COMPUTING

Los resultados del overclocking muestran que estamos alcanzando los límites fundamentales del silicio

Actualización (30/4/20): La presentación formal de la familia Intel Core i9 de décima generación es una excelente oportunidad para revisar los puntos señalados en este artículo de noviembre de 2019. Al momento de escribir este artículo, unos cinco meses después, Silicon Lottery se quedó sin chips de novena generación y está esperando que lleguen las CPU de Comet Lake. El puñado de CPU AMD de 7 nm muestra patrones muy similares a los que identificamos en noviembre. Un 3950X @ 4GHz cuesta solo $ 750, pero un 4,1 GHz de núcleo completo cuesta $ 850 y un chip de 4,15 GHz cuesta $ 999.

Ahora, con su Comet Lake de décima generación, Intel ha adoptado estrategias como lapeado y agregado de cobre a su IHS para mejorar la transferencia térmica desde el núcleo, al tiempo que permite niveles mucho más altos de consumo de energía. No es que haya algo mal con las piezas de cualquiera de las dos compañías: los fabricantes no tienen cada vez más potencia de fuego adicional para dejar sobre la mesa para que los entusiastas la disfruten.

Historia original a continuación:

Silicon Lottery, un sitio web que se especializa en la venta de piezas Intel y AMD overclockeadas, tiene algunos chips 9900KS disponibles para la venta. La compañía ofrece un 9900KS verificado a 5.1GHz por $ 749 y un 9900KS verificado a 5.2GHz por $ 1199. Lo que es más interesante para nosotros es la cantidad de fichas que califican en cada frecuencia. El treinta y uno por ciento de los chips Intel 9900KS pueden alcanzar los 5,1 GHz, mientras que solo el 3 por ciento puede alcanzar los 5,2 GHz. La opción de 5.2GHz estaba disponible antes el 4/11, pero está listada como agotada al momento de escribir este artículo.

El 9900KS es una variante optimizada del 9900K de Intel. El 9900K es la CPU de gama alta actual de Intel. Dadas las dificultades que ha tenido Intel para moverse a 10 nm y la necesidad de la compañía de mantener una posición competitiva frente a un AMD recién resurgido, es seguro asumir que Intel ha optimizado su proceso de 14 nm ++ a una pulgada de su vida útil. El hecho de que Intel pueda enviar un chip dentro de ~ 4 por ciento de su reloj máximo aparente en volumen suficiente para lanzarlo dice cosas buenas sobre el control de calidad de la compañía y el estado de su línea de proceso de 14 nm.

Lo que encuentro interesante sobre el Resultados de la lotería de silicio es lo que dicen (o dijeron, a partir de noviembre de 2019) sobre el estado general de las frecuencias de reloj en los microprocesadores de escritorio de alto rendimiento. AMD no lo está pasando mejor. Si bien los nuevos lanzamientos de AGESA han mejorado la sincronización general en chips de 7 nm, los ingenieros de AMD nos dijeron que se sorprendieron al ver mejoras de reloj en la familia Ryzen 7 3000, debido a las características esperadas del nodo de 7 nm.

AMD e Intel han seguido perfeccionando los sistemas de gestión térmica y de reloj que utilizan y exprimiendo más espacio para la cabeza del silicio que antes no monetizaban, pero uno de los resultados de esto ha sido la pérdida gradual del overclocking de alta gama. El proceso de 10 nm de Intel ahora está en plena producción, lo que nos da una idea de la trayectoria del nodo. Los relojes en las partes móviles han bajado drásticamente en comparación con 14nm ++. Las mejoras de IPC ayudaron a compensar la pérdida de rendimiento, pero Intel aún empujó los TDP hasta 25W en algunas de las comparaciones de CPU móviles que hizo.

Creo que, en general, podemos esperar que Intel mejore los relojes de 10 nm con 10 nm + y 10 nm ++ cuando esos nodos estén listos. De manera similar, AMD puede aprovechar las mejoras del nodo de 7 nm de TSMC para obtener algunas pequeñas ganancias de frecuencia. Incluso es posible que tanto Intel como TSMC eliminen los problemas que actualmente les impiden alcanzar relojes de CPU ligeramente más altos. El 10nm de Intel ha tenido graves problemas de crecimiento y TSMC nunca ha construido procesadores x86 de gran núcleo como los chips Ryzen y Epyc que ahora se comercializan. No estoy tratando de dar a entender que los relojes de la CPU literalmente han alcanzado un máximo de 5 GHz y nunca mejorarán. Pero el alcance de las ganancias más allá de los 5GHz parece de hecho limitado, y la frecuencia máxima de 5.3GHz en Comet Lake realmente no cambia eso.

Potencia por unidad de área frente a rendimiento (es decir, número de operaciones ALU de 32 bits por unidad de tiempo y unidad de área, en unidades de operaciones tera-enteras por segundo; TIOPS) para dispositivos CMOS y más allá de CMOS. La restricción de una densidad de potencia no superior a 10 W cm2
se implementa, cuando es necesario, insertando un área vacía en los circuitos dispuestos de manera óptima. Leyenda del artículo original de Intel.

El advenimiento del aprendizaje automático, la inteligencia artificial y el IoT han asegurado colectivamente que la industria informática en general no sienta dolor por estos cambios, pero aquellos de nosotros que apreciamos la velocidad del reloj y el rendimiento de un solo subproceso puede que tengamos que encontrar otros aspectos de la informática para enfocarnos. a largo plazo. La única arquitectura que he visto propuesta como reemplazo de CMOS es un enfoque espintrónico que Intel está investigando. MESO, ese es el nombre de la nueva arquitectura, podría abrir nuevas opciones en cuanto a densidad y eficiencia de potencia de cálculo. Ambos son objetivos críticos por derecho propio, pero hasta ahora, lo que sabemos sobre MESO sugiere que sería más útil para la informática de baja potencia en lugar de empujar el sobre de alta potencia, aunque puede tener alguna utilidad a este respecto. a tiempo. Una de las cosas más frustrantes de ser un fanático de la computación de alto rendimiento en estos días es que parecen existir pocas opciones para mejorar el hilo único.

Esto puede parecer un poco grosero de escribir en 2020. Después de todo, hemos visto más movimiento en el mercado de CPU en los últimos 3 años, desde que AMD lanzó Ryzen, que en los seis anteriores. Tanto AMD como Intel han realizado cambios importantes en sus familias de productos y han introducido nuevas CPU con mayor rendimiento y relojes más rápidos. Las mejoras de densidad en los nodos futuros garantizan que ambas empresas podrán introducir CPU con más núcleos que los modelos anteriores, en caso de que así lo decidan. ¿Podrán seguir subiendo los relojes? Esa es una pregunta muy diferente. La evidencia hasta ahora no es alentadora.

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