Ako postoji poruka koju Intel želi da nam prenese svojom novom generacijom Broadwell procesora zasnovanih na 14-nm proizvodnom procesu, ona glasi: Moore-ov zakon i dalje živi. Novi procesori su malo zakasnili, ali ih je vredelo čekati...
Svi koji su na neki način povezani sa IT-jem čuli su za Moore-ov zakon, spekulaciji jednog od osnivača kompanije Intel koji je rekao da će se gustina pakovanja i broj čipova u procesoru udvostriti na na svakih 18 do 24 meseca. Iako se svakom novom generacijom procesora preispituje njegova tačnost, on već pola veka odoleva. Intel, doduše, ovoga putanije uspeo da postigne(samonametnuti) raspored izlaska nove procesorske arhitekture i novog proizvodnog procesa. Možda je bio preambiciozan, ali to što se sada dešava ipak ima smisla. Što su procesori manji, to su izazovi proizvodnje veći. A kako čipovi postaju sve kompleksniji i prefinjeniji, pri čemu seočekuju sve bolje performanse, to je sve teže postići zacrtane ciljeve. Upravo u takvom okruženju pojavljuje se nova Broadwell familija procesora koja u ovom trenutku donosi mnogo nedoumica i nedorečenosti. Jedna od najvažnijih potiče od činjenice da je, zahvaljujući 14-nm procesu proizvodnje, BroadwellIntel-ova energetski najefikasnija arhitektura do sada, ali da to samo po sebi ne znači da će se performanse automatski povećati.
Broadwell arhitektura obezbeđuje pre svega kvalitativni pomak u performansama prenosivih računara, dok je u desktopsvetu i dalje sve neizvesno, jer Broadwelldesktop procesori još nisu ugledali svetlost dana. Nema sumnje da Broadwelldonosi veliki skok u performansama integrisane grafike, koja je konačno dovoljno dobra da obezbedi solidno igračko iskustvo. Ne vrhunsko, ali svakako bolje od prethodne generacije.
Zašto kasni?
Zahvaljujući 14-nm procesu proizvodnje, Broadwell je Intel-ova energetski najefikasnija arhitektura do sada, što ne znači da će se performanse automatski povećati
Pojava Broadwell arhitekture uklanja i određene sumnje u Intel-ovu strategiju u vezi s procesorima. Izgledalo je kao da se Intel malo "primirio" kada je razvoj procesora u pitanju. Razlog za to možemo da pripišemo AMD-u koji već neko vreme ne uspeva da bude dostojan konkurent. Kašnjenje Broadwell-a predstavlja i uzrok konfuzije u kontekstu očekivanja njegovog naslednika. Skylake je predviđen da se pojavi u drugoj polovini ove godine, ali zbog trenutnog razvoja događaja mnogi se već pitaju hoće li to biti tako. Očigledno je da tu ima mnogo zbunjujućih stvari, pa ćemo pokušati da ih nekako "raspetljamo".
Prošlo je skoro pune dve godine (od juna 2013) od kada se pojavila desktop varijanta Intel Haswell familije procesora, a ova kompanija još uvek nije predstaviladesktop varijantu Broadwell-a. U međuvremenu, potpuno nova Skylake arhitektura pojaviće se nešto kasnije ove godine i Intel tu (barem za sada) ne najavljuje pomeranja datuma. Za kompaniju koja je poznata kao dobro podmazan mehanizam, koja svoje nove proizvode lansira tačno u skladu sa svojim rasporedom, kašnjenje koje je nastalo kod Broadwell-a deluje neobično.
Intel-ovo objašnjenje svodi se na njihovu želju da obezbede kvalitetnu 14-nm proizvodnju. Jasno nam je da su u početku imali problema sa osvajanjem 14-nm procesa proizvodnje, ali to nije izolovan problem. Kompletna industrija proizvodnje procesora već neko vreme bori se svim silama da održi Moore-ov zakon. Tehnologija proizvodnje čipova brzo se približava granici kada će taj zakon postati neodrživ, a ta granica je veličina atoma. Bez obzira na to, Intel je prvobitno planirao da Broadwell seriju procesora u potunosti predstavi u toku 2014. godine, a onda je pred kraj prošle godine predstavio samo delić najavljenog portfolija, dual core mobilne procesore. U isto vreme, ovaj gigant najavljuje da će se držati svojih planova za izdavanje procesora na Skylake arhitekturi. Na osnovu svega toga u glavi nam se motaju dva pitanja - šta sve Broadwell može da ponudi i koliko ova situacija s kašnjenjem i mogućim preklapanjem familija procesora (Broadwell i Skylake) ima smisla?
