Jaguar et Steamroller : AMD nous parle de l’avenir de ses CPU

Alors que se tient actuellement la conférence Hot Chips à Cupertino, AMD a décidé de nous en dire un peu plus sur ses nouvelles architectures de CPU. Un segment sur lequel la marque est en retrait depuis quelques générations face à un Intel qui évolue de manière assez efficace, sans vraiment se fouler. L'occasion aussi de nous parler de sa vision du « Surround Computing » qui a comme des airs de... « Continuum ».

En effet, alors que l'IDF d'Intel ouvre ses portes dans deux semaines, AMD semble reprendre le créneau du géant de Santa Clara en évoquant un monde où les ordinateurs sont des plus en plus présents, et des puces capables de couvrir tous les usages, sur toutes les plateformes, pour toutes les tailles.

Du cloud, du surround, des chiffres sur les 5 années à venir... bref, du marketing

Mais il est aussi et surtout question d'assurer une présence dans les serveurs dont le nombre devrait continuer d'exploser, poussé par la place toujours plus importante que prend le « cloud ».

AMD pense néanmoins avoir ici un atout de poids avec l'HSA (Heterogeneous System Architecture), qu'il pousse via sa nouvelle fondation. Profitant de son savoir-faire à la fois dans le monde du CPU et du GPU, la marque compte bien profiter de la bataille que se livrent Intel et NVIDIA sur ces terrains pour tenter de trouver une place qu'aucun autre ne peut occuper.

Preuve en est l'arrivée des APU au sein des cartes de la gamme FirePro avec les A300 et A320 qui ont été officialisées il y a peu.

Steamroller : de quoi vraiment changer la donne pour AMD en 2013 ?

Mais toutes ces déclarations marketing et ces visions de l'avenir ne seraient rien sans un peu de concret. Il est donc enfin question des architectures à venir. Alors que la révolution Bulldozer n'a pas eu lieu, et que l'arrivée de Piledriver au sein des APU de la gamme Trinity n'en finit pas d'être retardée, s'annonçant comme une évolution plutôt qu'un changement époustouflant d'une donne qui n'est guère en faveur du Texan, il est donc question de Steamroller.

Déjà évoquée dans une précédente actualité, cette architecture semble avoir trois buts principaux pour AMD :

• Améliorer la distribution des données aux unités
• Améliorer la performance sur un seul coeur
• Améliorer la performance par watt

On retrouve quasiment la même organisation qu'avec Bulldozer si l'on compare ces deux images :

Comme on peut le voir, le seul changement majeur semble en effet la séparation en deux parties de l'unité de décodage, un pour chaque Integer Scheduler et l'ajout d'une unité dite MMX. Mais d'autres améliorations plus fines sont aussi de la partie et ont commencé à être détaillées.

Selon les simulations d'AMD, qui sont donc à prendre avec des pincettes, les modifications au sein du Front-end devraient lui permettre de traiter 30% d'opérations en plus par cycle. La prédiction de branche serait nettement améliorée et les cache-miss du côté du cache d'instruction en baisse de 30 %. 

De nombreuses promesses, mais pas encore assez de concret

Mark Papermaster, qui présentait ces améliorations, n'en dit guère plus sur les détails de l'architecture pour le moment, celle-ci étant toujours prévue pour 2013. Du côté des registres, on apprendra par exemple qu'ils sont plus nombreux, mais avec la même latence. Soit. Le scheduler aurait aussi été amélioré de 5 à 10 %.

Il en sera de même pour l'optimisation de la consommation de l'ensemble. AMD précise qu'il a revu certaines de ses unités pour adapter son fonctionnement aux besoins des applications, baisser leur consommation et s'adapter aux logiciels du moment, sans sortir des promesses empiriques.

Il est néanmoins question d'une conception revue et corrigée des unités, le travail effectué sur l'unité FP de Bulldozer permettant de réduire sa consommation et sa densité de 30 %. Reste à voir quand cela sera appliqué et si l'on constatera de tels gains dans la pratique.

Jaguar : petit Bobcat deviendra grand

Du côté de Jaguar, qui remplacera Bobcat au sein des APU d'entrée de gamme, qui connaissait surtout des changement des références ces derniers mois, plus que de vraies améliorations.

On entre ici un peu plus dans le concret. Tout d'abord au niveau de l'ISA et des fonctionnalités puisque l'on apprend que cette nouvelle architecture apportera le support de SSE 4.1 et 4.2, d'une virtualisation améliorée, d'une gestion d'adresses physiques sur 40 bits, et des instructions AES, CLMUL, MOVBE, AVX, XSAVE/XSAVEOPT, F16C, BMI1.

Chaque Compute Unit de Jaguar sera composée de quatre coeurs et d'autant de portions de cache L2 inclusif (16-way), pour un total de 2 Mo. Une interface spécifique lui permettra de communiquer avec le northbridge.

AMD détaille les améliorations des coeurs qui promettent d'être nombreuses. Avec de telles architectures, cela est en effet plus facile, puisqu'elles sont en décalage de plusieurs générations avec le reste de la gamme, permettant de tirer parti des avancées de leurs aînées, mais avec plus de recul.

Et contrairement à Intel qui ne fait quasiment pas évoluer ses Atom ou presque, bien qu'on nous promette du nouveau pour l'année prochaine, on se retrouve avec des puces qui devraient être toujours plus intéressantes. Outre les éternelles promesses d'amélioration du Front-end, et l'inflation de certaines unités comme les schedulers, les Reorder buffer, Jaguar devrait apporter une gestion plus fine de la fréquence, disposer d'unités fonctionnant nativement en 128 bits et supportant le travail commun afin de permettre l'exécution des instructions AVX (256 bits).

Le tout devrait tenir dans 3,1 mm² en 28 nm, contre 4,9 mm² en 40 nm pour Bobcat. On nous promet bien entendu une consommation revue à la baisse, une gestion de l'énergie améliorée (notamment via l'état CC6) et des performances toujours en hausse. 

Malheureusement, on n'en saura pas plus sur les GPU qui seront utilisés de concert avec cette génération et ce qu'il en sera de la communication avec ce CPU. Un point que l'on ne peut que regretter, surtout pour une société qui semble tant miser sur le calcul partagé entre ces différentes sections de ses APU.

Mais AMD nous promettant de saisir la vague qui arrive, et d'en être le leader pour les 10 ans à venir, nous sommes confiant, et l'on se dit qu'il n'y a plus qu'à.