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Lors de son forum des développeurs Intel cette semaine, le fabricant de processeurs a tout d'abord dévoilé des détails sur le fonctionnement interne de sa microarchitecture de Skylake, commercialisée sous le nom de processeur Core de sixième génération.
Skylake commence tout juste à sortir - les versions "K" déverrouillées destinées aux overclockeurs ont été annoncées à la Gamescon il y a quelques semaines, mais le lancement principal de la large gamme de puces semble maintenant prévu pour le 1er septembre. N'ayez pas discuté publiquement des détails des pièces spécifiques qu'il dévoilera, autrement que de suggérer qu'il s'agira d'une très large gamme de produits.
En fait, c’est le point le plus important que tente de faire valoir Julius Mandelblat, ingénieur principal en chef et responsable de Skylake, en décrivant l’architecture du forum. Il a noté que lorsque l'équipe a commencé à travailler sur le projet il y a cinq ans, il était prévu de créer une architecture client traditionnelle allant des ordinateurs portables "minces et légers" aux ordinateurs de bureau, une gamme d'environ 3X de puissance requise.. Viennent ensuite les ultrabooks, encore plus minces, avant les ordinateurs portables et les tablettes moins puissants. Le produit final doit prendre en charge une plage de puissance 20X, à partir de 4, 5 watts (pour la série M, utilisée dans les ordinateurs portables, les tablettes et les ordinateurs 2 en 1 sans ventilateur) jusqu'à 91 watts dans la configuration de base du bureau K supérieur. des produits.
Pour entrer dans de nouvelles formes, il a fallu mettre l’accent sur l’efficacité énergétique, a déclaré Mandelblat. Ainsi, le système sur puce (SoC) final pourrait consommer 40 à 60% d'énergie en moins sur des tâches telles que la lecture vidéo et la téléconférence, ainsi que l'alimentation inactive, et étendre le jeu de puces IO pour prendre en charge les nouveaux périphériques, notamment en ajoutant une image. processeur unique.
Après la présentation, Mandelblat a clairement expliqué dans ses commentaires que l’accent était mis sur la performance par watt et non sur la performance brute. Lorsque je lui ai posé des questions sur la hausse de performance relativement faible rapportée pour la série Skylake K par rapport à la série Haswell précédente, Patrick Casselman, responsable du marché des plates-formes, a déclaré que nous ne devrions pas porter de jugement aujourd'hui. "Attendez de voir les produits mobiles", a-t-il déclaré, suggérant que les performances seraient bien meilleures. Après la présentation, Mandelblat a déclaré que pour obtenir une amélioration importante des performances des composants de bureau, il fallait se concentrer sur cela, car toute une série de modifications du système était nécessaire, notant qu'il n'y avait pas un seul goulot d'étranglement maintenant, mais plutôt des performances équilibrées.
Il est logique qu'Intel se concentre sur la création de composants pour une très large gamme de périphériques plutôt que sur les performances des ordinateurs de bureau, mais il s'agit d'un grand changement par rapport à la conception de microprocesseurs qu'il n'était pas très tôt.
Dans la présentation, Mandelblat a présenté la microarchitecture de manière plus détaillée, en montrant un schéma de base des modifications de l'architecture (présenté en haut de cet article), tout en notant que toutes les parties basées sur Skylake ne possèdent pas toutes ces caractéristiques.. Les modifications les plus importantes comprenaient une interconnexion en anneau améliorée entre les cœurs de la CPU, un processeur de signal d'image intégré (ISP) pour la prise en charge de la caméra, des graphismes améliorés, certaines nouvelles fonctionnalités de sécurité et une concentration accrue sur l'overclocking.
Pour les cœurs de processeur x86 traditionnels (qu'il a appelés cœurs IA), Mandelblat a déclaré que l'un des changements majeurs était la "configurabilité" avec différentes configurations de base pour les serveurs par rapport aux clients, indiquant que de nombreuses fonctionnalités de serveur ne profitaient pas au client. Du côté client, les cœurs incluent une interface frontale améliorée avec une prédiction de branche améliorée, des mémoires tampons hors d’ordre, des unités d’exécution améliorées et un sous-système de mémoire amélioré qui permet aux cœurs d’obtenir plus de bande passante des caches de mémoire.
L’optimisation de l’alimentation a été renforcée, avec une plus grande capacité à arrêter certaines parties du processeur quand elles ne sont pas utilisées, en particulier les extensions AVX, et l’accent mis sur la possibilité de faire de la lecture vidéo et multimédia avec beaucoup moins d’énergie.. Il a dit qu'il y avait une grande amélioration dans la consommation d'énergie en veille.
En dehors des cœurs, le produit inclut de nouvelles solutions de cache et de mémoire. Il a noté que depuis l’architecture en anneau introduite il ya plusieurs années, l’un des grands changements est qu’une plus grande partie de la bande passante est maintenant consommée par des éléments extérieurs aux cœurs, notamment le sous-système graphique. Cela a une nouvelle architecture de cache DRAM intégrée (généralement utilisée dans les versions avec graphiques Iris Pro) qui peut maintenant être utilisée comme cache côté mémoire. L'architecture est maintenant conçue pour que des éléments tels que le traitement de l'affichage et du signal d'image puissent fournir une qualité de service plus cohérente.
