24 de fevereiro de 2016

Processadores e perspectivas 2016

Em 2015, a Intel lançou duas arquiteturas, a Broadwell e a Skylake. Em 2016, AMD, por sua vez, anunciou o lançamento no fim do ano de seus processadores com a nova arquitetura Zen, que promete 40% a mais de desempenho. É a primeira nova arquitetura desde a Bulldozer lançada em 2011, cujas iterações lançadas ao longo dos anos apenas trouxeram pequenas melhorias de desempenho, segue abaixo uma tabela detalhando-as:


Interessante notar que a linha FX não foi atualizada desde 2012, parando na segunda geração, o que acabou por prejudicar também a linha Opteron, para servidores, que também não foram atualizados. A última iteração chamada Excavator, foi lançada apenas para notebooks, com a exceção do Athlon X4 845 anunciado em janeiro. O site Anandtech fez um excelente review comparando notebooks com esses processadores.

O Carrizo para o socket FM2+, muito provavelmente foi lançado para desovar chips com problemas nos gráficos integrados ou nas portas Sata/USB, estas últimas na plataforma Carrizo, por ser um SoC (System on a Chip), são integrados ao processador, enquanto no socket FM2+ são geridas pelo chipset.


A AMD promete uma melhoria de 40% no desempenho por núcleo Zen, seu lançamento está agendado para o final de 2016 e as APUs para 2017. Rumores dizem que existirão processadores com até 32 núcleos, provavelmente não em desktops, lembrando que o máximo atual da Intel são 18 núcleos em processadores para servidores com a arquitetura Haswell.

Estimativas de um usuário do Reddit colocam o desempenho por núcleo do "Zen" entre a quarta e a quinta geração dos processadores Core da Intel. É muito difícil que essas estimativas estejam realmente corretas, pois dependem de muitas suposições (primeiramente, são realmente 40%, não 35%, ou quem sabe 45%?), da ferramenta de benchmark utilizada, etc. Na realidade, se o desempenho por núcleo fosse equivalente à segunda geração da Intel já seria o suficiente, ainda mais considerando um processador sem GPU integrada, onde a AMD poderia lançar um com 8 núcleos com aproximadamente a mesma área (consequentemente custo parecido) a um Intel com 4 núcleos, já que metade do processador da Intel é a GPU, geralmente não utilizada em sistemas de alto desempenho.

Em 2015, a Intel terminou de lançar sua quinta geração, a primeira a utilizar tecnologia de 14 nm (no fim de 2014 ela lançou processadores de baixo consumo Core M), conhecida como Broadwell, com dois modelos para desktops: o Core i7 5775C e o Core i5 5675C. Sua principal atração é o cache da GPU de 128 MB, que funciona como um cache L4, segundo reviews ele aumenta o desempenho em programas cujo acesso à memória seja um gargalo, veja o teste "STARS Euler3d computational fluid dynamics" aqui.

A GPU, devido a essa memória, também melhorou bastante, passando a ser o processador com GPU integrada mais rápida do mercado, superando a AMD. O desempenho ficaria na casa de uma Geforce GTX 750, ou seja, é possível jogar tranquilamente. Umas das desvantagens desses processadores é a compatibilidade unicamente com os chipsets da série 9, o que remove boa parte das placas mãe do mercado, já que não existem chipsets de entrada nessa série, como o H81 ou o "empresarial" B85. Além de serem muito caros, provavelmente quem pretende gastar tanto com um processador também compraria uma GPU discreta, diminuindo a atratividade desses modelos.

Processador Intel Core i7 6700K, o mais poderoso Skylake até o momento (fonte)
Já em novembro a Intel, como prometido, lançou sua 6ª geração, chamada Skylake. As principais novidades são o novo socket 1151, suporte a memórias DDR4, novas instruções de segurança, uma arquitetura modular de I/O no chipset Z170 (leia mais aqui), uma nova arquitetura de GPU e a remoção do controlador de tensão introduzido na 4ª geração. Esta remoção provavelmente ocorreu devido a menor eficiência desse controlador em comparação a um discreto na placa mãe, além do maior aquecimento do processador. Era especulado que eles contassem com instruções SIMD (única instrução para múltiplos dados) AVX 512, no fim apenas versões de servidores deverão vir com elas.

