Parní válec u AMD - první testy APU AMD Kaveri | Kapitola 2
Seznam kapitol
Letošní rok nebude na poli procesorů příliš rušný. Nejvýznamnějšími novinkami budou nejspíš dnes uvedený APU Kaveri od AMD a na podzim desktopové monstrum Intel Haswell-E s osmi jádry a šestnácti vlákny. Nové APU Kaveri si podrobně představíme a ochuzení nebudete ani o naše první testy výkonu.
Procesor Kaveri je novým krokem AMD do budoucna. Na kolik se tento krok vyplatí, budeme moci soudit až za několik let. Vše bude, myslím, záviset hlavně na softwarové podpoře. Pokud se to podaří, čeká nás „znovuzrození“ procesorů x86. Poslední roky už klasickými postupy výkon moc neroste...
Kaveri je v případě A10-7850K ve své podstatě celkem až s dvanácti výpočetními jednotkami . Celek tvoří čtyři procesorová jádra a osm grafických a programovatelných jednotek GCN.
Pokud se zaměříme čistě na procesorový výkon, ten dle prezentace narostl v některých případech až o 20 %, v průměru však okolo 10 %. Pochopitelně to platí při srovnání architektury Richland a Kaveri takt na takt. Už nyní můžu potvrdit, že to přibližně sedí. To by rozhodně nebylo špatné. Kaveri ale bohužel má o 300 MHz nižší takty (zhruba o 8 %), takže ve finále v průměru jen těsně překoná Richland. A to je ten negativní důsledek 28 SHP procesu.
Na poli praktického grafického výkonu uvidíte příjemné nárůsty. Grafická část je připravená pro paralerní výpočty ve specifických úlohách. Výpočetní výkon dělá potom 856 GFLOPS. Nechybí mu podpora DX11.2, Mantle a True Audio. Jako celek (8 jendotek) obsahuje celkem 512 stream procesorů, 32 texturovacích jednotek a také 16 ROP.
Základní stavební jednotkou procesorové části jsou znovu moduly. Každý modul potom obsahuje dvojici jader, které sdílí jednotku FP a 2 MB cache druhé úrovně. Cílem jádra Steamroller B bylo znovu navýšit samotný jednojádrový výkon, zvýšit efektivitu na Watt a vylepšit předvídání.
Vylepšení instrukční jednotky fetch má za následek zvýšení efektivity, Přestože bude přínos v praxi velmi malý, snížení chybovosti načítání a zlepšení předvídání nelze brát jako samozřejmost. Došlo ke zvýšení propustnosti výpočtů s celými čísly. V FP jsou tradičně jako u Piledriveru dvě pipeline určeny pro AVX a propojeny, takže dokážou zpracovávat 256bitové instrukce AVX. Došlo i ke změnám v cache první úrovně. Ta je nyní zvětšená na 96 KB a třícestná. L2 cache zůstala stejná, o velikosti 2 MB. Procesor Kaveri umí pracovat s moderními istrukčními sety jako jsou například FMA4/3, AVX, AES, XOP.
Grafická část tvoří téměř polovinu velikosti celého APU. Znovu mohu zopakovat, že grafická část je organizovaná do osmi výpočetních jednotek. Celý koncept uspořádání vychází například z řady radeonu Hawaii. architektura GCN byla potřebná i pro dosažení vyššího výkonu s použitím klasických DDR3 pamětí (vylepšení front-end apod.).
AMD tvrdí, že grafický výkon A10-7850K je ve výsledku vyšší, než má v současnosti k dispozici třetina uživatelů Steamu. To není už zanedbatelné. Shrnutí opakuje GCN architekturu, podporu AMD TrueAudio a pochopitelně, i jako předchozí generace, možnost zapojení více monitorů do Eyefinity. Nakonec pokročilá akcelerace UVD a a převod formátů videa VCE.
Grafická jednotka může skrze řadič komunikovat s pamětmi DDR3 na až 2133 MHZ DDR3. Procesor dokáže provozovat paměti i na frekvencích okolo 2600 MHz.
Procesorová jádra i grafické jednotky mají společný a vzájemně se neomezující přístup do paměti skrze paměťový řadič nazvaný nově HUMA. Ještě zajímavější je vzájemný přístup k paměti v CPU skrze iGPU a naopak. Jako celek tvoří silnější výpočetní část pochopitelně ta grafická.