Vidi li se kraj Moore-ovom zakonu?
Otprilike u vreme pisanja ovog teksta, ali 50 godina ranije (19. aprila 1965) Gordon Moore, suosnivač Intel-a, učestvovao je u pripremanju jubilarnog broja magazina Electronics, povodom njegove 35. godišnjice izlaženja. Moore-ov zadatak bio je da predvidi kako će se u narednim decenijama razvijati poluprovodnici. U tom članku, on je izneo argumente po kojima je predvideo da će se broj tranzistora u integralnim kolima duplirati na svakih 18 meseci, ostavljajući rezervu da bi se to moglo dešavati i na svaka 24 meseca (2 godine).
Preciznije rečeno, Moore je tvrdio da će se kompleksnost i snaga kompjuterskih čipova eksponencijalno povećavati u datom periodu - 2 MHz zamenila su 4 MHz, pa 8 MHz, 16 MHz, 32 MHz... i tako sve do današnjih računara koji, doduše, nikako da ozbiljnije pređu 3 GHz, ali imaju teraflops sirove snage. I to je razlog zašto su ovogodišnji mobilni telefoni moćniji i brži od računara od pre samo nekoliko godina. Da je mobilni telefon snage uporedive s današnjom bio napravljen pre četiri decenije, zauzimao bi prostor jedne garaže. Ili, obrnut primer, u poređenju sa Intel 4004 procesorom, današnji procesor napravljen u 14-nm tehnologiji ima 3.500 puta bolje performanse, 90.000 puta veću efikasnost i 60.000 puta manju cenu po jedinici snage koju isporučuje.
Ovakvih upoređivanja ima bezbroj, ali postavlja se pitanje dokle će se taj rast održati. Kao što ćemo jednog dana ostati bez vode za piće, bez dovoljno hrane da prehranimo čitavo stanovništvo ili bez fosilnih goriva, tako ni Moore-ov zakon neće važiti večno. Dok se za prethodno pobrojane stvari ne može utvrditi tačan datum (i nadamo se da se neće dogoditi u skorijem periodu), kod tehnologije je to malo jednostavnije. Veličina atoma korišćenih u proizvodnji čipova iznosi otprilike 0,2 nm, dok je najmanji atom vodonika čiji je prečnik oko 0,1 nm. Intel danas proizvodi čipove u 14-nm procesu proizvodnje, a za sledeću godinu najavio je prelazak na 10-nm. To znači da će već za nekoliko godina biti dostignut limit, odnosno dimenzije atoma, jer tranzistori neće moći da budu manji od njihovih gradivnih delova.
Već sada industrija čipova s mukom održava Moore-ov zakon u životu. A kada dostigne krajnji limit, jedini način da taj zakon nastavi da živi jeste da se pređe na neki potpuno drugačiji način proizvodnje. Iz današnje perspektive ne možemo znati da li će to biti kvantni kompjuteri ili neka u ovom trenutku nama nepoznata tehnologija proizvodnje. Ali ako želimo da nastavimo rast, tu tehnologije ćemo uskoro morati da otkrijemo.
Tik-Plus
Broadwell je Intel-ovCore procesor pete generacije. To je istovremeno i prvi Intel-ov čip napravljen u 14-nm procesu proizvodnje i po dimenzijama njihov najmanji čip. Znatno je efikasniji od svojih prethodnika, što u prevodu znači da donosi dužu autonomiju rada na prenosivim računarima i mnogo bržu grafiku od svojih prethodnika.U trenutku pisanja ovog teksta, Intel još uvek nije najavio detalje za desktop verzije Broadwell čipova, kao ni za četvorojezgarne mobilne Broadwell čipove. Jedino što u ovom trenutku znamo jesu podaci za dual core mobilne čipove.
Uporedićemo novi Broadwell Core i7-5600U čip s njegovim direktnim prethodnikom, Haswell i7-4600U čipom. To je napredan dvojezgarni model s najvećim do sada dostupnim grafičkim podsistemom. Arhitektura je zasnovana na 14-nm procesu proizvodnje naspram 22-nm kod Haswell-a. Pri tome i7-5600U u sebi sadrži 35 procenata više tranzistora od prethodnika (1,3 milijarde prema 968 miliona) koji su spakovani na 37 procenata manjoj površini čipa (131 mm2, naspram 82 mm2).
