Rozšíření jádra získalo o 19 % vyšší výkon při stejném taktu
Procesory Intel Alder Lake budou asi největší hardwarová událost letoška. Jsou ještě přes dva měsíce daleko, ale už jsme dostali snad nejvíc očekávané info: Intel odhalil architekturu jader těchto CPU. Ta slibuje velké navýšení výkonu – půjde o jeden z největších architektonických skoků v x86 procesorech. Například poprvé přináší šest paralelních dekodérů a další posílení IPC, čímž Intel jde podobou cestou jako účinná jádra Applu.
Teprve nezávislé testy pořádně ukáží, jak velkých výkonnostních skoků tímto překopáním architektury Intel dosáhne. Firma samotná uvádí, že naměřila 19% zlepšení IPC, neboli o 19 % vyšší výkon při stejné frekvenci (na 1 MHz).
Tato hodnota je průměrem z mnoha úloh. Intel ji odvozuje od měření v benchmarcích SPEC CPU 2017, SYSmarku 25, PCMarku 10, WebXPRT13 a Geekbench 5.4.1, přičemž je to porovnání jádra Golden Cove v procesoru Alder Lake (tedy bez AVX-512 a s 1,25MB L2 cache) a desktopového Rocket Lake (s AVX-512 a s 512KB L2 cache), obojí s pevně nastavenou frekvencí 3,3 GHz (není mi ale jasné, zda také byly stejně rychlé paměti). Ono AVX-512 na tom může být důležité, protože minimálně v některých těchto testech trošku IPC přidává, takže pokud byste měli jádro Golden Cove s AVX-512 aktivním, nebo naopak AVX-512 vypnuli i u Rocket Lake/Cypress Cove, tak by zřejmě zlepšení IPC pro novou architekturu vycházelo vyšší, přesahující 20 %.
I zlepšení o 19 % je ovšem dost vysoké, mírně vyšší než 18% zlepšení, které Intel uváděl pro předchozí novou architekturu Sunny Cove/Ice Lake. Ještě jednou ale je třeba zdůraznit, že jde o průměr z testů a ve skutečnosti se IPC v každém programu liší. Jak můžete vidět na grafu, který dílčí výsledky a průměr ukazuje, míra zlepšení výkonu na 1 MHz je u architektury Golden Lake skutečně kontinuum: ve výjimečných případech dokonce nastává regrese, což může být z mnoha důvodů (třeba nějakými změnami chování prefetche nebo cache, které zrovna programu nesedly, ale mohlo jít i o efekt odebrání AVX-512).
A na druhou stranu je zase spousta programů, kde je nárůst IPC vyšší než průměrná hodnota. Podle grafu jsou dokonce i úlohy, kde Golden Cove dosáhlo o 60 % lepšího výsledku – v takových programech se asi výrazně projevilo odstranění nějakého „úzkého místa“ existujícího v předchozím jádru, jelikož byly výrazně limitované nějakým prostředkem, který Golden Cove posílilo (propustnost L1 cache, počet load operací za cyklus, 32B Fetch místo 16B…).
U her bude víc faktorů
Tento údaj o 19% navýšení IPC je také platný pro aplikační software. Asi vás často nejvíc zajímá výkon ve hrách, v tom se ale zlepšení proti předchozí generaci procesorů může docela lišit. Herní výkon je dost specifický a závisí sice mimo jiného i na jednovláknovém výkonu jádra CPU (kde má Alder Lake jak je vidět potenciál), ale dále také na kapacitě L3 cache, latenci paměti a dalších faktorech.
Zatím nemáme údaje o tom, jak moc vylepší herní výkon přechod na paměti DDR5, ale když nic jiného, tak nejvyšší konfigurace desktopového Alder Lake by zdá se měly mít 30 MB L3 cache, tedy více, než Core i9-11900K (16 MB) nebo i9-10900K (20 MB), což je slibné. Spíše se tedy asi dá očekávat, že herní výkon výrazně naroste proti procesorům Rocket Lake i Ryzenům 5000, Alder Lake by mohlo Intel zase posadit na trůn nejrychlejšího procesoru pro herní PC.
Aplikační výkon by měl být excelentní
Jednovláknový výkon jádra Golden Cove by ale každopádně měl být excelentní, tato část je asi už celkem jistá. V současnosti se zdá jasné, že by měl o nejspíš dost významná procenta překonat úroveň, na které je jednovláknový výkon procesorů AMD s architekturou Zen 3 (tedy Ryzen 9 5900X, Ryzen 9 5950X). Současně by také procesory Alder Lake by měly výrazně překonat i procesory Apple M1 a trošku vzít vítr z plachet prorokům konce procesorů x86. Ovšem zmíněná „moštárna“ může také brzy uvést nějakou vlastní novinku, takže zde teprve uvidíme, zda zase hned útok neodvrátí.
Od vysokého jednovláknového výkonu by se tentokrát měl odvíjet i vysoký mnohovláknový výkon díky tomu, že procesory Alder Lake budou mít přidaná malá jádra Gracemont, takže celkově půjde o až 16 jádra, byť s jen 24 vlákny, protože Gracemont neumí HT. V následujících dnech se podíváme i na architekturu tohoto „malého“ jádra, předběžně se ale už dá říci, že tato jádra by mohla k výkonu velkých jader Golden Cove přidávat o dost víc výkonu, než se většinou očekávalo. Je asi otázka, zda není zavádějící o nich pořád přemýšlet jako o „malých“.
Každopádně jak procesory Alder Lake, tak architektura Golden Cove samotná vypadají velmi zajímavě. Intel zdá se potvrdí, že není jednou z nejvýznamnějších technologických firem jenom setrvačností a rozptýlí pochyby o tom, zda bude mít stále v budoucnu co říct. Alder Lake by totiž podle toho, jak to teď vypadá, mělo jasně posunou možnosti PC procesorů dopředu proti tomu, co byla top technologie před rokem. A tak by to mělo být.
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
- Contents
- Architektura Golden Cove: historicky nejvýkonnější frontend u x86
- Rozšíření ve výpočetních jednotkách a prohloubení „okna“
- FPU a SIMD: AMX v serverech, Alder Lake přijde o AVX-512
- Rozšíření jádra získalo o 19 % vyšší výkon při stejném taktu
Oprava chyby v článku: bylo špatně napsané srovnání s počtem AGU a load/store operací za cyklus u Zenu 3 (ten má jen 3 AGU a může tedy udělat jen maximálně tři operace za cyklus: tři čtení, nebo dva zápisy a jedno čtení, nebo dvě čtení a jeden zápis, kdežto Golden Cove má 5 AGU umí 3 čtení a zároveň 2 zápisy).