lunes, 12 de abril de 2010

AMD Turbo CORE en AMD Phenom II X6 - ProfessionalSAT

Hace un par de meses escribí varios artículos sobre la próxima microarquitectura de AMD en LowLevelHardware. En el primero de ellos comenté la necesidad de que AMD integrase un “turbo Boost” para incrementar la frecuencia de los cores cuando están en uso un número limitado de ellos.

big_slide-1 AMD Turbo CORE.

Extraído de Microarquitectura AMD Bulldozer 2011. Actualizado – LowLevelHardware, publicado el 21 de febrero de 2010 en mi blog de microarquitectura: LowLevelHardware:

Especulación 7, AMD necesita urgentemente “Turbo Boost”:

Una característica diferenciadora de los actuales procesadores Intel es su capacidad para aumentar la frecuencia de los cores activos siempre que haya margen hasta el TDP (Thermal Design Power).

La Ley de Amdahl estipula que la aceleración obtenida por un sistema multiprocesador siempre estará limitada por los fragmentos de código secuencial o no paralelizable (single-threaded).

648px-AmdahlsLaw_svg Aumento de velocidad con el número de cores y según el porcentaje de código paralelizable.

AMD planea integrar algo similar en todos sus futuros procesadores, pues aunque resulte incómodo reconocerlo, el proceso single-thread domina la velocidad y responsividad de una máquina en los sistemas operativos actuales.

TurboMode Turbo Boost en Core i7 serie 800 Lynnfield quad core.

Por ejemplo, un Core i7 870 de 3.06 GHz nominales puede, mientras mantiene 3 cores a 1.2 GHz y un voltaje inferior a 1V (sobre 0.80 V) y en estado power-gated (con un consumo virtualmente cero), tener uno de sus núcleos procesando al 100% de carga a 3.6 GHz efectivos. E incluso, con dos núcleos activos en cálculo al 100% de carga, mantiene en ellos frecuencias de proceso de 3.46 GHz.

AMD necesita urgentemente algo similar y parece ser que así será. En próximos procesadores integrará capacidades de power gating por core para deshabilitar y cerrar el suministro de corriente a los cores inactivos reservando TDP.

Este margen se utilizará para el proceso de los núcleos que lo demanden por su carga de trabajo. De este modo podrá así aumentar su frecuencia y su voltaje sin superar el TDP estipulado por el diseño.

A día de hoy ya hay información definitiva del modo en que AMD implementará tal tecnología. Siendo sincero le es en la actualidad absolutamente necesario para competir con Intel en el mercado sistemas de sobremesa y espero que en breve lo aplique a sus series Opteron para servidores.

Especialmente en los Magny Cours de 12 cores serie 6000 para socket G34 donde podría demostrar un potencial altísimo.

magny_cours_die AMD Magny Cours 12 cores. Un MCM compuesto de dos dies Istambul.

Funcionamiento de AMD Turbo CORE:

En principio esta tecnología se va a aplicar a la nueva serie Phenom II serie T:

GamaAMD_2010 La nueva gama Phenom II con Turbo CORE.

Como vemos todos los modelos son hexacore nativos con 6 MB de L3 excepto un quad. Los procesadores de 6 núcleos de AMD son novedad en el mercado de sobremesa aunque ya hace tiempo que se comercializan sus versiones Opteron.

AMD ha previsto incrementos de frecuencia de hasta 500 MHz con tres cores activos (de los seis totales) en los modelos hexacore y 400 MHz en los quadcore

Istambul_ShanghaiAMD Istambul 6 cores (izquierda) frente a Shanghai 4 cores (a escala).

untitled

La tecnología Turbo CORE solo necesitará de una actualización de BIOS y en principio todas las placas AM3 serán compatibles con esta nueva tecnología.

untitled2 Detalles de AMD Turbo CORE.

La entrada del procesador en los estados Turbo CORE, es decir en frecuencias superiores a la nominal, vendrá marcado por dos consideraciones:

  • La carga de trabajo se aplique como máximo a tres cores.
  • Estar por debajo del TDP (Thermal Design Power) en W.
  • Mantener una temperatura moderada.

Crípticamente AMD lo explica en la siguiente presentación:

big_slide-2 Modo de actuación de AMD Turbo CORE.

Si un número superior a tres cores se encuentra con una carga de procesamiento elevada, la frecuencia máxima disponible será la nominal: Turbo CORE permanecerá inactivo.

big_slide-1AMD Turbo CORE se aplica a un máximo de tres cores.

Siendo crítico y sabiendo de las preferencias del software actual por las potencias de dos en cuanto a multithreading (uso de 2, 4, u 8 cores) habría preferido que Turbo CORE tuviese un segundo escalón para un modo Turbo de cuatro cores. Recordando la tabla anterior:

GamaAMD_2010

Por ejemplo, en el modelo superior Phenom II X6 1090T con una frecuencia nominal de 3.2 GHz con carga de 6 cores y 3.6 GHz con 1, 2 ó 3 cores activos sería deseable un segundo grado de Turbo CORE de 3.4 GHz con 4 cores activos.

Conclusiones:

En resumen, un eficaz y oportuno movimiento en la dirección correcta de AMD; una compañía que bajo la dirección de Dirk Meyer ha sabido siempre tomar las mejores decisiones para competir eficazmente con su poderosísimo rival: Intel corp.

No podía ser de otro modo tratándose del arquitecto jefe del proyecto AMD Athlon