Статья добавлена: 24.10.2018
Категория: Статьи
Энергосбережение в процессоре Skylake.
В Skylake есть важное нововведение для системы энергосбережения в мобильных ПК – это технология Speed Shift, суть которой заключается в том, что процессору теперь даётся куда большая свобода действий в управлении собственными энергосберегающими состояниями. Инженеры Intel разбили процессор на большее, чем раньше, число энергетических доменов, способных независимо отключаться от линий питания в случае их бездействия. Теперь дело дошло даже до отдельных исполнительных устройств. Например, в Skylake могут независимо обесточиваться в случае простоя даже 256-битные исполнительные устройства, отвечающие за исполнение AVX2-команд.
Обычно современные процессоры могут самостоятельно, то есть без участия операционной системы, переключать свою частоту между номинальным состоянием и турборежимом. Однако переход в экономичные состояния с пониженными напряжениями и частотами требует непосредственного участия ОС. Команды к снижению частот даёт именно она, предварительно обратившись к микропрограмме и выяснив, какие режимы со сниженным энергопотреблением может предложить конкретный экземпляр CPU. В результате переключение в любое экономичное состояние – это целый комплекс мероприятий, на который требуется немалое время. Ещё хуже дело обстоит с выходом из таких режимов. Процессор должен проинформировать операционную систему, о том, что что-то произошло, затем система должна обработать эту информацию и передать процессору команду на переключение частоты – такая цепочка действий занимает до 30 мс.
Внедрение же Speed Shift даёт процессору большую самостоятельность. Да, он сохраняет свою подчинённость операционной системе, которая может перевести его на более низкую частоту, например для экономии энергии в заканчивающейся батарее мобильного устройства.
Статья добавлена: 24.10.2018
Категория: Статьи
Технология Hyper-Threading (ликбез).
Корпорация Intel реализовала технологию Hyper-Threading (НТ) в микроархитектуре Intel NetBurst (для процессоров Intel Pentium 4 и Intel Xeon) как инновационный способ обеспечения более высокой степени параллелизма на уровне потоков в процессорах для массовых систем. Но эта технология ограничена одним ядром, более эффективно использующим имеющиеся ресурсы для обеспечения лучшей поддержки многопоточности транзакций. Технология Hyper-Threading позволяет одному физическому процессору вести себя по отношению к операционной системе как два виртуальных процессора, поэтому Hyper-Threading обеспечивает более эффективную многозадачность и меньшее время отклика системы. Пользователи за счет улучшенной производительности могут выполнять несколько приложений одновременно, например, запустить игру и в фоновом режиме выполнять проверку на вирусы или кодирование видео. Технология HT означает более эффективное использование ресурсов процессора, более высокую пропускную способность и улучшенную производительность. Ключевое преимущество HT - ее способность выделять и перераспределять ресурсы процессора приложениям в тот момент, когда эти ресурсы им нужны. Используя способность многопоточных приложений исполнять разные потоки вычислений параллельно, технология HT повышает эффективность работы процессора, позволяя ему исполнять большее число инструкций за то же время.
Технология HT стала предшественницей двухъядерных и многоядерных процессоров. Технология многопоточности Hyper-Threading была создана корпорацией Intel в целях повышения производительности и эффективности серверных систем.
Статья добавлена: 24.10.2018
Категория: Статьи
DIGI+ - это цифровая система питания (стандарт в управлении питанием ключевых компонентов ПК). Технология DIP.
Цифровой модуль VRM в системе питания ASUS DIGI+ представляет собой программируемый микропроцессор, который полностью соответствует требованиям спецификации Intel VRD12 и обеспечивает качество электропитания, недостижимое для аналоговых решений. Цифровая система питания, работающая по схеме 12+2, интеллектуально регулирует уровень ШИМ-сигнала и частоту модуляции, обеспечивая удвоенную точность настройки. В отличие от предыдущих версий спецификаций VRD, Intel VRD12 предусматривает использование цифровых сигналов (SVID) в схеме управления питанием процессора. ASUS DIGI+ работает как цифровой контроллер, обрабатывающий запросы на питание (SVID) от центрального процессора обеспечивая высокое быстродействие схемы управления параметрами питания. За счет отсутствия цифро-аналогового преобразования эта схема работает быстрее, чем предыдущие решения.
