::: AMD Zen Samlingstråd :::

Fast det var väl kanske inte de tekniska detaljerna jag var ute efter. Budskapet jag ville få fram var enbart att AMD vann popularitet ganska omedelbart efter att de började leverera de snabbaste propparna i konsumentsegmentet, dessutom till bättre priser än Intels motsvarigheter. Hur man lyckades uppnå det är irrelevant i frågan.

Den föregående situationen var väldigt snarlik dagens. Intel hade dominerat marknaden en längre tid, och AMD hade lågt igenkänningsvärde, men ändå vände det över en natt. Skulle Zen leverera på samma vis som K7, är det inte orimligt att tro att historien kommer upprepa sig.

Att en promille av totala marknaden bildbehandlar på en nivå där CPU-valet spelar någon relevant roll är väldigt högt räknat. Att mer än en promille av marknaden överhuvudtaget bildbehandlar är kanske rimligt. Tänk på att det finns minst 1,5 miljard Windows-system (enligt Microsoft)!

Att köra flera processer går nödvändigtvis inte snabbare på fler kärnor, är extrem ovanligt att alla processer är CPU-bundna. Det vanligaste är att processerna är "idle", men är de I/O-bundna är oftast färre snabbare kärnor bättre.

Här är ett sådant exempel, trots att man kör fyra relativt CPU-krävande program parallellt är det ingen jätteskillnad mellan i3 och i7, i3-4130 är lika snabb som FX-8350.

Det normala folk kör på en PC är interaktiva applikationer, sådana applikationer kan i många lägen fortfarande vara krävande men deras flaskhals är att reagera på kortast möjliga tid på extern stimuli från användaren.

Det mest talande exemplet vi har på detta är mobilerna där Samsung m.fl. slår på trumma för "8-kärnor". Det ser också rätt OK ut i benchmarks som möjligen vore relevant om man använde sin telefon som som en server eller superdator.

Men precis som skrivbordsapplikationer på PC så kör mobiler främst interaktiva program där minimal latens är långt viktigare än maximal total beräkningskraft. Apple krossar inte motståndet för att iOS är bättre, de gör det för att ingen annan begriper hur man designar en CPU målmarknaden (Qualcomm håller på att ställa om, så finns hopp).

Edit: kan själv inget alls om tekniken bakom bildbehandling, men läste på lite snabbt om vad som spelar roll och Photoshop är ju både SIMD (SSE/AVX) och OpenCL (GPU) accelerated i de fall som skalar i det närmaste perfekt. "Lightroom" (vet inte ens vad det är, men nämndes också) är SIMD-optimerat, även för AVX2.

Så för bildbehandling verkar det minst lika viktigt att ha rätt grafikkort och bra SIMD som bra kapacitet över många kärnor.

Och kom att tänka på C2750 (8-kärnor Silvermont @ 2,4 GHz). Har ett sådant system på jobbet, är Atom men med 8-kärnor så är total kapacitet rätt bra. För interaktivt arbete är ändå C2750 väsentligt sämre än t.ex. m3-6Y30, den senare är nästan dubbelt så snabb så länge max två kärnor räcker men den senare har ändå ~50 % högre total kapacitet.

Det kritiska för Zen SR7 är att hamna tillräckligt nära i7-7700K (som i praktiken kommer vara huvudkonkurrent). Om SR7 är mer än 20-30 % långsammare per kärna är den tyvärr ett sämre köp för en absolut majoritet så länge den inte är billigare.

Slutligen: vad förutom bildbehandling och rendering (som båda allt mer accelereras via GPU och SIMD) existerar på skrivbordet där man kan ha relevant nytta av fler än fyra kärnor?

Notera att 4960X är snabbare än 5960X, orsak? Den förra har max turbo på 4,0 GHz medan den andra maxar på 3,5 GHz. Så skillnaden mellan 6700K och 4960X är i princip exakt den skillnad de har i prestanda per kärna med max turbo -> d.v.s. finns överhuvudtaget ingen vinst över 4 kärnor + HT.

Flera har noterat att Gears of War 4 uppför sig udda just kring i5 vs i7. Om det verkligen är lysande skalning med kärnor vi ser, hur kommer det sig att i3-6100 i princip helt matchar i5-4690K och FX-8350?