Grafički podsistem ubrzan je u odnosu na prethodnika do 22 procenta, što se najviše odnosi na 3D grafiku, dok je hardverski akcelerisan video-enkoding brži čak za 50 odsto. Prosečno produženje trajanja baterija na prenosivim računarima sa ovim procesorom je oko 90 minuta, što je impresivan rezultat. Kada se radi o čistim performansama procesora, Intel tvrdi da on donosi četiri odsto poboljšanja u produktivnosti - Intel je odavno usavršio svoje procesore po pitanju optimizacije performansi i tu nema mnogo prostora za unapređenje. Pri tome, Intel je na novom procesoru smanjio maksimalnu Turbo frekvenciju za 100 MHz (sa 3,3 GHz na 3,2 GHz). Time je pomenuta četiri procenta dostignuto na manjim brzinama rada u odnosu na Haswell, što je ipak malo vrednije nego što na prvi pogled izgleda.
Iako je maksimalna frekvencija procesora smanjena u odnosu na prethodnu generaciju, standardna radna brzina znatno je podignuta (sa 2,1 GHz na 2,6 GHz). Pošto su ovi procesori namenjeni prenosivim računarima gde visoke temperature otežavaju prebacivanja u Turbo mod rada, viša bazna frekvencija znatno više utiče na brzinu od veće Turbo brzine. Zahvaljujući tome, prenosivi računari koje će pokretati i7-5600U procesor biće do 20 posto brži nego iste konfiguracije zasnovane na i7-4600U procesoru.
Ne treba zaboraviti da je Broadwel familija Tik u Intel-ovomTik-Tok načinu predstavljanja procesora. To bi značilo da se sve vrti oko smanjenja proizvodnog procesa, sa 22-nm na 14-nm i ne mora da se odnosi na promenu arhitekture. Ali u tom svetlu, Broadwell bi mogao da se klasifikuje kao Tik-Plus, pošto pored smanjenja donosi i neke novitete, prvenstveno u kvalitetu grafike.
U šarenom svetu igara
Broadwell donosi veliki skok u performansama integrisane grafike, koja je konačno dovoljno dobra da obezbedi solidno igračko iskustvo
Na polju grafike Broadwell donosi najnovije u dugoj liniji unapređenja Intel-ovih integrisanih grafika. Intel tvrdi da grafika u Broadwell čipu donosi ubrzanje performansi integrisane grafike od čak 100 puta u odnosu na 2006. godinu. To zvuči kao fantastičan rezultat koji ruši Moore-ov zakon u pozitivnom smislu. Međutim, to bismo mogli da nazovemo i marketinškim trikom Intel-a. Integrisane grafike u pomenutoj 2006. godini bile su na niskom nivou performansi, pa ovakav skok i nije tako teško napraviti kao što na prvi pogled izgleda. Korisnika računara ne interesuje mnogo koliko puta je nešto ubrzano, već je jedina prava i merodavna stvar da li ova grafika može da obezbedi kvalitetno igranje.
Broadwell grafika predstavlja unapređenje Intel-oveGen7 grafičke arhitekture iz Haswell familije čipova. Gen7 je pretrpeo prilično veliki remont za Broadwell, pre svega kroz unapređenje grafičkih API-ja. Tu posebno podvlačimo podršku za Direct3D 11_2 (koji je dostupan u ovom trenutku) i Direct3D 12, koji će se pojaviti sa finalnim izdanjem Windows-a 10. To će svakako doneti primetno poboljšanje gejming performansi (do 22 posto), ali ono sigurno neće biti 100 puta.
Intel je takođe potvrdio da je Broadwell grafika OpenCL 2.0 kompatibilna, uključujući i šerovanu virtuelnu memoriju. To je još jedan pokazatelj da se radi o temeljno kreiranom modernom grafičkom dizajnu. Situacija postaje interesantnija kada se dotaknemo strukture rendering pipeline-a. Intel-ova grafička jezgra podeljena su na "parčiće"(slice). Svaki slice u Haswell procesorima ima 10 izvršnih jedinica, dok je u Broadwell arhitekturi taj broj smanjen - tri parčića sa osam izvršnih jedinica (ukupno 24 izvršnih jedinica). Na prvi pogledto deluje kao korak unazad, ali svaki slice ima deljene resurse, prvenstveno keš memoriju. S manje izvršnih jedinica po slice-u, svaka jedinica dobiće veću količinu keš memorije, što doprinosi bržem izvršavanju instrukcija.
Za pregled ostalih unapređenja koja Broadwell generacija donosi, analizu njihovih očekivanih performansi i pregled Intel-ovih čipova koji dolaze posle Broadwell-a pogledajte PC #221.
