektury CPU se ale Intel soustředil i na integrované grafické jádro. Jak jsme již zmínili, Broadwell bude mít GPU se 12, 24 a 48 výpočetními jednotkami EU. Skylake toto zachová, ovšem k stávajícím výkonnostním třídám (GT1, GT2, GT3), přidá ještě další rychlejší stupínek, grafiku se 72 EU interně označenou GT4. Zvýšení počtu jednotek by se mělo adekvátně odrazit v hrubém výkonu GPU, navíc tato grafika opět bude mít k dispozici i vyhrazenou paměť eDRAM o kapacitě 64 či 128 MB. Tato verze grafiky se bude týkat mobilních čtyřjader řady H, ale podle roadmap Intelu ji budou mít také některá klasická CPU do desktopového socketu. To znamená, že například s vrcholovým modelem Core i7 byste v generaci Skylake mohli dostat také tu nejvýkonnější integrovanou grafiku z nabídky Intelu.

S novým procesorem nová patice

Skylake sebou přinese zcela novou platformu. Na desktopu se CPU (verze Skylake-S) budou instalovat do nové patice LGA 1151, bohužel nekompatibilní se současnou LGA 1150 pro Haswelly. Skylake už bude umět paměti DDR4 (ty v současnosti podporuje jen platforma X99 s Haswellem-E), ale ne výhradně. Z cenových důvodů budou použitelné i paměti DDR3 a jen na výrobci základní desky bude záležet, které sloty DIMM na svůj výrobek osadí. Při koupi základovky tedy bude nutné dát si na typ pamětí pozor.

Procesory Skylake dostanou také nové čipové sady série 100. Označovat by se měly Z170, H170, H110 a tak podobně. Asi nejzásadnější změnou bude, že řadič PCI Express v čipové sadě povýší z generace 2.0 na 3.0, což přinese podporu PCI Express 3.0 do slotů z čipsetu vyvedených (ty jsou dosud typu 2.0, i když máte CPU podporující 3.0). Připojené periférie tak budou mít k dispozici dvojnásobnou přenosovou kapacitu. V souladu s tím bude zrychleno i rozhraní mezi čipsetem a CPU: z generace DMI 2.0 bude povýšeno na DMI 3.0, založené na protokolu PCI Express 3.0. I zde by tedy mělo dojít k dvojnásobnému zlepšení propustnosti (na 8 GT/s).

Podle neoficiálních úniků by se měla výbava čipových sad řady 100 více méně podobat tomu, co máme na čipsetech pro Haswell. K dispozici bude šest portů SATA 6 Gb/s, přibude ale portů USB 3.0. Těch bude umět řadič čipsetu obsloužit až deset; naopak USB 3.1 se podle dostupných informací ještě konat nebude. Víc by mělo být také rozhraní SATA Express a M.2 pro SSD. Čipová sada Z170 prý bude umět až tři porty, zatímco dnešní Z97 zvládá jen jeden. Navíc bude umět u slotů M.2 použít režim PCI Express ×4 místo dosavadního ×2, což s vhodným SSD umožní až dvojnásobné přenosové rychlosti (2,0 GB/s).

   

Bude více variant

Skylake bude existovat v několika verzích. Desktopové čipy budou dvoujádrové či čtyřjádrové s TDP 35, 65 a 95 W. Pro notebooky budou existovat BGA dvoujádra o TDP 15 a 28 W a také čtyřjádra řady H – ta budou mít TDP 45 nebo 35 W. U čtyřjader nicméně na rozdíl od dvoujader nebude integrován čipset, takže jeho spotřebu bude třeba připočíst. A celou rodinu pak uzavřou tabletové verze, z nichž vznikne nová generace na podzim odhaleným Core M. Ty budou opět dvoujádrové, ale Intel u nich sníží spotřebu – místo 4,5 W (jako má Broadwell) bude TDP stanoveno jen na 4,0 W.

Cherry Trail, Braswell a Broadwell-DE

Rok 2015 ve světě Atomů

Skylakem ještě procesorové novinky neskončí. Další premiéry se totiž budou konat v lowendu a v oblasti úsporných čipů. Intel by měl uvést hned dvě nové rodiny čipů, navazující na úspěšný Bay Trail s architekturou Silvermont. Čipy této linie se původně prodávaly pod označením Atom, u Silvermontu je ale Intel začal křtít i jako Celerony a Pentia. Tato praxe nejspíš zůstane zachována i u nové generace, která v roce 2015 přijde.