Vad vi har sett är att vissa spel gillar mycket CPU-cache, något som i7-5775C är ett bra bevis på, men skillnaden är mindre än man kan tro, har själv en sådan och i spel ligger den typiskt på sin maxturbo på 3,7 GHz vilket visar att spelen inte använder alla fyra kärnor fullt ut.

Även om Amdahls lag ofta missförstås är den väldigt illustrativ. Notera att Amdahls lag verkligen är en lag i fysisk bemärkelse, givet den abstraktion som används är det omöjligt att få en större utväxling från ett visst antal kärnor givet en viss andel av programmet som måste köras seriellt.

I praktiken är Amdahls en överskattning då den förutsätter att storleken på den seriella delen är oberoende av antal CPU-kärnor. I verkligheten sänks frekvensen ju fler kärnor som jobbar samt att ta/släppa lås (mutex/sempahores) är flera gånger dyrare när mer än en kärna är inblandad.

Exempel på vad man kan räkna ut med denna lag är: ställ två system mot varandra, en med 4 kärnor och en med 8 kärnor, anta att båda kör med SMT som ger ~25 % extra boost och antar att 80 % av tiden kör man saker som skalar perfekt med CPU-kärnor.

Båda systemen presterar då exakt lika bra om det systemet med 4 kärnor har 26 % högre enkeltrådprestanda (och notera att detta är ett absolut teoretisk max, i praktiken är det klart mindre än 26 % som krävs). Detta är ännu en orsak varför färre snabba kärnor är bättre för skrivbordet, få applikationer kan ens nå den graden av parallellism.

Däremot har många serverapplikationer >90 % som kan köras parallellt, det man kör på superdatorer måste ha en parallell-grad en bra bit förbi 99,9 % vilket begränsar vad man kan göra en hel del.

Säger inte speciellt mycket, Geekbench resultatet är heltskumt i enkeltrådfallet, långt lägre än vad det borde om den verkligen kördes på de 2,9 GHz som nämns i artikeln. Gissar att den kretsen alltid kör på basklock 1,44 GHz, fast även då är det väl lågt när man jämför med t.ex. m3 6Y30 (Skylake med maxfrekvens på 2,2 GHz) som har ca 2680 poäng i enkeltrådat fall.

Om detta stämmer skulle Skylake har ~50 % högre IPC jämfört med Zen, vilket känns som en orimligt stor skillnad.

My almighty 6850k is sad with this news

Att alla kärnor inte används i alla spel är tyvärr sant även i spel där de borde användas, tex Civ 6. Här en obehaglig tråd, för oss förväntansfulla och nästa(n) Zen-köpare:

https://m.reddit.com/r/civ/comments/5dlu3j/i_measured_how_civ...

En av kommentarerna:

Det varierar nog rejält.

Imponerar Zen 13 december så kanske även en Naples kan spelas på:

http://wccftech.com/amd-zen-16-core-cpu-pictured/

Men, frekvensen är kanske lite väl låg för spel och annat.

Grejen är ju den att strategispel inte automatiskt skalar bra då datorn inte kan räkna ut vad civilisation 2 ska göra innan civilisation 1 gjort sitt drag. Detsamma gäller säkert enheter inom en AI civ då enhet 2 måste veta vart enhet 1 är innan denna kan flytta sig. Annars kan dom flyttas till samma ruta.

Det blir därmed svårt att ta nytta av flera cores. Det är precis samma dilemma som jag har när jag simulerar bränder med hjälp av CFD-beräkningar. Där är rummet uppdelat i många kuber och man kan tycka att det bara är att tilldela varje core eller thread en del av rummet att simulera. Dock funkar inte det utan för att kub 2 ska veta hur mycket värme och flöde som finns in den måste det först räknas ut för kub 1 och även omgivande kuber.

RTS är isf en lättare uppgift för en processor då enheterna oftast rör på sig oberoende av varandra och ne AI gör flera drag samtidigt.

Hmmm. Deep Blue, your move.

Schack är väl ett typiskt exempel på hur det borde vara möjligt med lite brute force.

Mahathma Gandhi just annihilated France, Russia and The Aztecs. Your turn.

