Нека да си представим, какви ще бъдат процесорите след пет години

15
3768
централните процесори

Централните процесори станаха неразривна част от нашия живот, понеже вече се използват навсякъде – от автоматичните перални машини и смартфоните, до компютрите, самолетите и дори ракетите. Съвсем естествено е, че тяхното развитие оказва влияние на нашия живот. Само преди 10-15 години никой не можеше да си представи, че малката кутийка, позната като смартфон, ще може да възпроизвежда 4К видео и да работи в шлемовете за виртуална реалност. А лаптопите ще тежат около един килограм и ще имат автономна работа над 10 часа. Тача че нека се замислим и да се опитаме да си представим, как ще се развият и какво ще се случи с десктоп процесорите след пет години.

Тактовата честота на централния процесор: без развитие

Ако се вгледаме в максималните честоти на процесорите без хитрости от рода на течния азот, ще забележим, че чиповете Pentium 4 първи пробиха психологическата бариера 3 GHz и се спряха на 3,3-3,5 GHz. Появилите след тях Core Duo и Quad вече са двуядрени и четириядрени, като при тях се налага намаляване на честотата, за да не прегряват. Чак през 2008 година те достигнаха същите честоти от 3-3,5 GHz. Излезлите през 2011 година Core i7 вдигнаха летвата почти до 4 GHz, а Core i7 от второ поколение през 2011 година почти достигнаха магическите 5 GHz. Но оттогава няма почти никакво развитие в това отношение.

При преход към нов технологичен процес честотите падаха, а след неговото усъвършенстване отново нарастваха. Днешните 8-мо и 9-то поколение процесори на Intel достигнаха максимална честота 5-5,2 GHz, понеже Intel изстисква всичко от 14 nm технологичен процес в продължение на четири (!) поколения. Но новото поколение чипове на Intel ще бъде с 10 нанометров технологичен процес, а като се има предвид, че Intel има големи проблеми с него, то честотите пак ще паднат. В най-добрия случай, след едно поколение пак ще видим 5 GHz максимална тактова честота. Следва преход към 7 nm, отново понижаване на честотата и т.н.

Що се отнася до AMD, компанията усъвършенства своята нова архитектура и добавя по 200-300 MHz годишно и след 5 години най-вероятно ще достигне същите 5,0-5,5 GHz.

Броят на ядрата – ще има увеличение, но няма да е скоро

Отново да се върнем в 2005 година. Излизат първите двуядрени десктоп процесори Athlon X2 и Pentium D. През 2007-ма се появява първият четириядрен Core 2 Quad. А през 2010 – първият 6-ядрен Phenom II X6. И чак през 2017 година – първия 8-ядрен Ryzen 7. Тоест, между 2 и 4-ядрените имаме две години, между 4 и 6-ядрените вече 3 години, а между 6 и 8-ядрените цели 7 години, което е очевидно забавяне ръста на броя на ядрата в процесорите. Защо става така?

Първо, потребителският софтуер не умее добре да се разпределя върху голям брой ядра – тоест важна е производителността на едно ядро. Второ, тук не става дума за сървъри и Hi-End PC, и разсейваната топлина от процесора не трябва да превишава да кажем 100-120 W. А като се има предвид, че намаляването на технологичния процес е все по-трудно, съвсем аналогично по-трудно става поместването на повече ядра при един и същ топлинен коефициент без да се налага намаляване на честотата.

Това добре се вижда при процесорите както на AMD, така и на Intel. С излизането на Ryzen 2700X, AMD увеличи TDP от 95 W при Ryzen 1800X до 105 W, само за да може да покачи тактовата честота с 300 MHz (по-малко от 10%). При това, новият чип се произвежда чрез 12 nm процес, а старият – при 14 nm.

Тук Intel започна здраво да хитрува, като каза, че дори топ-модела с 8 ядра Core i9-9900K ще има TDP от 95 W. Как може да стане това, след като 6-ядреният Core i7-8700K със същата архитектура и тактова честота също има TDP от 95 W? Трябва да сме благодарни на припоя под капачката – той е много по-ефективен от термичната паста, която се използваше преди това. Ето защо при еднаква работна честота новият 8-ядрен CPU се нагрява колкото 6-ядрения. Да де, ще отделя много повече топлина, но кай ще забележи, след като температурата е същата?

