Piledriver: conheça os recursos dos núcleos das atuais CPUs da AMD

11/10/2013 às 19:03

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A AMD vem batalhando para melhorar o desempenho de seus chips. Um grande salto foi dado com os processadores Bulldozer, mas a companhia não impressionou muito.

Um dos problemas, como apontamos, foi a falta de otimização dos softwares. Colocando essas adversidades no passado, a empresa seguiu em frente com uma nova arquitetura: a Piledriver.

Quando anunciou os chips com a novidade, a AMD prometeu ganhos de desempenho próximos dos 10 ou 15%. Em outubro do ano passado, a fabricante lançou os processadores com a arquitetura Piledriver e, de lá para cá, percebemos que pouco mudou, mas que realmente houve uma evolução no trabalho desses componentes.

(Fonte da imagem: Reprodução/ExtremeTech)

É curioso que, antes de lançar esses processadores, a AMD estava num beco sem saída devido à tecnologia de construção (ela manteve o processo de 32 nm de uma geração para outra). Apesar disso, a companhia encontrou formas de melhorar a arquitetura e atender aos principais desejos dos consumidores. Hoje, vamos ver um pouco sobre a tecnologia Piledriver.

Pequenos ajustes e adições

A primeira técnica utilizada para conseguir melhorar o desempenho dos produtos sem precisar criar algo totalmente novo foi o arranjo diferenciado dos componentes internos. Ao modificar o posicionamento dos módulos de memória cache L2 e L3, a companhia conseguiu resolver um pouco do problema de dissipação e aumentar o clock (e consequentemente a performance).

Seguindo os conselhos de diversos especialistas, a AMD investiu pesado para resolver as fraquezas de seus processadores. A aposta foi em trabalhar nos threads de execução. O que exatamente é isso? Bom, trata-se de módulos especializados na execução de tarefas.

(Fonte da imagem: Reprodução/Toms Hardware)

Os threads do Piledriver tentam minimizar os problemas de gargalo gerados nas filas de predição (quando o processador tenta encontrar padrões, prever ações e agir com mais rapidez é essencial). Essa solução de “filas de previsão” (prediction branch) foi criada diretamente nos cache L1 e L2, garantindo precisão superior e evitando perda de tempo.

Além dessas técnicas, a AMD apostou na inclusão de novas extensões: a FMA3 e a F16C. As duas novidades visam melhorar a precisão do chip, garantindo cálculos mais rápidos e eficientes. De acordo com o Tom’s Hardware, essas adições são mais luxos do que necessidades, visto que poucos programas são compatíveis.

Corrigindo erros

Os processadores geralmente costumam guardar grandes quantidades de dados para utilização posterior. Os chips com arquitetura AMD Bulldozer já tinham clusters separados para cada módulo e eles funcionavam de maneira razoável.

(Fonte da imagem: Reprodução/ExtremeTech)

Nos processadores com tecnologia Piledriver, a AMD incluiu dois clusters para cada módulo de computação, os quais podem processar 128 bits de carregamento por ciclo ou 128 bits de armazenamento por ciclo. A principal modificação aqui foi para corrigir um problema que o Bulldozer tinha na hora de utilizar um dado armazenado no registro.

O buffer da memória cache L1 também recebeu melhorias. O aumento das entradas para 64 (antes eram 32) possibilita melhor desempenho quando o processador está trabalhando com grandes quantidades de dados. Esta alteração deveria garantir melhorias para aplicações de servidores, mas a AMD relata que há diferenças em alguns jogos.

(Fonte da imagem: Reprodução/Toms Hardware)

Algumas modificações foram realizadas também na memória cache L2. Os processadores Vishera usam este componente de forma mais eficiente, diminuindo a latência (os atrasos no tráfego dos dados de um canto para outro) e possibilitando pequenas diferenças na velocidade para trabalhar com os dados de alguns aplicativos.

O futuro tem muito a oferecer

Como você pôde ver, a atual arquitetura dos processadores AMD Vishera (FX-9000, FX-8300, FX-6300 e FX-4300) não é exatamente algo totalmente inovador. Tirando as pequenas modificações no arranjo de componentes — que possibilitaram um aumento na frequência — e as alterações no cache, não podemos dizer que se trata de algo revolucionário.

De qualquer forma, houve uma evolução e ela foi muito bem-vinda, afinal, a AMD não pode ficar para trás nesta corrida de processadores. Contudo, os grandes planos da AMD estão por vir. Em vez de desvirtuar do plano, a companhia vem trabalhando para melhorar ainda mais a Piledriver e lançar duas sucessoras: a Steamroller (para 2013/2014) e a Excavator (para 2015).

(Fonte da imagem: Reprodução/Hardware Canucks)

Não há muitas informações sobre a Excavator, mas de acordo com as notícias mais recentes a Steamroller conta com melhorias no paralelismo de processamento, nas instruções independentes, na predição e em caches mais inteligentes. De acordo com a AMD, o aumento em desempenho pode chegar a 30% e deve haver redução no consumo de energia.