Como otras tantas veces que hemos hablado de la arquitectura Zen y Zen 2, vamos a empezar a indagar en la tripa de los procesadores del gigante azul y sus variantes de la arquitectura Core, el porqué no son iguales y lo que conlleva utilizar diseños distintos dependiendo de la gama, a diferencia de AMD que utiliza los mismos para todo con su correspondiente penalización en ciertos escenarios. Diferenciando arquitecturas de Intel, Ring BUS vs MESH.
La distinción de diseños para la gama HEDT (alto rendimiento) o mainstream (doméstica) viene dada básicamente por el conteo de núcleos final del mismo, dado que la arquitectura Core lleva con nosotros casi una década y ha abarcado la gama de servidor, alto rendimiento y doméstica durante todo este tiempo con éxito compartiendo en común el diseño del núcleo, pero dependiendo de la necesidad del mercado debían priorizar la conexión entre ellos en virtud de las tareas que fuesen a procesar los mismos.
– Ring BUS (anillo), el diseño de la gama mainstream y vieja HEDT
Este diseño de arquitectura ha interconectado los núcleos de Intel desde los inicios hasta ahora, en la gama HEDT hasta la plataforma X99, en mainstream lo sigue haciendo en su novena generación y probablemente en su décima con Comet-Lake.
Su diseño se basa en una intercomunicación entre núcleos de baja latencia, la particularidad que tiene es que con un recuento de núcleos mayor la latencia intracore aumenta de manera lineal, según los núcleos que conforme el conteo final del procesador.
Es decir, que las ventajas que aporta el anillo en las gamas HEDT o de servidor pueden tener beneficio sobre MESH (malla) hasta determinado momento… pensando a escala pequeña puede que para nuestro uso no encontremos explicación a este fenómeno, pero ahora veremos porqué en si la malla tiene sus beneficios.
– MESH (malla), los nuevos diseños de HEDT y servidor
El diseño MESH hace aparición en la plataforma X299 con la séptima generación basada en Skylake-EP (78nnX) y en la gama Xeon v3.
Fundamentalmente es un diseño con mayor latencia intracore que ring-bus, con la particularidad de que esta no sigue aumentando cuando añadimos más nodos (núcleos y cachés de los mismos) interconectadas a la malla, lo que permite una escalabilidad mayor a la hora de hacer diseños grandes en el conteo de núcleos donde ring-bus en determinado momento padecería latencias mayores que este diseño.
Evidentemente el núcleo basado en la arquitectura Core sigue siendo el mismo con todas sus particularidades, pero el tener mayor latencia intracore en la comunicación del conjunto incluso en conteos de núcleos inferiores perjudica en ciertos escenarios donde se dispare la comunicación entre los mismos y sus cachés, como sucede con los juegos o tareas símiles.
Por eso en comparaciones directas con la gama mainstream, en igualdad de condiciones en frecuencias y configuraciones, a pesar de conformar en este escenario el mismo núcleo entre ambas ganas, la distribución de su conexión interna favorece al diseño mainstream por su configuración ring-bus, haciendo que los diseños X299 se asemejen al resultado más cercano a lo que tenemos con un RyZen en este escenario.
– La semejanza de MESH y el rediseño de arquitectura Zen 2
Si en algo podemos comparar a estos dos tipos de diseños, es el objetivo que tienen de solucionar un problema en auge que supone la escalabilidad del conteo de núcleos desmesuradamente como está sucediendo en estos últimos tres años.
– Un poco de historia
Todo esto comenzó con la aparición de la arquitectura Zen 1, la base de toda la revolución que sufrimos actualmente en el mercado de CPU, la cual comenzó trayendo un diseño MCM escalable sin igual en el mercado, que ha permitido introducir procesadores sobre-dimensionados en conteo de núcleos gracias a la posibilidad de interconectar matrices de silicio entre ellas, haciendo un diseño escalable mucho más barato que su principal competidor Intel.
Este diseño nació pensado para el mercado de servidor (el sector donde realmente aportan dinero las CPU y no el doméstico, que es una parte minoritaria), que acompañado de la falta de recursos por parte de la compañía que los llevó al borde de la quiebra, simplificó el diseño y lo portó a todos los mercados, incluido el doméstico.
Este diseño permitía una gran cantidad de núcleos baratos, con un aprovechamiento por oblea de silicio excepcional pero con una lacra muy importante, latencias intracore altas entre los núcleos que excedían el conteo total de la matriz de silicio propia, sin contar los problemas en las unidades de servidor y HEDT que hacía que ciertos silicios no tuvieran acceso directo a memoria, disparando también el tiempo de acceso a esta.
– MESH y arquitectura Zen 2, solucionando el mismo problema
En la arquitectura Zen 2, la cual duplica núcleos a las anteriores iteraciones de la plataforma, AMD tomó el camino apropiado para conseguir el mismo resultado que Intel consiguió con MESH, reducir las latencias intracore en vez de aumentarlas con el aumento de núcleos y a mayores las añadidas de acceso a memoria por tener DIEs sin acceso directo a la misma.
Su diseño se basa en un concentrador (I/O DIE) donde todos los nodos (núcleos y cachés) interconectan entre sí por él, haciendo que la inclusión de más nodos al conjunto no tenga una consecuencia significativa en el acceso entre ellos, como si sucedía en su diseño original Zen 1 al tener que pasar la información por múltiples nodos antes de llegar al nodo objetivo, si dicho nodo no tenía comunicación directa con el que enviaba la información.
¡Hasta aquí diferenciando arquitecturas de Intel, Ring BUS vs MESH!, dudas recordad que tenéis los enlaces marcados en verde como vínculos que os llevan a explicaros detalladamente los conceptos, además de estar nosotros aquí para resolver tus dudas en los comentarios.
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