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Análisis en profundidad de CPU AMD Bobcat y Bulldozer de próxima generación

Bobcat cuenta con una caché L1 de 64K (instrucciones de 32K / datos de 32K) y 512K de caché L2 por núcleo; un procesador Ontario de doble núcleo contará con un caché L2 de 1 MB en total. El predictor de marca de Bobcat se describe como “de vanguardia”, una afirmación que es difícil de analizar sin información adicional. Sin embargo, una característica nueva es que el predictor de sucursales apaga las unidades que no están en uso para reducir el consumo total de energía.

El decodificador de Bobcat (arriba, en rojo) toma una página del libro de jugadas de Intel. Como Atom, es un diseño de doble problema que se centra en la eficiencia de la instrucción. Los procesadores x86 modernos en realidad no ejecutan instrucciones x86. Desde el Pentium Pro, todos los microprocesadores han traducido las instrucciones x86 en microoperaciones antes de realizar cualquier cálculo. Cuando diseñó Atom, Intel optó por no decodificar la mayoría de las instrucciones x86 en microoperaciones y, en su lugar, combinó varias instrucciones en microoperaciones individuales.

AMD afirma que Bobcat puede “asignar directamente el 89 por ciento de las instrucciones x86 a un solo micro-Op, un 10 por ciento adicional a un par de micro-operaciones, y las instrucciones x86 más complicadas (<1%) están microcodificadas". Intel citó cifras muy similares cuando presentó el decodificador de Atom, pero es probable que haya algunas diferencias sutiles en las capacidades de los dos núcleos.

No vamos a entrar en grandes detalles sobre las unidades ALU y FPU de Bobcat (los bloques amarillo-naranja y turquesa), pero están estructuradas de manera similar a lo que esperaría encontrar en un núcleo de gama alta como Shanghai. Cuando Intel construyó Atom, optó por incluir la menor cantidad posible de unidades de ejecución para ahorrar energía. AMD no está tan dispuesto a sacrificar el rendimiento.

El 512K L2 de Bobcat es asociativo de 16 vías, ECC protegido y utiliza “reloj de media velocidad para la reducción de potencia”. No está claro si esto significa que la caché L2 solo se ejecuta al 50 por ciento de la velocidad de reloj del núcleo de forma predeterminada, o si la caché se reduce cuando no se usa mucho.

La canalización del nuevo núcleo se ve así:

Eso es 15 etapas en total; de las seis etapas de recuperación, tres de ellas son utilizadas por la unidad de predicción de rama. AMD no dice nada sobre el motivo, citando preocupaciones competitivas. Nuevamente, esto coincide con la canalización de 16 etapas de Atom, al igual que las latencias de caché de Bobcat. La latencia de la caché L1 es de 3 ciclos y la L2 es de 17 ciclos. Finalmente, tenemos nueva información sobre las tecnologías de ahorro de energía que AMD adoptó con Bobcat. Uso de archivos de registro físico Uso extensivo de colas sin cambios con punteros Compuerta de reloj de grano fino Compuerta de energía del núcleo integrado Solo se sincronizan los arreglos necesarios Eliminación de bits de mercado de instrucciones en la caché I Encontrar la curva de la curva (analizar las ganancias de rendimiento contra los costos de energía Pulido de las rutas de velocidad para aumentar la mezcla de Vt y reducir las fugas

Por qué estamos emocionados

Para cuando llegue Bobcat, Atom habrá tenido el mercado de netbooks casi por completo para sí mismo durante 2,5 años. Donde alguna vez esperábamos que Nano de VIA introdujera competencia en el mercado, ahora parece casi seguro que AMD será la primera empresa en hacerlo. Seríamos negligentes si no notáramos que Ontario en realidad no lo haré competir con Atom en una gran cantidad de mercados; Atom fue diseñado específicamente para escalar a dispositivos portátiles y envolventes de energía que Bobcat no podrá alcanzar. Sin embargo, cuando los dos chips se encuentran, esperamos que Ontario supere a Atom.

En el lado de los gráficos, nos encantaría pensar que 2011 es el año en que Intel nos deslumbrará a todos con una nueva y brillante GPU lista para Atom, pero no es probable que eso suceda. Curiosamente, podríamos ver a Intel cambiar su tono sobre ION de NVIDIA si siente que la futura solución integrada de AMD está golpeando un punto débil en la armadura de Atom.

Bobcat no ha recibido tanta atención como Bulldozer, pero creemos que es mucho más probable que el chip de bajo consumo tenga un efecto en los resultados finales y la participación de mercado de AMD en los próximos 12 meses. Si Sunnyvale lo apunta correctamente, podría ofrecer un rendimiento mucho más alto que el que el mercado de netbooks está acostumbrado a un precio extremadamente atractivo. La plataforma Brazos de AMD no rejuvenecerá por sí sola la división móvil de AMD, pero podría cambiar lo que la gente espera de un netbook o un portátil de gama baja.