Skylake: из серии “не ждали”

После многочисленных задержек Broadwell, начала производства шестого поколения архитектуры Core ожидали не раньше второй половины 2016. Но в августе 2015 Intel объявила о начале производства настольных вариантов Skylake уже в сентябре. По неподтвержденным данным, архитектура Core появилась на свет благодаря усилиям отделения Intel в Хайфе, Израиль. Там же были разработаны процессоры Banias, Dothan (который использовался в Apple TV 1G), Conroe, Sandy Bridge и Ivy Bridge. Впечатляющий список достижений “провинциального” заморского отделения.

В этом отделении Intel техническим руководителем среднего звена несколько лет работал Джони Сруджи, в 2015 году самый секретный старший вице-президент Apple но “новым технологиям”. Руководитель всего что связано с микроэлектроникой.

Отделение в Хайфе – организация известная и авторитетная. На разработку архитектуры Skylake этой организацией ушли четыре года. Переосмыслив все что можно и найдя массу нестандартных решений, разработчики в очередной раз подтвердили авторитет Intel.

Получилось интересно. Было чем похвастаться.

Новую архитектуру анонсировали в сентябре 2014 года, на IDF – когда её предшественник Broadwell готовился к выходу в свет. Переход с 22 нм на 14 нм был намного сложнее, чем предполагали в Intel, отсюда и задержки, и нарушение обещаний. К моменту завершения разработки Skylake технология 14 нм была отлажена и освоена, и в третьем квартале 2015 года были произведены первые тиражи Skylake.

Samsung с этой технологией тоже было непросто, но они не жаловались.

“Строго по графику” – сообщила Intel. Обещали начать производство во втором квартале 2015 года, в нем (15 августа, это вообще-то третий квартал) и начали. Но все равно это было слишком быстро, и стало неожиданностью, для кого-то не особенно приятной.

Еще до конца 2015 года процессоры Skylake появились в Mac’ах. Но я вам об этом ничего не говорил.

По Небесному озеру, вплавь

Skylake – это процессоры для обычных компьютеров и для серверов, с TDP ((Thermal Design Power, “величина, показывающая, на отвод какой тепловой мощности должна быть рассчитана система охлаждения, например, процессора”) от 4,5 до 45 Ватт у процессоров для мобильных компьютеров, и до 91 Ватта – для настольных. И чуть ли не до 300 Ватт у процессоров для серверов.

В ближайшие годы “фруктовых” потребителей серверных процессоров не ожидалось, их и не случилось. Поэтому мы обсудим (поверхностно) только процессоры для настольных компьютеров и ноутбуков.

Выпускалось пять классов Skylake, в порядке от самого “слабого” до самого “мощного”: SKL-Y, SKL-U, SKL-H, SKL-X и SKL-S. SKL – это официальное сокращение для Skylake. Я уверен что вы догадались, но кто-то мог бы и не понять.

Процессоры SKL-Y больше не были “просто Core M”. Теперь их называли Core m3, Core m5 и Core m7. По взрослому. Модификации процессором обозначались несколько необычным образом, объясню на примерах. Core m7 – например, 6Y75. Внимание на цифру после “Y”. Core m5 – 6Y54 или 6Y57. Core m3 – 6Y30. Но Y-процессоры (по словам Intel, позволявшие уменьшить толщину ноутбуков еще раза в два) в 2015 году не использовались в Mac’ах.

И их производство в промышленных тиражах началось позже. Первыми из ворот заводов Intel вышли тиражи процессоров S-класса, i7-6700K и i5-6600К. Началось это 15 августа 2015 года.

В процессорах с индексами “K” и “X” после числового индекса официально разрешалось разгонять тактовую частоту, и для этого были предоставлены все возможности. Разгон любых других процессоров Skylake Intel категорически запрещала, и упорно боролась с этим явлением. На первых порах хитрые трюки Intel умельцы успешно парировали, но силы были неравными и Intel, в конце концов, победила в этой борьбе.

К середине сентября 2015 года было запущено массовое производство всех SKL-S.

