Производительность памяти

Когда уже продавать ничего не нуж­но и страс­ти улег­лись, мож­но спо­кой­но вер­нуть­ся к про­цес­со­рам и сис­тем­ной ло­ги­ке про­шлых лет с тем, что­бы ре­аль­но оце­нить их быст­ро­дей­ст­вие. Се­го­дня вы­бор плат­форм для это­го не­ве­лик: не все пла­ты под­дер­жи­ва­ют объ­ем па­мя­ти, до­ста­точ­ный для стар­та и ком­форт­ной ра­бо­ты од­ной из со­вре­мен­ных вер­сий Mic­ro­soft Win­dows.

Создавая тестовую среду для оцен­ки про­из­во­ди­тель­но­с­ти ОЗУ, не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать вза­и­мо­вли­я­ние спо­со­бов ад­ре­са­ции вир­ту­аль­ной па­мя­ти, фак­то­ра TLB и тех спе­ку­ля­тив­ных ме­то­дов («на­ме­ков»), ко­то­рые в ар­хи­тек­ту­ре кон­крет­но­го про­цес­со­ра мо­гут оп­ре­де­лять та­кие кар­ди­наль­ные па­ра­мет­ры плат­фор­мы, как ла­тент­ность до­сту­па и про­пуск­ная спо­соб­ность опе­ра­тив­ной па­мя­ти.

Инженеры Micron разработали и внед­ри­ли кон­цеп­цию са­мой про­из­во­ди­тель­ной ди­на­ми­че­ской па­мя­ти GDDR6X, в ос­но­ве ра­бо­ты ко­то­рой — им­пуль­с­но-ам­п­ли­туд­ная мо­ду­ля­ция PAM4. Имен­но бла­го­да­ря ей про­пус­к­ная спо­соб­ность GDDR6X до­сти­га­ет 1 TBPS, что ста­ло воз­мож­ным в ре­зуль­та­те пе­ре­да­чи двух би­тов ин­фор­ма­ции за один такт без пе­ре­хо­да на бо­лее вы­со­кие час­то­ты или уве­ли­че­ния ко­ли­че­с­т­ва сиг­на­лов меж­ду GPU и за­по­ми­на­ю­щи­ми уст­рой­ст­ва­ми. Но­вин­ка де­бю­ти­ру­ет в ви­де­о­кар­тах NVIDIA се­рии RTX 3080 и RTX 3090.

Лунную одиссею «Апол­ло» не­воз­мож­но пред­ста­вить без од­но­и­мен­но­го ком­пью­те­ра, ко­то­рый осу­щест­в­лял по­лет­ную на­ви­га­цию к Лу­не и уп­рав­ле­ние при­лу­не­ни­ем на по­верх­ность спут­ни­ка Зем­ли. Это был один из пер­вых лег­ких и пор­та­тив­ных ком­пью­те­ров, по­ст­ро­ен­ных на боль­ших ин­те­граль­ных схе­мах: его вес со­став­лял не­мно­гим бо­лее 30 кг, а мес­та ему тре­бо­ва­лось мень­ше, чем се­го­дня за­ни­ма­ет деск­­топ. Не­о­быч­ной осо­бен­но­стью ком­пью­те­ра «Апол­ло» (Apollo Guidance Computer, AGC) бы­ло дол­го­вре­мен­ное за­по­ми­на­ю­щее уст­рой­ст­во — вну­т­рен­няя па­мять, по­стро­ен­ная на «про­шив­ке» мед­ны­ми про­вод­ни­ка­ми фер­ри­то­вых ко­лец.

Intel готов на все, чтобы про­цес­со­ры ста­ли ос­нов­ным ис­точ­ни­ком до­хо­да. Ком­па­ния давно уже не вы­пус­ка­ет DRAM и по­э­то­му не ста­нет за­бо­тить­ся о ста­биль­нос­ти рын­ка ди­на­ми­че­ской па­мя­ти. Це­ны на Op­tane мо­гут кан­ни­ба­ли­зи­ро­вать про­да­жи DRAM и ни­шу клас­си­че­ских твер­до­тель­ных NAND SSD но­си­те­лей.

С появлением AMD Rome про­це­ду­ра сли­я­ния и по­гло­ще­ния кон­т­рол­ле­ров опе­ра­тив­ной па­мя­ти всту­пи­ла в но­вую фа­зу. Ар­хи­тек­ту­ра Zen 2, на ба­зе ко­то­рой со­з­да­ны чи­пы EPYC 7002, пред­по­ла­га­ет на­ли­чие от­дель­но­го уз­ла — кон­цен­т­ра­тора вво­да-вы­во­да I/O Die (IOD). Это единый центр, при­з­ван­ный об­слу­жить кол­лек­тив­ные по­треб­нос­ти всех вось­ми (как ва­ри­ант, че­ты­рех или двух) чип­ле­тов Core Com­plex Die (CCD), каж­дый из ко­то­рых суть два че­ты­рехъ­я­дер­ных ком­п­лек­са CCX. На пу­ти ком­п­лек­сов к об­щей опе­ра­тив­ной па­мя­ти сто­ит «по­душ­ка без­о­пас­нос­ти» в ви­де бло­ка кэш-па­мя­ти L3, объе­мом 16 МБ на каж­дый CCX. Ее ог­ром­ный, по ны­не­ш­ним мер­кам, раз­мер при­зван демп­фи­ро­вать ре­гу­ляр­ные за­про­сы к DRAM, по­вы­шая про­из­во­ди­тель­ность но­вых про­цес­со­ров AMD как еди­но­го це­ло­го. В дей­ст­вен­нос­ти L3-кэш мы мог­ли убедиться в на­тур­ном экс­пе­ри­мен­те на плат­фор­ме ASUS KRPA-U16 с EPYC 7452. Ка­ко­во же яд­рам EPYC 7002 опе­ри­ро­вать объе­ма­ми дан­ных, пре­вы­ша­ю­щи­ми воз­мож­нос­ти кэ­ши­ро­ва­ния? Что луч­ше, при­ват­ный сек­тор DRAM-кон­т­рол­ле­ров или ко­оп­е­ра­тив­ный под­ход к их ис­поль­зо­ва­нию? Раз­би­ра­ем­ся.