Материнские платы ASUS получили в свой арсенал новую современную технологию DIP (Dual Intelligent Processors), что в буквальном переводе означает «двойные интеллектуальные процессоры». Действительно, DIP состоит из двух компонентов (рис. 1):
1. TPU - TurboV Processing Unit- разгонный микропроцессор.
2. EPU - Energy Processing Unit- энергосберегающий микропроцессор.
Концепция DIP(Dual Intelligent Processors) заключается в общей оптимизации системы в области энергетической эффективности, производительности и удобства использования. Микропроцессоры DIP не зависят от центрального процессора и способны в полной мере контролировать работу системы, раскрывая её максимальный потенциал. И самое главное - всё это происходит безопасно и в автоматическом режиме, что даёт возможность даже неопытному пользователю получить от своего компьютера всё, на что тот способен.
Статья добавлена: 22.10.2018
Категория: Статьи
Особенности архитектуры GDDR6.
JEDEC и три его крупных участника в лице Samsung, SK Hynix и Micron позиционируют стандарт GDDR6 в качестве преемника GDDR5 и GDDR5X, и NVIDIA подтвердила, что чипы Turing будут его поддерживать. В зависимости от производителя, GDDR6 первого поколения, как правило, позволяет развивать до 16 Гбит/с на единицу полосы пропускания, что вдвое больше, чем у GDDR5 и на 40 %, чем у GDDR5X в картах NVIDIA (ускорители Quadro будут использовать модули Samsung на 14 Гбит/с). Новые графические процессоры и основанные на них карты Quadro также являются первыми продуктами NVIDIA, которые получили видеопамять стандарта GDDR6 (до 48 Гбайт, вдвое больше, чем в Quadro P6000) и одновременно значительно увеличили полосу пропускания.
GDDR6 (англ. Graphics Double Data Rate)— 6-е поколение памяти DDR SDRAM, спроектированной для обработки графических данных и для приложений, требующих более высокой рабочей частоты. GDDR6 является графическим решением следующего поколения при разработке стандартов в JEDEC и может работать до двух раз быстрее, чем GDDR5, при этом её рабочее напряжение снижено на 10%. Также одной из отличительных особенностей новой памяти является работа каждой микросхемы в двухканальном режиме.
GDDR6 поддерживает одну и ту же 16n предварительную выборку как и у GDDR5X, но логически разбивает 32-битный интерфейс данных на два 16-битных канала A и B (для увеличения объема памяти 32-х разрядного канала можно было использовать 2-е микросхемы GDDR5 в режиме х16, а в GDDR6 они в одной двухканальной).
Статья добавлена: 22.10.2018
Категория: Статьи
Skylake. Варианты ядра GT4.
GPU, реализованный в Skylake, как и его предшественники, сохранил традиционный модульный дизайн. Мы вновь имеем дело с целым семейством решений разного класса: на базе имеющихся строительных блоков нового поколения Intel может собирать кардинально различающиеся по уровню производительности GPU. Подобная масштабируемость сама по себе новинкой не является, но в Skylake возросла не только максимальная производительность, но и число доступных вариантов графического ядра.
Так, графическое ядро Skylake может быть построено на базе одного или нескольких модулей, каждый из которых обычно включает в себя по три секции. Секции объединяют по восемь исполнительных устройств, на которые ложится основная часть обработки графических данных, а также содержат базовые блоки для работы с памятью и текстурные семплеры. Помимо исполнительных устройств, сгруппированных в модули, графическое ядро содержит и внемодульную часть, отвечающую за фиксированные геометрические преобразования и отдельные мультимедийные функции.
Варианты ядра GT4 могут быть дополнительно усилены eDRAM-буфером объёмом до 128(256) Мбайт. В Skylake этот дополнительный буфер не только изменил алгоритм работы, став «кешем на стороне памяти», но и приобрёл некоторую гибкость конфигурации.
Наращивая мощность графического ядра, Intel проявила большую заботу и о том, чтобы для его нужд хватало пропускной способности памяти. В Skylake обновился контроллер памяти, и теперь он способен работать с DDR4 SDRAM, частота и пропускная способность которой заметно выше, чем у DDR3 SDRAM. С другой стороны, в GPU появилось новая технология Lossless Render Target Compression (направленное на рендеринг сжатие без потерь). Её суть заключается в том, что все данные, пересылаемые между GPU и системной памятью, которая одновременно является и видеопамятью, предварительно сжимаются, разгружая таким образом полосу пропускания. Применённый алгоритм использует компрессию без потерь, при этом степень сжатия данных может достигать двукратного размера. Несмотря на то, что всякая компрессия требует задействования дополнительных вычислительных ресурсов, инженеры Intel утверждают, что внедрение технологии Lossless Render Target Compression увеличивает быстродействие интегрированного GPU в реальных играх на величину от 3 до 11 процентов.
