Процессоры

В Лас-Вегасе сегодня началась главная выставка потребительской электроники. Больше 180 000 людей и 4400 компаний приехали в Лас-Вегас, чтобы показать и посмотреть последние гаджеты и технологии. В числе тех, кто похвастается своими техническими достижениями, будут Huawei, Intel, Samsung, LG, Asus, Qualcomm, Hyundai, TCL, Sony, Toyota и Hisense. Некоторые из них уже показали устройства, которыми собираются удивлять нас в новом году, а другие – выпустили долгожданные технологии, разработка которых велась много лет.

Итак, пришло время поговорить о следующем поколении мультиклеточных процессоров: MultiClet S1. Если вы впервые слышите о них, то обязательно ознакомьтесь с историей и идеологией архитектуры в этих статьях:

• «Мультиклеточный процессор — это что?»
• «Мультиклет R1 — первые тесты»
• «Компилятор С/С++ на базе LLVM для мультиклеточных процессоров: быть или не быть?»

На данный момент новый процессор находится в разработке, но уже появились первые результаты и можно оценить, на что он будет способен.

Все это собиралось из под Ubuntu 16.04.

Решение собрать прошивку родилось из за отсутствия в свободном доступе образа для этой платы (Olimex A13-Olinuxino). А производитель предлагал преобрести SD карту с образом и стоило что то около 10 евро на тот момент, что очень не устроило, к тому же она была рассчитана на наличие монитора.

Конфигурирование загрузчика будем формировать для загрузки с SD карты. Поскольку NAND памяти на плате нету а все остальные варианты загрузки слегка кривоваты (у кого получиться собрать uboot для загрузки с USB носителя, пусть сделает два шага вперед и поделится). Алгоритм загрузки процессора allwinner a13 можно найти на сайте производителя. Или вот вырезка из даташита.

Однажды в старой коробке была найдена была найдена борда Olinuxino от Olimex на процессоре A13 от Allwinner, с 512Мб на борту. Порывшись, там же был найден старый самодельный преобразователь интерфейсов USB – uart/spi на FT-шке (который когда то делался для прошивки AVRок) и блок питания от какого то радиотелефона, все это хозяйство на фотографии ниже.

Выкидывать жалко, мусор тоже хранить лишний не хочется, вот и было решено собрать из этого простенький веб сервер, на поиграться.

Массивный и аппаратный параллелизм — горячие темы 21 века. Для этого есть несколько приятных причин и одна довольно печальная.

Две приятные причины: комбинация отличной работы GPU в играх и при этом их неожиданное побочное использования в глубоком обучении ИИ, поскольку там на аппаратном уровне реализован массивный параллелизм. Печальная причина в том, что скорость однопроцессорных систем с 2006 года упёрлась в законы физики. Нынешние проблемы с утечкой и тепловым пробоем резко ограничивают увеличение тактовой частоты, а классическое снижение напряжения теперь натыкается на серьёзные проблемы с квантовым шумом.

Конкурируя за внимание публики, производители процессоров пытаются впихнуть в каждый чип всё больше процессорных ядер, рекламируя теоретическую общую производительность. Также быстро растут усилия на конвейеризацию и спекулятивные методы выполнения, которые применяют многопоточность под капотом, чтобы видимый программисту одиночный процессор быстрее обрабатывал инструкции.

Последний пост в году мы обычно посвящаем подведению его итогов — чем жила компания в 2018 и чего добилась. Скажем сразу: в уходящем году было маловато ярких событий. Похоже, это тенденция такая: яркость новинок неуклонно понижается. Но что-то в нем определенно произошло — вот на этом мы и остановимся. А чтобы было интереснее читать, разбавим текст лучшими короткими роликами Intel — теми, что набрали более миллиона просмотров на канале компании в YouTube. На КДПВ в этот раз — самое популярное видео года, 5 млн. просмотров

После нескольких мучительных месяцев ожидания недавно я получил свой HiFive Unleashed, и это невероятно круто. Для тех, кто не в курсе, HiFive Unleashed — это первый одноплатник на RISC-V с поддержкой Linux, ориентированный на потребителя. Если ещё не понятно, RISC-V — это открытая, свободная архитектура набора команд, а HiFive — открытый процессор, реализующий её. И вот он на моём обеденном столе:


Плата реально классная. В течение ближайших месяцев постараюсь подготовить всё необходимое для сервиса непрерывной интеграции builds.sr.ht, через который будет автоматизирована оставшаяся часть переноса Alpine Linux, а также установка любых других операционных систем (в том числе не-Linux) и пользовательских программ, которые вы захотите портировать на RISC-V. Я вполне уверен, что это будет первый подобный проект на оборудовании RISC-V, открытый для публики.

