[Thread Ufficiale] AMD Bulldozer
Caratteristiche Architettura AMD Bulldozer
Nuova architettura CPU di AMD, la quale andrà a sostituire l'attuale Tecnologia "Hammer" dove si basano gli attuali K8/K9/K10.
Un po di storia
L'architettura Bulldozer è stata progettata completamente da zero, a differenza di quanto avvenuto con Barcelona e Shanghai che rappresentano evoluzioni dell'architettura K8.
L'annuncio fu dato prima ancora che il K10 fosse presentato ufficialmente, ma questo non era una assoluta novità per AMD.
Il progetto originario del primo Bulldozer prevedeva una CPU a 4/6 core sul processo produttivo a 45nm SOI con supporto alle SSE5.
L'uscita prevista era stata annunciata per fine 2009 dallo stesso neo CEO AMD Dirk Meyer e il suo concorrente diretto era l'architettura Nehalem di Intel.
Purtroppo dopo i primi risultati da laboratorio sui primi sample, AMD decise la cancellazione della versione a 45nm SOI per passare direttamente al processo produttivo a 32nm SOI con importanti cambi architetturali, quali l'abbandono delle istruzioni SSE5 e l'adozione delle AVX di Intel.
Non sapremo mai cosa andò storto, tuttavia la tecnologia low-k presente del Six core K10 AMD è cugina del lavoro svolto su Bulldozer a 45nm SOI.
Bulldozer in dettaglio
L'architettura Bulldozer prevede due core per elaborazioni Integer, affiancati da un'unità Floating Point che è condivisa.
La scelta di AMD è quella di raddoppiare la sola parte Integer delle proprie CPU, lasciando condivisa quella Floating Point, dato che la maggior parte del calcolo riguarda proprio le unità Integer (in media per l'80%). Questo tipo di filosofia architetturale ha l'obbiettivo di ottenere il miglior rapporto tra prestazioni e consumo duplicando la parte Integer, massimizzando quindi il parallelismo delle operazioni e lasciando unificata un'unità in virgola mobile la quale avrà al suo attivo una notevole potenza di calcolo.
Le caratteristiche della Floating Point per ogni modulo Bulldozer prevede due unità Multiply and Accumulate a 128 bit, a monte delle quali troviamo anche uno scheduler in virgola mobile; mentre per quanto riguarda le ISA sono supportate tutte le principali istruzioni (tranne le 3DNow) quali SSE3, SSE 4.1 and 4.2, AVX, AES, FMA4, XOP, PCLMULQDQ.
La principale novità sono le istruzioni AVX (Advanced Vector eXtensions) a 256bit; lo sfruttamento di queste istruzioni verrà compiuto da Bulldozer mettendo in parallelo le due unità Floating Point a 128bit la quale, dal tipo di applicazione in esecuzione, possono essere configurate anche come 4x64bit, 2x128bit e 1x256bit.
Altra novità importante e il nuovo decoder a 4 vie, completamente ridisegnato rispetto al tradizionale 3 vie adottato da AMD nelle ultime precedenti architetture (al K7 in su); la conseguenza diretta e che ora si può unire istruzioni branch x86 aumentando l'ampiezza del decoder.
Sono anche presenti 3 distinti scheduler divise per le due unità Integer e uno per il Floating Point.
Ogni unità Integer è dotata di una cache L1 per i dati da 16KB, valore inferiore ai 64KB integrati per ogni core nell'architettura K10, a monte dell'unità di fetch troviamo una seconda cache L1 da 64KB a 2 vie per istruzioni.
AMD, rispetto al K10, ha allungato la pipeline interna alle unità di calcolo Integer in modo da ottenere frequenze di clock più elevate rispetto alle sue "vecchie" architetture.
La scelta di questa soluzione però potrebbe provocare un eccessiva dipendenza dalle unità di branch prediction; AMD quindi ha integrato il Branch Prediction e il Fetch Logic facendoli operare in modo indipendente l'una dall'altra, evitando spiacevoli situazioni di stallo quando una di queste si arresti per un qualsiasi motivo. Un'unità di prefetch così aggressiva accoppiata a una pipeline più lunga, richiedono maggiori prestazioni (in termini di banda) per quanto riguarda il memory controller integrato; per il momento AMD non ha rilasciato le caratteristiche di questo componente, anche se ha confermato il suo totale ridisegno per fruttare al massimo la banda messa a disposizione dalle memorie RAM DDR3.
