В процессорах Haswell и Broadwell eDRAM (англ. embedded DRAM — встраиваемая DRAM) - DRAM-память на основе конденсаторов, как правило встраиваемая в тот же самый чип или в ту же самую систему, что и основной ASIC или процессор, в отличие от памяти SRAM на основе транзисторов, обычно используемой для кэшей и от внешних модулей DRAM. Для мобильных игровых систем Intel создала специализированную модификацию графического ядра GT3e – это тот же GT3, но дополненный быстрой eDRAM-памятью объемом 128 Мбайт и 512-битной шиной. Она будет устанавливаться на одну подложку с процессорным ядром и выполнять роль L4-кеша. Столь же мощную графическую составляющую получил единственный десктопный процессор Core i7-4770R, но в BGA-исполнении (впаивается в материнскую плату), который нашел применение в дорогостоящих моделях моноблоков. При этом eDRAM может использоваться и графическим ядром, и вычислительными ядрами процессора при обработке больших объемов данных — например, текстур. По заявлению производителя, Crystalwell обеспечивает пиковую пропускную способность на уровне 51,2 Гбайт/с в каждую сторону (102,4 Гбайт/с суммарно). Согласно тестам, проведенным 3Dnews.ru, латентность основанного на eDRAM L4-кэша составляет 55 тактов, а пропускная способность — примерно вдвое выше по сравнению с двухканальной DDR3-1866 SDRAM. Это позволяет процессору преодолеть относительные ограничения низкой пропускной способности системной памяти и показать лучшее быстродействие в задачах по обработке HD-видео и в математических операциях.
Но в микроархитектуре Skylake изменения затронули и eDRAM-буфер, который, начиная с Haswell, устанавливается в некоторых производительных модификациях процессоров. В Skylake компания Intel планирует расширить сферу применения eDRAM, и с прицелом на это сделан сразу целый комплекс оптимизаций. В процессорах Haswell и Broadwell построенный на eDRAM дополнительный буфер, размещённый в отдельном полупроводниковом кристалле Crystalwell по соседству с процессорным ядром, мог сожительствовать лишь с L3-кешем с объёмом 1,5 Мбайт на ядро. В это время eDRAM выступала 128-мегабайтным кешем четвёртого уровня, в котором хранятся данные, вытесненные из L3-кеша. В Skylake эта структура разрушена (рис. 1): теперь конфигурации процессора с eDRAM смогут располагать кешем третьего уровня с ёмкостью 2 Мбайт на ядро, а eDRAM-память утратила свою роль ещё одного уровня кеширования и может иметь различные варианты ёмкости: от 64 до 128 Мбайт.
Рис. 1.
В ознаменование произошедших изменений Intel даже придумала для eDRAM новое название – Memory Side Cache (кеш на стороне памяти). Основная идея состоит в том, что до сих пор eDRAM была напрямую связана с L3-кешем, получая из него данные, которые не могут в нём больше храниться. В новых же процессорах eDRAM взаимодействует не с процессорным кешем, а с контроллером памяти. Это означает две вещи. Во-первых, теперь eDRAM логически отвязана от процессора и с него снята забота о поддержании её когерентности. Во-вторых, кешироваться в eDRAM теперь могут абсолютно любые данные, поступающие в системную память, в том числе и те, которые помечены операционной системой как некешируемые, и даже те, которыми обменивается с памятью не процессор, а, например, PCI Express-устройства или графическое ядро.
Таким образом в архитектуре Skylake реализована новая, полностью когерентная структура встроенной DRAM (eDRAM), или Memory Side Cache, способная кэшировать любые данные, включая варианты "некэшируемой памяти", без необходимости очистки для поддержания когерентности, и доступной для использования устройствами ввода-вывода и формирования выходного видеосигнала. Помимо этого графическая подсистема для достижения оптимальной производительности может выбрать режим кэширования определённых данных только в eDRAM без использования кэш-памяти L3.
В отличие от предыдущей архитектуры, где примерно четверть кэш-памяти L3 (1) использовалась для доступа к eDRAM, и при этом eDRAM не имела возможности прямого взаимодействия с остальной системой (на слайде ниже, в верхней части), в архитектуре Skylake контроллер eDRAM переместился в модуль системного агента, освободив таким образом порядка 512 Кбайт ёмкости кэша L3 (2) и одновременно с этим облегчив доступ другим компонентам ядра к данным в eDRAM. Отныне Memory Side Cache может взаимодействовать с основной системной памятью напрямую, обеспечивая таким образом обновление экрана без необходимости вывода остальных компонентов процессора из ждущего режима.
Версия сайта для слабовидящих