Jo, visst kan man räkna ut 1000-tals olika turnutgångar och välja den bästa. Jag tror dock att speltillverkare har liiiite mer krav på att spelen ska funka på annat än superdatorer. Dom hade dock kunnat göra AIn bra mycket bättre för den är fan inte bra som den är idag.

Så turnen går över till dig.

Att en promille av totala marknaden bildbehandlar på en nivå där CPU-valet spelar någon relevant roll är väldigt högt räknat. Att mer än en promille av marknaden överhuvudtaget bildbehandlar är kanske rimligt. Tänk på att det finns minst 1,5 miljard Windows-system (enligt Microsoft)!

Att köra flera processer går nödvändigtvis inte snabbare på fler kärnor, är extrem ovanligt att alla processer är CPU-bundna. Det vanligaste är att processerna är "idle", men är de I/O-bundna är oftast färre snabbare kärnor bättre.

Här är ett sådant exempel, trots att man kör fyra relativt CPU-krävande program parallellt är det ingen jätteskillnad mellan i3 och i7, i3-4130 är lika snabb som FX-8350.

Det normala folk kör på en PC är interaktiva applikationer, sådana applikationer kan i många lägen fortfarande vara krävande men deras flaskhals är att reagera på kortast möjliga tid på extern stimuli från användaren.

Det mest talande exemplet vi har på detta är mobilerna där Samsung m.fl. slår på trumma för "8-kärnor". Det ser också rätt OK ut i benchmarks som möjligen vore relevant om man använde sin telefon som som en server eller superdator.

Men precis som skrivbordsapplikationer på PC så kör mobiler främst interaktiva program där minimal latens är långt viktigare än maximal total beräkningskraft. Apple krossar inte motståndet för att iOS är bättre, de gör det för att ingen annan begriper hur man designar en CPU målmarknaden (Qualcomm håller på att ställa om, så finns hopp).

Edit: kan själv inget alls om tekniken bakom bildbehandling, men läste på lite snabbt om vad som spelar roll och Photoshop är ju både SIMD (SSE/AVX) och OpenCL (GPU) accelerated i de fall som skalar i det närmaste perfekt. "Lightroom" (vet inte ens vad det är, men nämndes också) är SIMD-optimerat, även för AVX2.

Så för bildbehandling verkar det minst lika viktigt att ha rätt grafikkort och bra SIMD som bra kapacitet över många kärnor.

Och kom att tänka på C2750 (8-kärnor Silvermont @ 2,4 GHz). Har ett sådant system på jobbet, är Atom men med 8-kärnor så är total kapacitet rätt bra. För interaktivt arbete är ändå C2750 väsentligt sämre än t.ex. m3-6Y30, den senare är nästan dubbelt så snabb så länge max två kärnor räcker men den senare har ändå ~50 % högre total kapacitet.

Det kritiska för Zen SR7 är att hamna tillräckligt nära i7-7700K (som i praktiken kommer vara huvudkonkurrent). Om SR7 är mer än 20-30 % långsammare per kärna är den tyvärr ett sämre köp för en absolut majoritet så länge den inte är billigare.

Slutligen: vad förutom bildbehandling och rendering (som båda allt mer accelereras via GPU och SIMD) existerar på skrivbordet där man kan ha relevant nytta av fler än fyra kärnor?

Notera att 4960X är snabbare än 5960X, orsak? Den förra har max turbo på 4,0 GHz medan den andra maxar på 3,5 GHz. Så skillnaden mellan 6700K och 4960X är i princip exakt den skillnad de har i prestanda per kärna med max turbo -> d.v.s. finns överhuvudtaget ingen vinst över 4 kärnor + HT.

Flera har noterat att Gears of War 4 uppför sig udda just kring i5 vs i7. Om det verkligen är lysande skalning med kärnor vi ser, hur kommer det sig att i3-6100 i princip helt matchar i5-4690K och FX-8350?

Vad vi har sett är att vissa spel gillar mycket CPU-cache, något som i7-5775C är ett bra bevis på, men skillnaden är mindre än man kan tro, har själv en sådan och i spel ligger den typiskt på sin maxturbo på 3,7 GHz vilket visar att spelen inte använder alla fyra kärnor fullt ut.

Även om Amdahls lag ofta missförstås är den väldigt illustrativ. Notera att Amdahls lag verkligen är en lag i fysisk bemärkelse, givet den abstraktion som används är det omöjligt att få en större utväxling från ett visst antal kärnor givet en viss andel av programmet som måste köras seriellt.