В графике Skylake сделаны существенные изменения в части поддерживаемых графических API. На данный момент в GPU новых процессоров есть совместимость с DirectX 12, OpenGL 4.4 и OpenCL 2.0, а позднее, по мере совершенствования графического драйвера, к этому списку добавятся будущие версии OpenCL 2.x и OpenGL 5.x, а также поддержка низкоуровневого фреймворка Vulkan. В новом GPU реализована полноценная когерентность памяти с процессором, что делает Skylake самым настоящим APU – его графическое и вычислительные ядра могут одновременно работать над одной и той же задачей, используя общие данные.
Статья добавлена: 22.10.2018
Категория: Статьи
Что такое трассировка лучей?
Чем в принципе отличаются разные методы рендеринга (закрашивание) и какие у них существуют достоинства и недостатки? Для расчета глобального освещения, отрисовки теней и других эффектов приходится использовать хитрые хаки, основанные на той же растеризации. В результате, за все эти годы GPU стали весьма сложными, научились ускорять обработку геометрии в вершинных шейдерах, качественно отрисовывать пиксели при помощи пиксельных шейдеров и даже применять универсальные вычислительные шейдеры для расчета физики, постэффектов и множества других вычислений. Но основа работы GPU все время оставалась той же.
У трассировки же лучей основная идея совершенно другая, но в теории чуть ли не проще. При помощи трассировки имитируется распространение лучей света по 3D-сцене. Трассировка лучей может выполняться в двух направлениях: от источников света или от каждого пикселя в обратном направлении, далее обычно определяется несколько отражений от объектов сцены в направлении камеры или источника света, соответственно. Просчет лучей для каждого пикселя сцены менее требователен вычислительно, а проецирование лучей от источников света дает более высокое качество рендеринга.
Статья добавлена: 05.09.2018
Категория: Статьи
Новые игровые видеокарты Nvidia, новые профессиональные ускорители Quadro.
Всего было анонсировано три модели: Quadro RTX 5000, Quadro RTX 6000 и Quadro RTX 8000. Все новинки основаны на архитектуре Turing. Уже известно, что площадь новых GPU составляет 754 мм2, а количество транзисторов достигает 18,6 млрд. При этом у старшей из карт 4608 ядер CUDA. Напомним, GPU GV100 имеет площадь 815 мм2, содержит 21,1 млрд транзисторов и включает 5376 ядер CUDA (CUDA – это архитектура параллельных вычислений от NVIDIA, позволяющая существенно увеличить вычислительную производительность благодаря использованию GPU процессоров).
Архитектура Turing оснащена специальными процессорами для трассировки лучей – ядрами RT. Они ускоряют расчеты перемещения света и звука в 3D-средах до 10 миллиардов лучей в секунду. Turing позволяет осуществлять трассировку лучей в реальном времени в 25 раз быстрее по сравнению с предыдущим поколением GPU Pascal, а финальный рендеринг эффектов в фильмах на GPU в 30 раз быстрее, чем на CPU.
Архитектура Turing существенно улучшает производительность растеризации по сравнению с предыдущим поколением GPU Pascal благодаря улучшенным процессам обработки графики и программируемым технологиям шейдинга.Технологии включают в себя Variable-Rate Shading, Texture-Space Shading и Multi-View Rendering, которые обеспечивает гибкую интерактивность с большими моделями и сценами, а также улучшенными возможностями в VR.
Turing оснащена новыми тензорными ядрами; эти процессоры ускоряют тренировку и инференс глубоких нейронных сетей, обеспечивая до 500 трлн тензорных операций в секунду. Данный уровень производительности существенно ускоряет такие функции на базе искусственного интеллекта, как шумоподавление, масштабирование разрешения и изменение скорости видео, а также позволяет быстрее создавать приложения с новыми производительными возможностями.
GPU на базе архитектуры Turing оснащены новым мультипотоковым процессором, который поддерживает до 16 трлн операций с плавающей точкой параллельно с 16 трлн целочисленных операций в секунду. Разработчики могут использовать до 4608 ядер CUDA с поддержкой NVIDIA CUDA 10 и SDK FleX и PhysX, создавая сложные симуляции частиц или динамики жидкостей для научной визуализации, виртуальных сред и эффектов. Что касается параметров самих ускорителей, они таковы:
Статья добавлена: 03.09.2018
Категория: Статьи
Cтационарный ПК. Моноблок. Ноутбук. Планшет.
Чем моноблок отличается от ноутбука или стационарного ПК?