Ето защо, едва ли може да се очаква сериозно увеличение на процесорните ядра и след 5 години. Разбира се, AMD може да промени своите CCX модули, които сега съдържат по 4 ядра (всички Ryzen процесори без интегрирана графика имат по два от тези модули) и да увеличи ядрата до по 6 на един CCX модул. Но AMD трябва да догонва Intel по отношение на честотите и не може да си позволи нейното намаляване. А повечето процесорни ядра ще искат увеличаване на честотите, което ще доведе до увеличение на TDP, неподходящо за домашната техника.

С прехода към 7 nm, процесорите на AMD най-вероятно ще догонят Intel по отношение на мегахерците, но ще трябва да усъвършенстват тази технология. Всичко ще се промени с прехода към 5 нанометров технологичен процес, но това се очаква след 4-5 години. Едва тогава ще стане възможно увеличаването на броя на ядрата в един CCX модул, без да се понижава тактовата честота.

При Intel ситуацията е друга. Всичките ядра в процесорите на Intel се намират на един и същи кристал. Това от една страна сериозно намалява задръжките между самите ядра и подобрява производителността. Но от друга страна, цената на тези кристали е твърде висока. Така например 8-ядреният Core i9 едва не достигна цена от $500, а да си припомним, че 8-ядреният Ryzen 7 2700X на AMD може да бъде намерен и за $350. Само че 10-ядрените процесори на Intel за HEDT устройствата струват вече $900 – тоест на практика двойно повече от 8-ядрените. Естествено, подобен процесор няма смисъл в потребителските устройства. Трябва да се оптимизира производството, за да се намали цената, а този процес е бавен.

Така че в крайна сметка – да, ръст на процесорните ядра разбира се ще има. Софтуерът също ще се подобри от гледна точка на паралелната работа. Но това няма как да стане през следващите 5 години.

Кеш паметта – можем да очакваме масовото използване на L4 кеш

Да проследим развитието в това направление. Intel 80486, излязъл през 1989 година има L1 кеш, директно интегриран в чипа и L2 на дънната платка. По-късно и L2 кешът е вграден в процесора, а кешът от трето ниво се появява чак през 2008 година във Phenom II. Излизането на L4 въобще не се протака и той се използва през 2014 година в процесорите Intel Core от 5-то поколение (Broadwell). Но в 6-то поколение на тези десктоп процесори L4 бе махнат и остана само в мобилните решения с интегрираната графика Iris.

Защо? Не е сложно – в 4-ядрените монолитни решения няколко MB кеш от трето ниво са достатъчни за изчисленията. Но L4 в Broadwell ускорява изчисленията само в единични случаи и е нужен преди всичко да за вградената графика за да изглажда последствията от използването на бавната RAM. Но сега на пазара се предлагат 8-ядрени чипове, като половината ядра не са монолитни, а самата RAM има по-големи тайминги (16-18 процесорни такта за DDR4 срещу 9-11 при DDR3). Към днешен ден L4 може сериозно да увеличи производителността на процесора.

Интегрираната графика – пробив, многократен ръст на производителността

За производителността на интегрираната графика на Intel има легенди от 10 година. Уви, не са много добри: артефакти дори и в най-опростените игри, няма поддръжка на Aero, забавяне дори и при възпроизвеждане на 480р видео. Оттогава компанията се промени – съвременната Intel HD Graphics е добра замяна на евтините видеокарти. Тази графика вече има хардуерната поддръжка на рисуването на интерфейса, може да възпроизвежда дори и 8К видео и дава възможност да се играе Dota 2.

AMD традиционно, няма проблеми от подобен род. Всъщност AMD спазва едно просто правило – интегрираната графика в нейните процесори да поддържа всички съвременни игри, дори и при минимални настройки на графиката и минимална резолюция.

Разбира се, Intel се опитва да догони AMD – още от 4-тото поколение процесори Core i (Haswell) започва използването на графичното решение Iris, което се различава от HD Graphics по удвоения брой изчислителни блокове. Но бързо става ясно, че чрез директно копиране на ядрата производителността не нараства особено много и при тестовете излезе, че Iris е с 30-40% по-бърза, а не двойно.

Intel не хареса тази ситуация и реши към 2020 година да представи на пазара собствени десктоп видеокарти. Естествено, това ще засегне и интегрираните решения. Според предварителна информация, мобилните процесори от новото 10-то поколение ще имат HDG графика, а не Iris. Това ще е графичен ускорител с 64 изчислителни блока (сега са 24) плюс съвсем нова архитектура. Очаква се двойно увеличаване на производителността, а това ще изведе HDG на нивото на Vega 3 – младшата интегрирана графика в процесорите Ryzen.