I praktiken är Amdahls en överskattning då den förutsätter att storleken på den seriella delen är oberoende av antal CPU-kärnor. I verkligheten sänks frekvensen ju fler kärnor som jobbar samt att ta/släppa lås (mutex/sempahores) är flera gånger dyrare när mer än en kärna är inblandad.

Exempel på vad man kan räkna ut med denna lag är: ställ två system mot varandra, en med 4 kärnor och en med 8 kärnor, anta att båda kör med SMT som ger ~25 % extra boost och antar att 80 % av tiden kör man saker som skalar perfekt med CPU-kärnor.

Båda systemen presterar då exakt lika bra om det systemet med 4 kärnor har 26 % högre enkeltrådprestanda (och notera att detta är ett absolut teoretisk max, i praktiken är det klart mindre än 26 % som krävs). Detta är ännu en orsak varför färre snabba kärnor är bättre för skrivbordet, få applikationer kan ens nå den graden av parallellism.

Däremot har många serverapplikationer >90 % som kan köras parallellt, det man kör på superdatorer måste ha en parallell-grad en bra bit förbi 99,9 % vilket begränsar vad man kan göra en hel del.

Säger inte speciellt mycket, Geekbench resultatet är heltskumt i enkeltrådfallet, långt lägre än vad det borde om den verkligen kördes på de 2,9 GHz som nämns i artikeln. Gissar att den kretsen alltid kör på basklock 1,44 GHz, fast även då är det väl lågt när man jämför med t.ex. m3 6Y30 (Skylake med maxfrekvens på 2,2 GHz) som har ca 2680 poäng i enkeltrådat fall.

Om detta stämmer skulle Skylake har ~50 % högre IPC jämfört med Zen, vilket känns som en orimligt stor skillnad.

Just skrivbordsapplikationer vinner säkert på färre men snabbare.

Amdahls och Gustafssons lagar är enligt Shi samma sak och visst det blir nog mycket server-liknande arbete för Zen, med all rätt.

Själv kan jag tänka mig att även få simuleringar piggare, men det är knappast allmänhetens skrivbord.

Schack är väl ett typiskt exempel på hur det borde vara möjligt med lite brute force.

Visst går det, men tittar man på branching factor för antal möjlig fall i schack inser man direkt att en fördubbling och även en tiofaldig ökning av beräkningskraft ger en minimal ökning i sökdjup om man använder sig av brute force. Det är i praktiken värdelöst.

Värdelöst?! Nej. Man får väl undvika https://en.wikipedia.org/wiki/NP-hardness och köra heuristics, och då brukar man komma framåt ändå. Med rätt heuristics hjälper Zen.

Men, visst finns det ett gränsvärde, break-even när det ena tar ut det andra. Det gäller även branch-prediction - Hur djupa får de vara? P4 och Core 2 är väl olika skolor om jag kommer ihåg rätt.

Önskelandet hägrar.

Jag misstänker att med Civ VI har de snålat rejält. Till och med kartorna på på Huge är mindre... Här en tråd om det https://forums.civfanatics.com/threads/why-are-the-maps-so-sm... Man har sänkt max-antalet "tiles" på Huge från 128x80 106x66 rutor... Det blir nog inget Civ 6... Till och med de gamla rektangelrutorna var bättre, med 8 vägar att gå. Kombinatoriken har fått ge vika för grafiken, eller?!

Det förvånar mig att CFD-beräkningar inte skalar bra. Skulle det inte betyda att IPCC sitter med senaste desktop-CPUn och inte med ett Xeon-kluster?! Det låter som ett initieringsproblem, vilket start-värde skall man utgå från samt hur många omberäkningar enligt bayesiansk modell är man beredd att göra.

I mina jultindrande ögon skulle Zen kunna vara en fattigmanssuperdator, vilket jag fortfarande hoppas på. Jag har egna användningsfall som sväljer än mer och är fortfarande sugen. 6900K är för dyr och för lite prestanda gentemot 6700K och det är där Zen-drömmarna hamnar. Fan, för tiotusen är AMD Naples ett alternativ!!! sAAb, the Zenmaster?!