Свою вторую жизнь моноблочный компьютер получил в самом начале 21 века, они стали именно такими, которые используются в настоящее время, ну может чуточку по массивнее. Из-за борьбы с температурой образовывающуюся благодаря небольшому пространству в корпусе моноблока, многие из них собираются на мобильных версиях комплектующих. Хоть выделение тепла стало меньшим, производительность тоже понизилась. Моноблок, так же может быть собран из самых обыкновенных комплектующих или же гибридных – совмещающих в себе и мобильные компоненты и компоненты, используемые в настольном ПК.
Чем планшет отличается от ноутбука или стационарного ПК?
Архитектура Intel x86. С выходом Windows 10 пользователь купив планшет, получает полноценный компьютер в компактном корпусе. Планшеты предназначены и для одновременной работы с несколькими программами. Более того, планшеты под управлением Windows 10 – это полноценный компьютер в компактном корпусе, который по производительности не уступает ноутбуку или стационарному ПК.
Процессор Broadwell от Intel уже был ориентирован в безвентиляторные мобильные технологии. Так что уже было вполне возможно появление линейки так называемых планшетофонов.
Например, процессоры с архитектурой Skylake, выпускаемые с соблюдением норм 14-нм техпроцесса Intel, изготавливаются сразу практически для всех сегментов вычислительной техники – от миниатюрных мобильных устройств до серверов (это гораздо энергичнее, нежели 22-нм чипы Haswell, и гораздо масштабнее чем предыдущее поколение с рабочим названием Broadwell, когда, почти "в обход" десктопных платформ, основной упор был сделан на чипы для только для ноутбуков и планшетов).
Шестое поколение многоядерных процессоров Intel Core с рабочим названием Skylake с полным на то правом можно назвать одним из наиболее масштабируемых и революционных за всю историю архитектуры Core. В этом заявлении нет ни малейшего преувеличения. Так, масштабируемость подтверждает ассортимент из почти 50 наименований Xeon, Core i3/5/7, Core M3/5/7, Pentium и Celeron с впечатляющим разбросом характеристик:
- от крохотных (20 х 16,5 мм) чипов в компактной корпусировке BGA1515 с TDP 4,5 Вт
- до мощных разблокированных десктопных LGA1151 процессоров вроде Core i7-6700K с габаритами 37,5 x 37,5 мм и TDP порядка 91 Вт. То есть, 20-кратная масштабируемость по энергопотреблению и 4-кратная по размерам чипа.
А вот 10- нм чипы Cannonlake (седьмое поколение) должны были появляться в 2018 году.
Статья добавлена: 31.08.2018
Категория: Статьи
Видеопамять GDDR4, GDDR5, GDDR5X, GDDR6. HMC, HBM.
Видеопамять GDDR4 используется на частотах от 1 ГГц DDR (2 ГГц) и вплоть до 2,2-2,4 ГГц DDR (4-4,8 ГГц), что обеспечивает достаточно высокую пропускную способность, особенно в секторе графических решений. GDDR4 была ориентирована на рынок графических решений, ожидалось, что GDDR4 будет обладать гораздо большим энергопотреблением. Технология предоставляла непревзойденную мультимедийную поддержку для программных средств, которые могли помочь индивидуальным творцам реализовать плоды своего воображения. Технология GDDR4 позволяет осуществлять визуализацию цифровых материалов с кинематографическим качеством и создавать высокореалистичные игры, а также поддерживает мощные и эффективные инструментальные средства для творчества и повышения продуктивности работы.
Память стандарта GDDR-5 – это видеопамять с увеличенной в два раза пропускной способностью, с новыми технологиями энергосбережения, а также алгоритмом выявления ошибок (память типа GDDR-5 в три раза быстрее микросхем GDDR-3, работающих на частоте 1600 МГц DDR). Память типа GDDR-5 использует две тактовые частоты для разных операций, что позволяет свести к минимуму задержки на операциях записи и чтения. Чипы памяти имеют плотность 512 Мбит, они способны передавать до 24 гигабайт данных в секунду, и работать на частотах свыше 3.0 ГГц DDR при напряжении 1.5 В (компания Qimonda - поставщик GDDR-5 для видеокарт AMD).Разговоры о возможности использования производителями видеокарт памяти типа GDDR-5 ходили уже давно, но практическая реализация этой идеи началась только летом 2008 года - видеокарты Radeon HD 4870 уже оснащались 1 Гб памяти типа GDDR-5. Компания Qimonda тогда объявила, что стала партнёром AMD по выпуску графических решений с памятью типа GDDR-5. Массовые поставки соответствующих микросхем начались всего через полгода после появления первых образцов. Таким образом, первые видеокарты Radeon HD 4870 были оснащены памятью типа GDDR-5 производства Qimonda. Вслед за настольным сектором память типа GDDR-5 прописалась и в ноутбуках, а затем и в игровых консолях. Для компании AMD поставлялись микросхемы плотностью 512 Мбит, способные работать на скорости 4.0 ГГц DDR, а память видеокарт Radeon HD 4870 работала на частоте 3870 МГц DDR. Идут поставки микросхем GDDR-5, способных работать и на частоте 5.0 ГГц DDR и 6.0 ГГц DDR.