Cada vez fica mais difícil migrar para novas tecnologias de fabricação, dizem (como muitas vezes antes), que a lei de Moore está morta, Com isso a Intel atrasou a geração de 10 nm para lançar uma terceira geração em 14 nm (e 7ª na contagem geral), chamada Kaby Lake. Acabando assim com a roadmap Tick Tock, onde o Tick é um novo processo de fabricação e o Tock uma alteração maior na arquitetura do processador. A nova maneira seria algo como um "Tick Tock Tock". A 8ª geração Cannonlake, primeira em 10 nm, está programa para 2017, seguida pelas Icelake e Tigerlake. Extrapolando, apenas em 2020 teríamos um processador, não nomeado, de 7 nm.

ARM

No mercado ARM, temos o lançamento do Snapdragon 820, que deve equipar os Smartphones Flagships deste ano. É a primeira arquitetura 64 bit desenvolvida em casa pela Qualcomm. Muito provavelmente ela esperava uma mudança mais no futuro, com a Apple queimando a largada em 2013, foi obrigada a também lançar processadores 64 bit e consequentemente utilizar os núcleos de referência da ARM.

O atual Snapdragon 810 utiliza 8 núcleos, 4 de baixo desempenho, chamados de A53, e 4 A57. Particularmente não gosto dessa arquitetura, pois é realmente difícil um aplicativo utilizar todo esse poder. A nova arquitetura Kryo terá 4 núcleos, 2 de baixo e 2 de alto desempenho, seguindo o padrão da Apple de utilizar menos núcleos com um desempenho superior. Análises de desempenho são bem promissoras.

Protótipo de um telefone com o Snapdragon 820 (fonte)
É importante entender, que, ao contrário do mercado x86, a ARM pode licenciar um núcleo padrão, como o atualmente muito utilizado A53 para outras empresas o personalizarem, integrando uma GPU, DSP, modems, etc. Empresas como a Qualcomm, Apple, Nvidia desenvolvem em casa sua própria arquitetura, otimizada para os seus requerimentos.

A Apple tem um desempenho por núcleo muito superior aos competidores, rivalizando em alguns casos com processadores da Intel. Para se ter ideia, a CPU utilizada no iPad Pro tem 2 núcleos e 3 MB de cachê em um die (a pastilha de silício em que é fabricado) de 147 mm², enquanto um Core i7 de sexta geração com 4 núcleos tem apenas 122 mm². É verdade que essa grande diferença é devido a GPU extremamente poderosa do iPad para suprir a resolução de 2732x2048 pixels e outras unidades funcionais dedicadas, além um processo de fabricação inferior ao da Intel, mas mesmo assim o SoC do iPad Pro não deixa de ser impressionante.

A AMD lançou seu primeiro processador ARM agora no começo de 2016, com a série Opteron A1100. A linha tem de 4 a 8 núcleos e clocks entre 1,7 a 2,0 GHz, suporte a dual channel em memórias DDR3 ou DDR4, 8 linhas PCIe 3, 14 portas Sata 3 e duas portas de rede 10 Gbps. Não acredito que esse produto seja competitivo no mercado, mas abre caminho para produtos futuros.

Concluindo

Sem dúvidas este ano será pautado pela expectativa do lançamento dos novos processadores da AMD. Portanto, ao longo do ano espere dezenas de rumores, vazamentos, noticias falsas. Minhas expectativas são realmente altas, pois os últimos processadores de alto desempenho da AMD estão duas gerações de manufatura atrás da Intel, o que já aumenta muito o seu consumo de energia. Concorrência no mercado é sempre bom, talvez forçando a Intel a lançar processadores com mais núcleos por um custo menor.

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