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2009年12月11日 (金)

CPUロードマップ CPUの需要と課題

今後、ますます、サーバ、HPC、デスクトップ、ノートでは、需要(必要なパフォーマンス)と課題が異なっていく。

そのため、サーバ用コアをつくり、そのチューニングによる供給では、全ての需要を満たすことができない。
GPU(ベクタプロセッサ)の活用がキーになる。

CPUの需要と課題
カテゴリ 需要 対応方法 課題 AMDの供給 Intelの供給 方向性
サーバ 多重度の高い整数のスカラ演算 CPU(スカラプロセッサ)を多数接続 メモリアクセスとI/O Bulldozer Nehalem 整数演算とメモリアクセス強化
HPC ベクタ演算(SIMD) GPU(ベクタプロセッサ)を多数接続 VLIW等コンパイラ効率化 Bulldozer+RV8x0 Nehalem VLIWのコンパイラ強化
ゲームデスクトップ ベクタ演算(SIMD) ローカルメモリを持つGPU(ビデオカード)を接続 ローカルメモリアクセス帯域 Bulldozer+RV8x0 Nehalem+他社GPU ローカルメモリのアクセス帯域
エンコード等ハイエンドデスクトップ ベクタ演算(SIMD) CPUとGPU(ディスクリート)の接続 メインメモリへのアクセス Bulldozer+RV8x0 Nehalem+他社GPU CPUとGPUのメモリアクセス強化
メインストリームデスクトップ パフォーマンス向上より省電力 GPU統合 GPU(ベクタプロセッサ)を活用するタスク Fusion Nehalem+自社GPU ダイサイズ縮小によるコストダウン
ローエンドデスクトップ パフォーマンス向上より省電力 GPU統合 GPU(ベクタプロセッサ)でCPUの負荷分散 Fusion Nehalem+自社GPU ダイサイズ縮小によるコストダウン
ノート(デスクトップリプレース) パフォーマンス向上より省電力 GPU統合 GPU(ベクタプロセッサ)でCPUの負荷分散 Fusion Nehalem+自社GPU ダイサイズ縮小によるコストダウン
ノート(モバイル) パフォーマンス向上より省電力 GPU統合 GPU(ベクタプロセッサ)でCPUの負荷分散 Fusion Nehalem+自社GPU 割り切った省電力強化

1.サーバ
サーバに求められるのは、Bulldozerでのワークロードの分析のとおり、多重度の高い整数演算なため、整数演算を強化したCPU(スカラプロセッサ)を多数接続する。
なので、Bulldozerには、必ずしもFusionは必要ない。

2.HPC
ベクタ演算が求められているため、GPUを多数接続する。
スーパーコンピュータTop500において、2位のIBMのRoadrunnerはOpteron+CELL、5位の天河1号はNehalem+Radeon HD4870のヘテロジニアスである。
1位のJagguarと3位のKrakenはOpteronのみ、第4位のJUGENEはPowerPC440のみの構成。

3.ゲームデスクトップ
 ディスクリートGPUがキーだが、膨大なテクスチャを処理できるローカルメモリのアクセスが重要になる。
 テクスチャをメインメモリにおいて、CPUもアクセスできる状態にする必要性はないので、ローカルへのメモリアクセスの帯域を広くとれるビデオカード形式が合理的だ。

4.エンコード用デスクトップ
 エンコードなど映像の編集には、GPU(ベクタプロセッサ)が必要なのだが、ゲームと逆でローカルに512MBもメモリを持つ必要はまったくない。
CPUと同じようにメインメモリにアクセスさせるほうが重要だ。
DGIやOpenGL ICDのように、DDIをバイパスして、直接GPUに命令を送る環境はあるので、GPU統合が効果的。

5.メインストリームデスクトップ
メインストリームデスクトップの一番の問題は、パフォーマンスを必要とするタスクが存在しないことだ。
GPUやCPUのパフォーマンスを必要とするタスクがないと性能が求められず、価格競争になる。

6.ローエンドデスクトップ
パフォーマンスを求めていないので、価格競争だけになる。
AV機能を強化してリビングに置いたり、デザインを充実させたり、付加価値が必要だ。

7.ノート(デスクトップリプレース)
ここもメインストリームデスクトップと同じ、パフォーマンスが必要なタスクがないとドンドン価格競争になる。

8.ノート(モバイル)
パフォーマンスより、省電力が重要になる。TDPが低いと廃熱機能も小さくなり、軽く小さくなる付加価値が生まれる。

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コメント

>Nehalemとしたのは、アーキテクチャとして、Sandybridgeがどれくらい変わるか、わからなかったからです。

今の所ある程度ハッキリしている点では、AVX命令拡張。
Fadd、FMul,Fshuffle,Boolなどが256Bit化されます。
また、Load、Storeは128Bitのままながら2ロード可能に。
その他幾つか改良は施されるでしょうか詳細は判りませんね。
コア面積そのものは10%程度の増加ということで、FP倍増以外、大きくは変わらないと思います。

しかし大差ないからといってNehalemのままというのはやはり頂けないのではないでしょうか。
公平な視点という意味からも、Sandybridgeとするのが良いのでは?

コメントありがとうございます。

Nehalemとしたのは、アーキテクチャとして、Sandybridgeがどれくらい変わるか、わからなかったからです。
※どこまでアーキテクチャと呼ぶのか、よくわかりませんが。

Bloomfield、Lynfield、Clarkdale、ArrandaleはNehalem系です。
Sandybridgeは、GPUをオンダイにするだけなら、GPUとメモコンとバスが影響するので、Bulldozerと比べるならNehalem系といってよいと思います。

それとも、コアまで色々変わるなら、Sandybridge系になります。
しかし、Intelはコードネームが多い。

Bulldozer世代なのにSANDAYBRIDGEじゃ無くてNehalemなんですか?

Bulldozerなんか下手すりゃSANDAYBRIDGEより1年くらい遅れるかもしれないCPUなのに。

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