 


И какви в крайна сметка ще бъдат централните процесори за потребителски нужди след 5 години? Според тази прогноза, те ще имат 10-12 ядра с тактова честота 5,0-5,5 GHz, L4 кеш памет и мощна интегрирана графика, която ще може да се справи с актуалните към този момент игри. А доколко това ще се окаже вярно, предстои сами да се убедим.

15
ДОБАВИ КОМЕНТАР

avatar
10 Коментари
5 Отговори на коментарите
10 Последователи
 
Коментарът с най-много реакции
Най-горещият коментар
11 Автори на коментарите
anonimenБорисТролassaКалекото Автори на последните коментари
  Абонирай се  
нови стари оценка
Извести ме за
Кольо
Кольо

Pentium 4 отидоха до 3.8GHz фабрична честота. За едната спица беше Интел да пуснат и 4GHz модел, но се размина, въпреки че бяха работели по такъв 🙂

the professor
the professor

колкото по високо ниво е кеша, толкова по бавен е (и евтин) и по ненужен… важните кешове са L1 и L2 (теса бързи, но скъпи, освен това вдигат температурата), от там нататък L3 и нагоре ги измислиха и ги слагат само заради глупаците дето искат много кеш…
comment image
http://img.techpowerup.org/130723/cachemem1.png

Fake News
Fake News

С тая памет на 2666 си е излагация целия screenshot.

Кольо
Кольо

Кажи го това на techpowerup. Явно са решели да се изложат специално, за да си напишеш „коментара“.

Четящ
Четящ

… „да се разпаралелва върху“ … Леле, леле!
Г-н Десподов, втора статия за днес (поне от прочетените от мен) и пак езикови в чудеса! Моля ви вземете мерки.

Борис
Борис

До сега му бяха много професионални. Дано само сега нещо се е разсеял 🙂

sp4s
sp4s

А колкото за L3 кеша , навлиза доста по-рано , с Power4 през 2001 , а SUN го ползваха в Utrasparc IV или IV+.

dimir
dimir

разпаралелва made my day lol

Кольо
Кольо

Пет години са доста време, отправят ни чак към краят на 2023г. Понеже данните за статията са събирани от кол и въже на едно място и нямам идея откъде е дошла прогнозата в най-последният финален пасаж….Но явно идва поне достатъчно назад във времето, преди да почнат да се точат слуховете, че АМД може би ще скочат на 8 ядрен комплект ядра (8 core CCX) което буквално ще удвои броят на ядрата в Райзените от серия 3000, спрямо тези в предходните серии. Разбира се, благодарение на 7нм процесът, се очакват и повишени честоти и това още през следващата 2019г. Та до… Виж още »

assa
assa

Интел удря 5 ghz гига, ма на колко ядра? 6?4?2? i7 8700k достига 4.7 ghz, но на едно ядро. на 6 пада чак то 4.3.

assa
assa

Я хейтърчето което ми е дало минус да ми каже кой интелски процесор стига 5 GHZ, че май само дава минус, а не смее да каже, защото сам знае, че такъв процесор няма.

anonimen
anonimen

8700k s vodno ohlajdane mi durji 5Ghz na vsi4ki qdra. Glavata ti pada na teb

Калекото
Калекото

Имал съм компютри с процесори на ИНТЕЛ и АМД, и последно си поръчах с АМД, че Интелските ми се струват доста по-бавни отколкото ги дават по характеристики. А и цената им е двойна. Само се говори за по-високи температури при АМД – а е точно обратното. Сега съм с 3,6 Gh на АМД, а мой приятел е само с Интел и в момента е с 3,9 Gh и се оплаква постоянно, а аз никакви ядове нямам. Та незнам колко са им 5,0 GH-ците на Интел реално, или надуват малко за да са отгоре те.

Борис
Борис

АМД имат десктоп 8 ядрени отдавна – 8000 серията. Новата „Интел“ графика е АМД- купиха лиценз наскоро и се кооперираха. За това е и на същото ниво. При равни показатели Райзен е по-бърз от подобните Интел. А и последните като се забавят поради корекцията на бъга, разликата става още по-голяма.

Трол
Трол

Лоши новини за Линукс – пак ще има проблеми с ядрото , драйверите и каквото още се присети човек !