За судьбой микроархитектур Bulldozer и Bobcat поклонники AMD следят с 2007 года, когда появилось первое упоминание о них. Как наверняка помнят наши читатели, эти микроархитектуры в значительной степени являются родственными, но ориентироваными на разные рынки. Bulldozer предназначен для высокопроизводительных серверов и ПК, где будет конкурировать в следующем году с процессорами поколения Sandy Bridge. Bobcat, напротив, нацелен в сегмент мобильных и высокоэкономичных решений, и будет конкурентом Intel Atom и VIA Nano. Сегодня AMD официально представила обе микроархитектуры и поведала о них в подробностях на конференции Hot Chips. Сразу стоит отметить, что подробный обзор всех новшеств явно не укладывается в рамки новостной ленты, так что рассмотрим наиболее значимые и интересные моменты.

Начнём со старшей микроархитектуры – Bulldozer. Данная архитектура разработана фактически с нуля и не является эволюционным развитием К10, хотя если очень внимательно изучать и придираться, можно сказать, что изредка "уши торчат". Факт новизны скорее стоит считать положительным, потому как К10 является глубоким развитием идеологии K7, со всеми её преимуществами и недостатками, так что такой отказ от наследия позволит избежать слабых мест старой микроархитектуры и реализовать новые идеи, которые лягут в основу будущих поколений процессоров. В конце концов, потенциал К10 фактически исчерпан и плохо вписывается в многоядерное будущее.

Хорошо видно, что Bulldozer является чем-то качественно новым, даже сложно понять, как теперь считать ядра и что это такое вообще – глубоко интегрированный двухъядерный процессор или же одноядерный процессор с эволюционировавшим аналогом технологии Hyper-Threading. Как поясняет AMD, данный компонент называется "модулем" и содержит в себе два условно независимых вычислительных ядра и общие блоки: блок вещественных вычислений, кэш второго уровня, устройства выборки и декодирования инструкций, а также ряд других блоков.

Итак, в чём же основные отличия модуля Bulldozer от ядер Phenom и Nehalem? Во-первых, это уже упомянутый уникальный дизайн компоновки вычислительных устройств в модуле, по сути тесно сплетающий два ядра в одно, что должно повысить скорость работы многопоточных задач. Во-вторых, AMD переняла "сильные" стороны конкурирующих микроархитектур Intel - общий для двух ядер кэш второго уровня и увеличения числа каналов декодера с трёх до четырёх, что позволит ему за один такт декодировать до четырёх (8 с макрослиянием) инструкций против трёх (6) у K10 и четырёх (5) у Nehalem. Это позволит лучше загрузить работой вычислительные устройства модуля, что положительно скажется на общей производительности. По утверждениям AMD, добавление второго индивидуального ядра с набором собственных целочисленных и адресных исполнительных устройств увеличивает площадь модуля всего на 12%, но позволяет фактически удвоить производительность в ряде случаев. По сути, это промежуточный шаг между одним ядром с виртуальной двухпоточностью (Hyper-Threading), когда два потока конкурируют за ресурсы процессора, и честным двухъядерным вариантом, где будет наблюдаться меньшая загрузка исполнительных устройств одним потоком. Таким образом, можно считать, что основной девиз архитектуры Bulldozer – увеличение производительности на транзистор (ту же площадь), чем раньше. Также стоит помнить, что в распоряжении модуля и двух целочисленных ядер окажется мощный блок вещественных вычислений, с поддержкой инструкций AVX.

На первый взгляд, AMD создала достаточно компактную, но при этом мощную и хорошо масштабируемую вычислительную микроархитектуру, но пока это только тот самый "бумажный дракон". Очень сложно объективно оценить скорость работы, имея на руках только описание вместо тестовых образцов, но все предпосылки к успеху у Bulldozer есть. Даже с высоким тепловыделением и низкой энергоэффективностью, скорее всего, удастся справиться, так как первые образцы Bulldozer в виде ядра Zambezi (4 модуля), будут производиться по 32 нм технологическому процессу и использовать систему полного обесточивания неиспользуемых блоков (используется Intel в Core 2 и Nehalem).

Теперь перейдём к не менее интересной микроархитектуре Bobcat. Здесь во главу угла поставлена максимальная производительность при минимальном энергопотреблении. AMD обещает до 90% производительности обычного процессора при потреблении порядка 1-10 Вт. Вероятно, имеется в виду равночастотный Athlon II, но опять же, сложно понять по бумаге, как оно будет работать в "железе".

Микроархитектура Bobcat, по сути, является облегченной половинкой модуля Bulldozer. Удалению подверглось всё, что приносило мало производительности, но сильно грелось или занимало много места на кристалле. К примеру, процессор лишён поддержки инструкций SSE4 всех видов, AVX, а также 3DNow! Блок целочисленных вычислений также лишился части "лишних" устройств, а от величия блока вещественных вычислений не осталось и следа, по сути, это два набора устройств с непересекающимися возможностями. Кэш второго уровня объёмом 512 Кбайт будет работать на половинной частоте ядра. Никуда не делась и технология отключения от питания неиспользуемых блоков. Число каналов декодера уменьшено в два раза, по сравнению с Bulldozer, но при этом сохранены мощные блоки предсказания ветвлений и высокая скорость разметки и выборки инструкций, на уровне К10.

В значительной степени Bobcat напоминает Atom, с той лишь разницей, что использует чуть более мощные вычислительные устройства, а также эффективные технологии загрузки работой этих самых вычислительных устройств, в том числе внеочередное исполнение, которого Atom лишён. Таким образом, действительно есть все предпосылки для получения относительно высокой производительности при минимальном энергопотреблении. Относительно Atom, Bobcat скорее всего окажется ненамного прожорливее, но ощутимо быстрее, так что остаётся констатировать факт появления у Atom хоть пока и "бумажного", но всё же весьма серьёзного конкурента.

Итак, AMD представила подробности о своих новых микроархитектурах, которые найдут своё воплощение "в железе" уже через полгода. Обе микроархитектуры смотрятся очень хорошо и современно. Есть все предпосылки, что они смогут составить конкуренцию решениям Intel во всех целевых сегментах рынка, но выяснить это окончательно можно будет только после появления объективных данных о быстродействии и других потребительских качествах процессоров AMD нового поколения.