Výpočetní jednotky podporují výpočty HSA a sdílí unifikovanou paměť. HSA je obecně skupina několika společností, jejichž myšlenkou je podporovat softwarové výpočty skrze heterogenní systémy (CPU a iGPU/GPU) pomocí programovacího jazyka OpenCL, C++ a několika dalších (obecně se jazyky nazývají HSAL). Jako hardwarový příklad pro výpočty HSA je právě dnešní APU Kaveri. Grafické čipy mohou v některých scénářích nabídnout podstatně vyšší výpočetní výkon a HSA se snaží o komplexní standardizaci. Do budoucna by tak mohly APU zvládat leckteré operace mnohem rychleji. Zatím je praktické využití spíše v plenkách. Ale pár výjimek se najde (Photoshop, Gimp, tabulky v Libre Office+, výpočty atd.)...
Jedním z možností akcelerace je práce ve Photoshopu. Jako příklad je zde uvedeno zostření fotografií. Čistě přes procesorový výkon to Haswellu i5-4670K trvá něco přes půl minutky. Kaveri s akcelerací přes Open CL to zabere asi třetinový čas.
Promo slajd (který se AMD, pravda, moc nepovedl), měl ukazovat znovu efektivitu HSA s Kaveri ve Photoshopu a potom ještě v open source softwaru Libre Office.
Dalším softwarem, který využívá HSA, je grafický editor MuseMage.
Posledním příkladem HSA, který zde z prezentace uvedeme, je výpočet v programu Libre Office. Tento software možná znáte a sami jej používají, jedná se o alternativu k Microsoft Office.
Následující grafy z prezentace se už zaměřují na samotný výkon integrovaného Radeonu.
Ve hře BF4 se ve Full HD rozlišení a na střední detaily pohybují průměrné snímky na hodnotě 32 FPS. Oproti Richlandu a jeho HD 8670D jsou podstatně vyšší, nemluvě o zbylých soupeřích.
Populární hra LoL už nabídne konfortní hraní na všech sestavách. Rozdíl mezi novou grafikou s architekturou GCN v Kaveri a loňskou graifkou WLIW v Richlandu je propastný.
Nakonec AMD ještě údává hratelnost moderních titulů s dedikovanou R9 270X. Mezi Kaveri a Haswellem jsou rozdíly napříč herními tituly minimální.
Další devizou Kaveri je podpora rozhraní Mantle. Mantle se dá v jednoduchosti označit za alternativu rozhraní DirectX, Mantle by však měl být lépe šitý na míru hardwaru. Podoporovány mají být grafické karty s architekturou GCN. Zajímavé je i to, že by pod Mantle neměly být grafické efekty podmíněné verzí Windows tak, jako je tomu u DirectX.
Mantle má snížit režie systému, díky čemuž by měla na akcelerátorech AMD klesnout celková náročnost her na hardware. I na slabších grafických kartách AMD a nebo přímo na APU Kaveri by tedy mělo být možné rozběhnout hry s úrovní detailů, která v současnosti není možné.
Do budoucna se počítá s implementací do mnoha herních titulů. V současné vývojáři pracují na podpoře v Battlefield 4, avizovaná je podpora u her Thief, Star Citizen, Sniper Elite 3 a asi dvacítky dalších titulů pro další období.
Předposlední novinkou, o které si dnes napíšeme, je AMD TrueAudio. Součástí grafické části APU je i programovatelný audio koprocesor (nebo několik) společnosti Tensilica HIFI EP pro výpočty pokročilých a náročnějších efektů, které v současnosti nelze kvůli příliš vysokým režiím provádět na CPU. Mělo by jít o jakousi obdobu programovatelných shaderů pro GPU a po stránce zvukových efektů to může znamenat výrazný posun ve vývoji (nejen) her.
Po zpracování v koprocesorech už jde zvuk dále obvyklou cestou přes zvukovou kartu skrz výstupní rozhraní do reproduktorů či sluchátek.
AMD Fluid Motion Video je inteligentní konverze videa vysoké kvality z nosičů Blue-Ray s 24 FPS, která má díky dopočítávání scházejících snímků interpolací zajistit plynulejší přehrávání při přehrávání na 60 Hz TV a monitorech.
Komentáře naleznete na konci poslední kapitoly.