Non si conosce quali frequenze possa gestire il controller RAM, tuttavia è ipotizzabile che possa adottare configurazioni superiori agli attuali Dual channer presenti nei controller Ram dei K10.
La quantità della cache L2 (16 vie) dovrebbe essere da 2MB (valore non confermato ufficialmente da AMD) la quale sarà unificata tra i 2 core per modulo; ci sarà una anche una cache L3 verosimilmenteda 8MB (valore non confermato ufficialmente da AMD) condivisa anch'essa da tutti i moduli/core.
AMD con Bulldozer, al contrario di Intel con la tecnologia HyperThreading o l'SMT (Simultaneous Multi Threading) che esegue per ogni core due threads in parallelo, ha scelto di integrare due unità di calcolo Integer complete affiancate da una complessa unità in virgola mobile che è condivisa.
Bulldozer di fatto integra due core che condividono le risorse di elaborazione in virgola mobile, avendo pipeline dedicate per quelle Integer
AMD ha scelto la via della condivisione delle risorse, creata in modo tale da ottimizzare le prestazioni al consumo massimo ottenibile; non a caso si prevede che la presenza della sola seconda unità di calcolo Integer all'interno di ogni modulo Bulldozer, implichi un incremento della superficie complessiva del chip pari al 12%, valore particolarmente contenuto considerando il boost prestazionale ottenibile.
Sul capitolo consumi Bulldozer con i suoi moduli, potrà gestire dinamicamente e indipendentemente l'uno dall'altro il Vcore e frequenza di clock, anche se questo non può essere fatto per singolo core ma solo per coppia di core legato comunque al modulo Bulldozer.
Novità in vista anche per il Turbo Core AMD, introdotto con i K10 step E, la quale si dovrebbe avvicinare molto a quella Turbo Boost introdotta da Intel con le CPU della famiglia Nehalem.
Il socket AM3r2 o AM3+
AMD ha confermato l'uscita di un (nuovo?) socket chiamato molto genericamente AM3r2 o AM3+.
Al momento ci sono poche informazioni ma quello sicuro è che le CPU Bulldozer non saranno compatibili con gli attuali e future schede madri socket AM3.
La causa è da imputare ad un cambio radicale legate alla circuiteria di alimentazione; la stessa AMD ha dichiarato che adattare Bulldozer sugli attuali socket AM3 avrebbe portato ad un aumento dei costi finali e la impossibilità di utilizzare tutte le nuove caratteristiche della nuova architettura limitando eccessivamente le prestazioni finali.
Resta da confermare la compatibilità dei socket AM3+ sulle attuali CPU K10 socket AM3 attualmente presenti sul mercato.
Piattaforma AMD "Scorpius"
Con l'uscita delle CPU Bulldozer AMD presenterà una nuova piattaforma chiamata "Scorpius", la quale sarà composta da nuovi chipset AMD serie 900 modello 990FX, 990X (Crossfire ready) e 970.
Ci saranno anche dei nuovi southbridge serie 900, in particolare il modello Hudson D3 sarà in grado di supportare 4 porte USB 3.0 senza l'aiuto di chip esterni.
Le prime soluzioni della famiglia Bulldozer sono attese al debutto nella prima parte del 2011 e saranno costruite da GlobalFoundries con il processo produttivo a 32nm SOI.
Le prime cpu della famiglia Bulldozer che vedremo sul mercato con tutta probabilità saranno quelle della famiglia Opteron, con versioni 6/8/12 e 16 core.
Le versioni desktop della famiglia Zambezi sono attesi subito dopo con modelli 4/(forse)6 e 8 core.
AMD ha comunicato che Bulldozer sarà pronto nella prima parte del 2011.
Si ringrazia l'utente capitan_crasy
