jueves, 2 de febrero de 2017

AMD Zen SMT, los 14 nm y Jim Keller – ProfessionalSAT

AMD tiene unos ambiciosos planes para 2016. Por fin abandona la arquitectura Bulldozer y además dejará de lado los 28 nm gracias al acuerdo con Samsung para explotar su proceso de 14 nm.

AMDZen_640

El problema de lanzar AMD Zen el año próximo es doble: nueva micro arquitectura y nuevo proceso de fabricación en el mismo producto equivale a extremas dificultades para llevarlo al mercado a la frecuencia objetivo.

El nodo GloFo – Samsung 14 nm FinFET y AMD

Intel tiene la maquinaria de sus fabricas de semiconductores bien engrasada y lleva ya dos exitosas generaciones de chips en 22 nm:

  • Ivy Bridge 22 nm, cuarta generación Core y evolución de Sandy Bridge 32 nm. (TICK).

IvyBridge_22nm_640

  • Haswell 22 nm, quinta generación Core y nueva microarquitectura. (TOCK).

haswell_22nm_640

Y podemos decir que ya domina el proceso de 14 nm:

Meses atrás lanzó Broadwell (TICK), la evolución de Haswell en 14 nm:

Broadwel_14nm_640

y recientemente ha puesto en el mercado Skylake 14 nm (TOCK), su sexta generación Core:

Skylake_14nm_640

AMD, por el contrario y en pleno 2015, sigue en los 32 nm con los AMD FX de 8 INT cores Piledriver (Bulldozer de generación 2):

Piledriver_FX8C_32nm_640

y los 28 nm optimizados para GPUs en toda su gama de APUs con GPU Radeon Rx integrada de la serie 7850k 7870k basada en cores Steamroller de tercera generación Bulldozer:

A10_7850k_28nm_640

Los 14 nm no serán tarea fácil para AMD debido al gran salto desde los 28 nm, recordemos que AMD y casi todo el resto de la industria (excepto Intel) se han saltado el nodo de los 20 – 22 nm.

GloFo_SamsungLa asociación entre Samsung y Global Foundries para el nodo de 14 nm.

Depende de múltiples factores, pero a priori la licencia del proceso de 14 nm de Samsung por parte de Global Foundries es una excelente noticia para AMD ya que desarrollar un producto en 14 nm ya lleva más de 3 años de media.

14nmLos 14 nm conllevan más de 3 años de desarrollo de producto.

El SMT de dos vías en AMD Zen

La escalabilidad del SMT por thread y por core depende de la carga de trabajo: lo más común es implementar un diseño con 2 threads por core físico. Zen tendrá 3 pipelines de enteros por core (como los antiguos cores Athlon y Athlon 64 o Phenom) contrariamente a los 2 de Bulldozer y sus derivativas.

Zen, al igual que los Pentium 4 y los Core i3, Core i5 y Core i7 que integran SMT, se decantan por este diseño SMT de dos vías. Para cargas de trabajo de usuario es el valor óptimo en rendimiento IPC y en IPC por watt.

SMT aumenta las prestaciones, hablando generalmente, en entornos de ejecución que no saturan los recursos de procesamiento del core, sobretodo en los siguientes escenarios: Branch mispredictions, cache misses, accesos directos a DRAM, escrituras a RAM…

Pasar de 2 threads por core a un número superior, digamos 4, normalmente no aporta mejoras en IPC. De echo en cargas típicas es claramente más lento y aumenta la disipación térmica y la complejidad del diseño.

El incremento IPC puede llegar al 50% en casos favorables (compresión de datos con determinados algoritmos, algunos casos de multitarea…) Nada desdeñable.

La salida de Jim Keller de AMD

Jim Keller fue uno de los arquitectos de los procesadores AMD K7 (Athlon, Athlon XP) y AMD K8 (Athlon 64) que marcaron el periodo de esplendor de la compañía.

Posteriormente salió de AMD y en 2012 volvió a fichar por AMD encargado de la división de CPUs para diseñar un nuevo core (Zen) que fuese competitivo con las ofertas de Intel.

Para mí, ha sido una sorpresa que Jim Keller no permanezca en la compañía para llevar a su criatura hasta el final de su desarrollo y verlo en el mercado. Puede tener múltiples lecturas pero a mi modo de ver no es positivo.

Lo mejor que puedo decir es que parece ser que la fase de diseño de Zen ha terminado y ahora se están puliendo los últimos detalles y se está trabajando principalmente en su implementación final en el silicio, es decir en los problemas de fabricación en 14 nm de un chip tan complejo.

Si consideras útil el contenido de este Blog, ayuda a mantenerlo ojeando algunas de las ofertas que consideres interesantes de nuestros anunciantes. Gracias de antemano.

El que tenga dudas o aportaciones tiene para ello la sección de comentarios, intentaré responder a todos y con la máxima claridad. Los Blogs deben de ser lugares de intercambio y agradezco vuestro feedback.

Carlos Yus Valero – informaticapremium      informaticapremium-logo-150px[3]