С 7 по 9 ноября в Институте космических и информационных технологий Сибирского федерального университета прошла I Зимняя школа «Цифровые встраиваемые системы». Участниками школы были студенты и аспиранты СФУ.

В этом руководстве я расскажу, как написать собственную виртуальную машину (VM), способную запускать программы на ассемблере, такие как 2048 (моего друга) или Roguelike (моя). Если вы умеете программировать, но хотите лучше понять, что происходит внутри компьютера и как работают языки программирования, то этот проект для вас. Написание собственной виртуальной машины может показаться немного страшным, но я обещаю, что тема удивительно простая и поучительная.

Окончательный код составляет около 250 строк на C. Достаточно знать лишь основы C или C++, такие как двоичная арифметика. Для сборки и запуска подходит любая Unix-система (включая macOS). Несколько API Unix используются для настройки ввода и отображения консоли, но они не являются существенными для основного кода. (Реализация поддержки Windows приветствуется).

Примечание: эта VM — грамотная программа. То есть вы прямо сейчас уже читаете её исходный код! Каждый фрагмент кода будет показан и подробно объяснён, так что можете быть уверены: ничего не упущено. Окончательный код создан сплетением блоков кода. Репозиторий проекта тут.

На прошедшем недавно Intel's Architecture Day 2018 был сделан ряд интересных и многообещающих анонсов, показывающих направление движение компании в течении следующих нескольких лет. В этом посте мы остановимся на новостях, связанных с графикой Intel: новом поколении графического ядра для процессоров Core, а также дискретном графическом адаптере Intel, который теперь получил свое имя.

Intel разработала чип 8087 в 1980 году для того, чтобы улучшить производительность ПК с процессорами линеек 8086/8088 (таких, как IBM PC) при выполнении операций с плавающей запятой. Поскольку первые микропроцессоры были предназначены для выполнения операций с целыми числами, выполнение операций с числами с плавающей запятой было медленным, что уже и говорить о выполнение трансцендентных операций, таких как тригонометрические функции или логарифмы. Сопроцессор 8087 значительно повысил скорость выполнения задач с плавающей запятой, все выполнялось почти в 100 раз быстрее. Архитектура 8087 была реализована и в более поздние процессоры Intel, а инструкции 8087 по-прежнему используются в современных x86 ПК. Intel представила в 1980 году чип 8087, предназначенный для улучшения производительности вычислений с плавающей запятой на процессорах 8086 и 8088.

Только вчера мы разбирались, почему медиа твердят о потере Intel доминирующей позиции на рынке и как на компании отразится внедрение Amazon собственного серверного ARM-процессора, как представители технологического гиганта сделали очередной крупный анонс.

Компания Intel представила новую трехмерную архитектуру CPU под названием Foveros. Во второй половине 2019 года технологический гигант планирует поставить на рынок новый тип процессоров с шагом каждого слоя 10 нм и 22 нм соответственно.


Кликабельно

Почему этот анонс от Intel так важен? Производители оборудования и специалисты сферы уже давно говорят о замедлении темпов развития вычислительных средств и несоблюдении Закона Мура в сфере CPU. Одна из причин — использование однослойной архитектуры и постоянное стремление одновременно уменьшить площадь чипа, при этом увеличив количество транзисторов на квадратный миллиметр. При этом переход на трехмерную архитектуру не только решает часть вопросов с дальнейшим увеличением вычислительной мощности, но и открывает нам путь к созданию полноценных чиплетов.

Если вы занимаетесь выращиванием больших баз данных и вдруг упираетесь в потолок производительности — пришло время расширяться. Со scale-out расширением понятно: серверы добавляете и горя не знаете. Со scale-up все не так весело. Согласно стандартной glueless-архитектуре, мы берем два процессора, потом добавляем к ним еще два… так доходим до восьми и все. Больше Intel не предусмотрел, копите на новый сервер.



Но есть и альтернатива — glued-архитектура. В ней двухпроцессорные вычислительные блоки соединяются между собой через нод-контроллеры. С их помощью верхний порог на один сервер поднимается до 16 и более процессоров. В этом посте подробней расскажем о glued-архитектуре вообще и о том, как она реализована в наших серверах.