Теперь ничто не мешало Apple выпустить 27-дюймовые iMac’и, ждавшие новых 4-ядерных процессоров с января 2015. У Apple были особые отношения с Intel, они были закадычными друго-врагами, поэтому Apple предупредили о выходе Skylake заблаговременно, пробную партию предоставили заранее – чтобы самые педантичные в мире ценители красоты могли изощряться ни в чем себе не отказывая, в условиях близких к боевым.

Новшества

Интересно, сколько новшеств в Skylake насчитал бы Фил Шиллер, ученик Стива Джобса? У Intel ни одного престидижитатора владеющего этим фокусом не нашлось.

Новшеств было много, остановимся только на некоторых из них.

В описание Intel HD Graphics девятого поколения (gen 9) мы пока углубляться не будем. В первых Mac’ах на Skylake встроенная графика не использовалась. Отметим только что она великолепна, и что 4-цифровые обозначения моделей GPU заменили на 3-цифровые. VGA встроенная графика от Intel больше не поддерживала.

Зато поддерживала “до 5 дисплеев с разрешением 4K”. Это так, хоть и с оговорками – но о графике как-нибудь в другой раз.

Skylake, официально, не поддерживала DDR3. Но никаких специальных мер против тех кто пожелает, несмотря ни на что, по каким-то важным соображениям, использовать эти чипы памяти, они работали без проблем. Отсутствие гарантии – не запрет.

Официально поддерживались DDR3L и DDR4. Благодаря Skylake, оперативная память DDR4 стала мейнстримом.

Поддержка DMI-3 (с пропускной способностью в 8 Гигатранзакций в секунду, у DMI-2 она не превышала 5 ГТ/с). Встроенная поддержка Thunderbolt 3 (Alpine Ridge), PCIe 3.0 и т.п..

Расширен набор инструкций, и много-много чего еще. По сравнению с Broadwell, выросла производительность, на 7-10%. Не слишком впечатляющее увеличение, но какое есть.

Зато появились просто фантастические новшества: варианты Skylake для ноутбуков поддерживали беспроводную технологию Rezence, разработанную альянсом A4WP (The Alliance For Wireless Power, Альянс по беспроводной передаче энергии).

Передача энергии для зарядки ноутбуков по воздуху и даже сквозь препятствия, и просто взаимодействие с периферией. Магия!

Альянс был создан в 2012 году. Если бы был жив Стив, эту плодотворную идею он бы не пропустил – Apple была бы в первых рядах, а поскольку при Стиве талантливые инженеры с авантюрным складом ума мечтали работать в компании и были готовы на все, лишь бы задача была невыполнимой и амбициозной. А это был именно тот случай. Но – увы.

Технология Speed Shift, дебютировавшая в Skylake, очень похожа на форсаж в военной авиации: на короткое время снимаются ограничения тяги двигателя, это опасно но может спасти экипажу жизнь.

С тех пор как процессоры научились снижать собственную тактовую частоту в ответ на неблагоприятные условия, контроль за тактовой частотой был передан самому умному и осторожному в комплексе процессор-система-программа – операционной системе.

И, как все умные сущности, операционные системы перестраховывались, не давая CPU выложиться полностью даже при выполнении очень важной задачи.

Speed Shift, на короткое время (в примере на слайде Intel – на 35 мс), ОС возвращает CPU управление собственной частотой. Процессор рискует, выкладывается по максимуму, его производительность при выполнении важной задачи увеличивается до максимума.

Speed Shift (из презентации на Intel Developer Forum 2014 года):

По истечению заданного времени, форсаж автоматически выключается, процессор возвращает управление операционной системе, а та возвращает процессор в безопасный режим. И овцы сыты, и волки целы.

Speed Shift активируется специальными командами процессора. В Windows 10 патч для этого появился в ноябре 2015. Про реакцию Apple на этот вызов поговорим в следующий раз.

Продолжение следует

Предлагаем подписаться на наш канал в «Яндекс.Дзен». Там вы сможете найти эксклюзивные материалы, которых нет на сайте.

Источник