Är sandy bridge bästa systemet/processorn någonsin från Intel?

Sandy Bridge är inte den bästa desktop CPU Intel släppt, det är för närvarande Coffee Lake som har ledartröjan.

Men frågan lär vara menad som om Sandy Bridge var den bästa processorn jämfört med konkurrenterna alt. den mikroarkitektur med största lyftet över sin föregångare.

Är nog omöjligt att ge ett helt objektivt svar på, kandidaterna borde rimligen vara

Pentium
Den ursprungliga Pentium designen var den första superskalära x86 modellen, d.v.s. den första x86 som kunde köra mer än en instruktion samma cykel.

Detta var också första Intel CPU som delade upp x86 instruktioner i mer "RISC-lik" interna instruktioner, micro-ops. Utan detta hade det blivit väsentligt svårare att skapa en superskalär design. Idag delar alla x86 kretsar, från både AMD och Intel, upp instruktionerna i mindre beståndsdelar.

Pentium Pro
Var den första x86 CPUn med stöd för out-of-order execution. Tycker personligen det var ett långt större steg jämfört med första superskalära, det då out-of-order execution möjliggör en krets som kräver långt mindre explicit optimering och det möjliggör hantering av fall som inte kan förutses statiskt (cache-missar, branch-missar etc).

Pentium 4
Givet att detta måste vara Intels största misstag genom tiderna kanske det känns udda att ha med denna på listan. Går inte att komma ifrån att Pentium 4 var en dålig produkt, men lyfter man på locket hittar man faktiskt en rad tekniker som var för sig faktiskt är revolutionerande.

• trace cache, en riktig flaskhals för x86 (och egentligen alla icke-RISC) är avkodning av instruktioner. P4 innehåll en föregångare till den micro-op cache Sandy Bridge senare fick.

• SMT, Intel kallar sin implementation för "HyperThreading". IBM forskade kring detta redan på tidigt 70-tal men Intel var faktiskt först att implementera SMT i en kommersiell produkt

• SIMD, även om v1 av SSE först implementerades i PIII var det P4 som gjorde tekniken användbar då PIII endast hade stöd för 32-bitars flyttal + prestanda var inte alls på den nivå tekniken tillät. Med SSE2 i P4 fick vi en första implementation som dels realiserade den prestanda som teoretiskt var möjligt samt SSE2 gjorde det möjligt att skrota den gamla 387 flyttalsprocessorn som hade väldigt många brister

Listar inte SMP här. I.o.f.s. var Pentium D första Intel CPU med flera kärnor, men fanns x86 SMP system redan på Pentium tiden (möjligen ännu tidigare) och de fösta SMP systemen byggdes faktiskt på 50-talet(!) så allt annat än ny teknik.

Core2
I grunden en fintrimmad Pentium M som i sin tur var en PIII modifierad så var mer energieffektiv och modifierad att nå klart högre frekvens jämfört med PIII-designen.

Enda riktiga nyheten i Core2 var något som kallas macro-op fusion. Egentligen inte så "bara" då det är en av huvudförklaringarna till den fina IPC som Core2 uppvisade. I korthet är detta det omvända mot att dela upp x86 instruktioner i "micro-ops", här slår man istället ihop vissa par av x86 instruktioner till en instruktion något som ökar kapaciteten samt ökar energieffektiviteten. Det man slår ihop är typiskt en jämförelse av något slag med ett hopp som är villkorat på jämförelsen (en väldigt vanligt förekommande kombination av instruktioner).

AMD har sedan Zen också stöd för "macro-op fusion".

Nehalem
I stort sätt Core2 med integrerad minneskontroller, något som AMD i det läget redan hade haft ett par år (kom i Athlon K8).

Sandy Bridge
Sandy Bridge blev syntesen av de delar av Netburst som faktiskt var bra idéer och en i grunden bra CPU-design man redan hade i Core2.