"Ce projet concernait beaucoup le courant", a déclaré Mandelblat, soulignant que la microarchitecture incluait l'optimisation de la consommation électrique dans chaque bloc et chaque interconnexion. Par exemple, la résolution d'affichage pourrait augmenter de 60% avec une augmentation de 20% de la puissance, permettant ainsi une meilleure utilisation des écrans haute résolution. Si vous économisez de l'énergie dans une partie du dé, vous pouvez l'utiliser dans une autre. Cela créerait une différence de performances particulière dans les conceptions sans ventilateur, où moins de puissance dans les parties de la puce qui ne sont pas utilisées permet plus de puissance à la CPU ou aux cœurs graphiques.
L'un des changements les plus importants est l'inclusion d'un processeur de signal d'image et de la prise en charge des caméras directement dans le système sur puce lui-même, au lieu de compter sur une puce ISP distincte. Bien que cela soit courant dans un certain nombre de processeurs mobiles, c'est la première fois que Intel procède à l'intégration. Cela est nécessaire pour les facteurs de forme plus petits, a déclaré Mandelblat, car cela élimine le processeur d'appareil photo supplémentaire, réduit la facture et permet une meilleure optimisation de la puissance, car le système peut la gérer en même temps que les autres fonctions.
Skylake peut prendre en charge jusqu'à quatre caméras (deux simultanément), permettant ainsi à des caméras orientées vers le monde et face au monde avec des capteurs pouvant atteindre 13 MP. Il prend en charge des fonctionnalités telles que la vidéo 1080p à 60 images par seconde ou 2 160 (4K) vidéo à 30 images par seconde, ainsi que le déclenchement du sourire, la capture en rafales, le HDR et l'enregistrement d'images fixes à pleine résolution pendant l'enregistrement vidéo. Cela devrait être bénéfique pour le marché des tablettes, mais notez que les processeurs mobiles haut de gamme peuvent désormais prendre en charge des caméras encore plus haute résolution.
D'autres modifications incluent un certain nombre d'améliorations de la sécurité. Les principales parmi celles-ci sont Software Guard Extensions (SGX), un ensemble d'instructions permettant à une application de lancer un environnement d'exécution sécurisé appelé enclave. Cela permet à l'application de garder un secret (code ou données) du reste du processeur, empêchant ainsi de nombreuses attaques basées sur le matériel. L'architecture possède également une fonctionnalité appelée Memory Protection Extensions (MPX), qui teste la limite de mémoire avant d'y accéder, s'assurant ainsi que l'accès est dans la mémoire allouée au processus, éliminant ainsi l'un des types d'attaques les plus courants.
Parmi les autres modifications, on peut citer une plus grande efficacité énergétique du jeu de puces et la prise en charge de PCI Express 3.0, une focalisation accrue sur les entrées / sorties (en particulier pour les versions mobiles) et une multiplication des entrées / sorties à grande vitesse. Il existe également une amélioration de l'audio et un concentrateur de capteurs intégré.
La puce a été conçue pour permettre l'overclocking, comme dans les versions K, supportant jusqu'à 83 étapes par incréments de 100 MHz, avec un maximum théorique de 8, 3 GHz (et déjà quelques démonstrations à 7 GHz avec refroidissement à l'azote liquide).
David Blythe, compatriote et directeur de l'architecture graphique d'Intel, a présenté un exposé séparé sur ce que Intel appelle son sous-système graphique Gen9.
Il a expliqué qu'au cours des six dernières années dans les conceptions Core, les performances graphiques ont considérablement augmenté: jusqu'à 10 unités d'exécution (EU), avec 43 gigaflops de performances sur les conceptions Core originales, jusqu'à 48 unités d'exécution et 768 gigaflops pour les plus hautes performances. fin des puces Broadwell. Avec Skylake, a-t-il dit, cela prend un autre saut, autorisant jusqu'à 72 EU et 1 1152 gigaflops. (Remarque: Intel propose généralement différentes versions avec différentes quantités de graphiques.) Il a déclaré que les performances globales des graphiques étaient 100 fois plus élevées au cours de cette période, en fonction des résultats de 3DMark.
En plus d’augmenter le nombre d’Etats-Unis, des améliorations ont été apportées aux différentes manières de les utiliser, individuellement et en "tranches", créant ainsi 24 Etats membres. Il y aura différentes versions avec différents nombres d'EU. En particulier, GT2 utilisera une tranche (et donc 24 UE), GT3 utilisera deux tranches (48 EU) et la nouvelle GT4 en utilisera trois (72 UE). Blythe a déclaré qu'il y avait une augmentation importante du débit par tranche, ainsi que davantage de tranches sur le haut de gamme, avec la possibilité de réduire la taille du bas.
Skylake prend également en charge les API les plus récentes, notamment Microsoft DirectX 12, Open CL 2.0 et Open GL 4.4. Il offre également des fonctionnalités multimédia améliorées, avec prise en charge de la vidéo HEVC, VP8 et MJPEG, un nouveau mode vidéo à synchronisation rapide pour les applications en temps réel à faible consommation, telles que la vidéoconférence, et de nouvelles capacités d’imagerie RAW.