Если вы лениво следите за последними новостями, просматривая заголовки в своей ленте, то в течение последних двух лет вы сталкивались с пассажами примерно такого уровня: «Amazon борется с доминацией Intel и запускает производство своих серверных CPU», «Intel теряет значительную долю рынка», «Amazon отказывается от процессоров Intel», «В разработке находятся серверные ARM-процессоры от Amazon», «Intel переносит потребительский релиз 10 нм CPU» и наконец «Intel представит 7 нм процессор в 2020 году».

Конечно, заголовки эти весьма примерные и если вы не занимаетесь обслуживанием серверов или не арендуете мощности у AWS, то все это вас слабо касается. Ну барахтаются там гиганты между собой, как девицы на вечеринке лупят друг друга мешками, набитыми деньгами, при этом Qualcomm и AMD ведут каждый свою разработку, у NVIDIA какое-то движение с их CUDA, а Apple как обычно тихо в углу жует клей занимается своими делами. А еще создается впечатление, что скоро Intel свергнут, если уже не свергли (до сих пор сидят на 14 нм !), про электовафельницы от AMD перестанут шутить да и вообще, Amazon станет крупным производителем ARM-процессоров. Но все далеко не так, так что давайте разбираться.

Вчера начался ежегодный технический саммит Qualcomm, на котором компания представила Snapdragon 855, первую мобильную платформу с поддержкой 5G (пресс-релиз). В следующем году такие чипы можно будет увидеть во многих топовых смартфонах.

Судя по всему, Qualcomm ожидает в следующем году массовое развёртывание сетей 5G в разных регионах мира.

В Университете Бингемтон (Нью-Йорк) разработали новую технологию для охлаждения процессоров, которая позволит отказаться от термопасты. Теплопроводящий материал наносится прямо на поверхность чипа при помощи 3D-печати. По оценкам экспертов, их решение способно понизить рабочую температуру процессоров в дата-центрах на 10°C.

Расскажем о технологии и поговорим о других экспериментальных методах охлаждения CPU.

Уже давно известное быстрое преобразование Фурье используется не только для решения задач цифровой обработки сигналов, распознавания объектов на изображении, но и в компьютерной графике. Джерри Тессендорфом была описана математическая модель, позволяющая синтезировать океанские волны и анимировать их в реальном времени. В основе этой модели лежит двумерное БПФ.

Когда мне была поставлена задача разработать приложение для DSP-процессора, визуализирующее работу БПФ, я понял, что моделирование волн отлично подойдет для этой цели.

Часть 1 → Часть 2 → Часть 3 → Часть 4

Потребляемая мощность

Что есть TDP, вот в чем вопрос

Примечание. Когда мы изначально разместили эту страницу, мы опубликовали результаты тестирования на материнке ASRock Z370. Позже мы обнаружили, что напряжение, подаваемое материнской платой, было заметно выше предполагаемого. Нам пришлось проделать работу заново, используя материнскую плату MSI MPG Z390 Gaming Edge AC, которая не имеет этой проблемы.

Часть 1 → Часть 2 → Часть 3 → Часть 4

Игровые тесты: World of Tanks enCore

Несмотря на то, что World of Tanks сильно отличается от большинства других часто играемых массовых многопользовательских онлайн-игр, он позволяет игроку очутиться в середине 20-го века и под свой контроль целый ряд боевых бронированных машин. World of Tanks (WoT) разрабатывается и издается Wargaming, которые базируются в Беларуси, причем саундтрек к игре в основном написан белорусским композитором Сергеем Хмелевским. Игра предлагает несколько точек входа, включая free-to-play, а также позволяет игрокам платить за получение дополнительных возможностей. Один из самых интересных фактов об этой MMO на базе танков заключается в том, что она достигла статуса eSports, когда дебютировала на World Cyber Games еще в 2012 году.

Часть 1 → Часть 2 → Часть 3 → Часть 4

Системные тесты

В разделе «Системные тесты» основное внимание уделяется тестированию в реальных условиях, с которыми сталкивается потребитель, с небольшим уклоном в пропускную способность. В этом разделе мы рассмотрим время загрузки приложения, обработку изображений, простую физику, эмуляцию, нейронное моделирование, оптимизированные вычисления и разработку трехмерных моделей, с использованием легкодоступного и настраиваемого программного обеспечения. Хотя некоторые из тестов попроще перекрываются возможностями больших пакетов, таких как PCMark, (мы публикуем эти значения в разделе офисных тестов), все же стоит рассмотреть различные перспективы. Во всех тестах мы подробно объясним, что тестируется и как именно мы тестируем.