Основам ныне применяемых стандартов DRAM уже не один десяток лет, и их улучшение позволило повысить пропускную способность, но далеко не настолько, насколько выросла производительность CPU и GPU за это время. Особенно это касается графических процессоров, и индустрии требуются новые типы памяти, которые дадут совершенно иные возможности, вроде Wide I/O, HMC и HBM.
Статья добавлена: 30.08.2018
Категория: Статьи
Видеокарты ПК. Типы графических карт.
Видеоадаптер. Видеокарта.
Видеокарта (также видеоадаптер, графический адаптер, графическая плата, графическая карта, графический ускоритель) — это устройство, преобразующее графический образ, хранящийся как содержимое памяти компьютера (или самого адаптера), в форму, пригодную для дальнейшего вывода на экран монитора.
Статья добавлена: 23.07.2018
Категория: Статьи
Управление внешними устройствами ПК.
Главная функция микропроцессора — это выполнение заданного для него набора команд:
- выполняя последовательность команд (т. е. Программу) он вычисляет, управляет внешними устройствами, рассчитывает зарплату и т. п. , он может выполнять и бессмысленную последовательность своих команд - ему все равно — он автомат (принцип программного управления — мы пишем программу — он исполняет);
- для реализации Главной функции процессор выполняет целый ряд аппаратных функций: формирует адреса для выборки последовательности команд, инициирует на Системном интерфейсе операцию «Чтение команды» и др.;
Главная внешняя функция микропроцессора - это инициирование операций обмена на системном интерфейсе. Выбирая команды, выполняя большинство команд, выполняя аппаратную функцию прерывания процессор инициирует на системном интерфейсе операции обмена: «Чтение команды», «Чтение данных из памяти», «Запись данных в память», «Чтение порта», «Запись в порт», «Чтение дескриптора» и др.
Операцию обмена «Чтение порта» - процессор инициирует выполняя свою команду IN AL,DX — чтение порта, а «Запись в порт» - отрабатывая свою команду OUT DX,AL — запись в порт.
Выполняя, например, команду сложения ADD [1000], BX процессор два раза обратится в ОЗУ:
первый раз — для чтения второго слагаемого (из ячейки с адресом 1000),
а второй раз - для записи результата сложения содержимого регистра BX со вторым слагаемым (по адресу 1000).
В операциях обмена с одной стороны всегда участвует один из регистров процессора, а с другой стороны - ячейка оперативной памяти (DRAM или ПЗУ BIOS), или регистр контроллера внешнего устройства, или регистр чипсета и других микросхем (исключение — обмен по «прямому доступу»).
А что есть у процессора для управления внешними устройствами (устройствами ввода, вывода, устройствами внешней памяти)? Есть всего две команды: IN и OUT («чтение порта» и «запись в порт»), и есть аппаратная функция «прерывание» (без которой он в принципе может обойтись). Есть еще две команды — INS, OUTS (без которых он в принципе тоже может обойтись).
Статья добавлена: 23.07.2018
Категория: Статьи
Графическое ядро Iris Pro Graphics 580 (GT4e).
Графическое ядро Iris Pro Graphics 580 – GT4e содержит: 72 исполнительных устройства, 128 Мбайт eDRAM, производительность до 1152 ГФлопс на частоте 1 ГГц ( ядро GT3 содержит 40 исполнительных блоков).
Новое графическое ядро Iris Pro Graphics 580 (GT4e) — имеет 72 потоковых процессора, вычислительная производительность Iris Pro Graphics 580 составляет более 1,1 Тфлопс (триллиона операций с плавающей точкой в секунду) в зависимости от тактовой частоты. Графический процессор Iris Pro Graphics 580 имеет обновлённый мультимедийный движок, который поддерживает аппаратное декодирование и кодирование Ultra HD-видео с использованием кодеков HEVC и VP9.