První z novinek v segmentu Atomů budou procesory označené Cherry Trail. Půjde o SoC, určené asi hlavně do tabletů a vůbec mobilních zařízení, a Intel je bude vyrábět 14nm procesem. Podle zpráv z veletrhu CES už snad i začaly dodávky Cherry Trailu klientům, takže první hotová zařízení s tímto SoC by mohla být v obchodech ještě v první polovině roku 2015. Většina informací, které o nich máme, unikla bohužel již před drahnou dobou, takže je otázka, jak bezpečně jim lze věřit. Oficiálně je potvrzeno, že SoC bude opět čtyřjádrový a nic moc dalšího. Z neoficiálních zdrojů pak plyne, že architekturu Silvermont v procesorových jádrech nahradí nový Airmont. 14nm výroba by měla umožnit o něco vyšší takty při stejné spotřebě, to ale asi bude platit hlavně u mobilních verzí (které by údajně mohly mít turbo až 2,7 GHz).

Podle starších uniklých materiálů by měl být Cherry Trail pozoruhodný také značně posíleným grafickým jádrem. To má mít novější architekturu (odvozenou od Haswellu) a podporu OpenGL 4.2, OpenGL ES 3.0 a OpenCL 1.2. Hlavně ale má mít podstatně vyšší hrubý výkon než 22nm Bay Traily. Grafika má totiž místo čtyř nést rovnou šestnáct jednotek EU – to je jako u grafiky HD 4000 v lepších čipech Ivy Bridge. Pokud se toto potvrdí, pak by Atomy a lowendové Celerony či Pentia naráz mohly mít výrazně vyšší herní výkon, dost možná i ve srovnání s konkurenty od AMD.

Zdroj: VR-zone

Braswell do netbooků a NUCů

Čipy Cherry Trail bude doplňovat separátní rodina Braswell. I to budou charakterem a výkonem Atomy, místo pro mobilní oblast s nimi ale Intel počítá spíše do netbooků a lowendových desktopů, laciných all-in-one a Nuců, kde jde hlavně o cenu. Tedy do rolí, které v 22nm generaci zastávaly varianty Bay Trail-M a Bay Trail-D. Čipy mají podporovat operační systémy Windows, Android, ale i klasický desktopový Linux. Kromě toho se u nich přímo jmenuje i ChromeOS, takže Intel evidentně počítá i s tím, že je výrobci použijí v Chromeboocích a Chromeboxech. Braswell by podle různých zveřejněných roadmap měl přijít na trh buď v druhém čtvrtletí roku 2015, nebo někdy v druhé polovině roku.

Také Braswell bude vyráběn na 14nm a půjde o SoC v pouzdře BGA pájeném přímo na desku. Z hlediska grafiky a jader CPU by zřejmě měl být velmi podobný Cherry Trailu, i když určité úpravy v architektuře jsou asi možné. Díky tomu, že čip nebude cílen na tablety, by si mohl dovolit určité optimalizace, například vypuštění DSP pro zpracování obrazu z kamery, podporu jen pamětí DDR3 místo LPDDR3 a podobně. Bohužel, nějaké bližší detaily nám o těchto procesorech scházejí.

   

14nm legrace v serverech a superpočítačích

Pokud bychom se poohlédli ještě mimo sféry procesorů určených pro běžného zákazníka, chystá toho Intel na rok 2015 ještě víc. Na svět přijdou nové Xeony E7 pro nejnáročnější třídy serverů, ale také velmi zajímavé Xeony D, což bude úplná novinka. 14nm čipy jinak též označované Broadwell-DE budou odvozené od stejnojmenné architektury, budou však obsahovat až 8 jader. Přitom ale půjde o SoC s integrovaným čipsetem a síťovými adaptéry, to vše s TDP do 45 W. Že se tento čip neobjeví v oblasti PC, ale jen v mikroserverech, bude asi leckoho mrzet.

A velmi zajímavé budou také nové 14nm Xeony Phi, které by letos také měly přijít na svět. Intel z nich totiž hodlá udělat klasická CPU schopná samostatného spuštění systému. Na jednom čipu by mělo být 72 jader vycházejících z architektury Silvermont, ale s HT, AVX, AVX2 a AVX-512 (až na absenci TSX mají být plně kompatibilní s Haswellem). Čipy s interní přezdívkou Knights Landing budou mít navíc integrovanou velmi rychlou paměť s propustností okolo 500 GB/s – a k tomu ještě šestikanálový řadič DDR4 pro až 384 GB externí RAM. Knights Landing bude opět záležitost za tisíce dolarů, kterou si domů nikdo nepořídí, ale čistě z technologického hlediska to bude asi nejpozoruhodnější procesor, který se letos objeví.

 

Ohodnoťte tento článek!
Pokrývač aktuálního dění v PC hardwaru pro Cnews.cz * Má rád: sranda, levný hardware, x86, nemoderní umění, slušnost, ekologie, Tolkien * Nerád: trollové, nespravedlnost, snobí hardware, prosciutto