• micro-op cache, alla Intel x86 designer sedan PPro, undantaget P4, hade lidit av att "front-end" begränsade prestanda. D.v.s. en primär flaskhals var hur många instruktioner som kretsen avkoda och leverera till "back-end" (beräkningsenheterna). Sandy Brides micro-op cache löste i princip det problemet helt och hållet

• AVX, var egentligen inte AVX i sig (d.v.s. en 256-bitars version av SSE/SSE2) som var den stora nyheten utan en teknisk detalj med namn VEX. En stor fördel med RISC-designer över x86 var möjlighet till att göra "C=A op B" medan det fram till nu varit "B=A op B" för x86, d.v.s. ena källoperanden skrevs alltid över -> mindre effektiv. Med VEX-kodning blev både SSE och AVX mer effektivt, även saker som inte drar nytta av vektorisering började nu ändå se prestandafördelar med SSE/AVX

• ring-bus, Nehalem/Westmere hade på ytan en cache-design som liknade Sandy Bridge men den var fram till nu implementerad som en crossbar-switch vilket kostade väldigt mycket transistorer (antal transistorer är kvadratiskt mot antal saker kopplad till x-bar, AMD kör x-bar i Zen vilket är orsaken till att CCX är begränsad till fyra kärnor)

• ring-bussen möjliggjorde även riktigt tight integrering av en iGPU. Sandy Bridge var den första x86 kretsen med CPU och GPU på samma krets. AMD har faktiskt ännu inte samma integration som Sandy Bridge i sina APUer, i Sandy Bridge ligger CPU-kärnor, iGPU och L3$-slices alla som klienter till ring-bussen så L3$ delas mellan CPU och GPU, något som möjliggör väldigt snabb kommunikation mellan dessa -> väldigt bra för GPGPU

• ring-buss designen var så pass energieffektiv att det nu gick att köra med integrerad minneskontroller även för mobila kretsar, Westmere-kretsar för mobila enheter hade en front-side buss + extern GPU (som MCM).

GPGPU stödet är ändå uselt för just Sandy Bridge, visade sig att GPUn saknar vissa kritiska funktioner för OpenCL stöd så Ivy Bridge är den första krets som i praktiken kan köra GPGPU.

Haswell
Haswell var första x86 krets att implementera transaktionsminne, andra kommersiella kretsa i historien att implementera detta. Detta är en teknik som det forskats på sedan 70-talet, men tog till efter 2010 innan man lyckades bygga en produkt som hade stöd för tekniken.

Fast nåja... Nu visade det sig att TSX var trasigt i desktop Haswell och Broadwell, så för icke-Xeons är det först Skylake som har fungerande TSX.

Är inte hundra på Windows, men TSX används av i princip alla multitrådade program på Linux så TSX är inte alls bara något som ser bra ut på papperet!

Haswell fick även stöd för FMA, nyhet för Intel x86 men FMA fanns redan i flera andra kretsar (t.ex. Cell som satt i PS3). FMA är inte något som gemene man har nytta av, men det används flitigt ihop med SSE/AVX i princip alla vetenskapliga program (Matlab, Matematica, Octave, R etc)

Skylake
Här har Intel mer fokuserat på servers än på skrivbordet, vilket märks i vilka finesser som lagts till.

• Första fungerande TSX-implementationen för konsumentprodukter.

• SGX, Software Guard eXtensions är rätt meningslöst för svensson men det är en otroligt viktig teknik för molntjänster då det gör det möjligt att kunna skydda all data på sin gäst, det även från den som totalt har kontroll över maskinen min virtuella instans kör på!!!

• MPX, en annan finess som i sig är rätt meningslös för svensson men som indirekt är väldigt värdefull för alla då den gör det möjligt att enkelt hitta en lång rad vanliga buggar i C/C++ program som varit attackvektor för otaliga virus och samt orsakat systemkrascher. På jobbet köpte vi in nya system specifikt för testning enbart för att få MXP-stöd.

TL;DR
Skulle säga att Sandy Bridge absolut aspirerar på att vara den mest revolutionerade designen för sin tid. Vissa av idéerna må ha kläckts som del av Netburst, men det var först i Sandy Bridge de faktiskt kom till sin rätt!