Curiosità su processori AMD

[Andrea454545]

Buon girono, stavo girando alla ricerca di un portatile. Navigando ho visto una cosa che mi ha incuriosito e vorrei chiedere a voi delucidazioni.
Ho trovato in giro molti che hanno processori del tipo I7 7700 vedendo che hanno 4 core e 8 thread (grazie alle nuove tecnologie), mentre gli I7 7500 hanno solo 2 core e 4 thread.
Mentre quelli che hanno processori AMD del tipo ad esempio: AMD A12-9720P hanno 4 core e 4 thread.

Vorrei domandarvi come va l'A12 rispetto agli Intel (tipo il I7 7700 HQ) e come mai non ha i doppi thread. Possono andare bene anche per gaming?
Poi vorrei anche aggiungere: ci sono modelli negli AMD quad core con 8 thread?

[rugweri]

La spiegazione non è complessa, ma richiede una breve introduzione.
Nello sviluppo di processori paralleli (o, più che altro, pipelined), si incontrano due tipi di parallelismo:

- Instruction-level parallelism, ovvero la possibilità di eseguire più processi in parallelo. Questo tipo di paralellismo è possibile avendo più processori, ciascuno dei quali prende in carico un processo.
- Thread-level parallelism, ovvero la possibilità di eseguire più thread dello stesso processo in parallelo. Questo tipo di parallelismo si espleta all'interno di un singolo processore: ad ognuno dei suoi core viene assegnato un thread per l'esecuzione, e tutti i core lavorano in parallelo.

Ora, guardiamo un attimo come sono fatti dentro i processori moderni:



Puoi notare subito una cosa: la cache condivisa è di livello 3, per cui ogni core del processore ha al suo interno delle cache di livello 1 e livello 2 a suo esclusivo uso e consumo. Se andassimo ancora più a fondo, inoltre, scopriremmo che ogni core della CPU ha al suo interno dei registri in cui inserire ciò che ritiene.

Bene, detto questo possiamo passare alle tue domande:

come mai non ha i doppi thread.

La parola d'ordine è hyper-threading: molti processori Intel della famiglia Core hanno al loro interno una "doppia" copia di alcune parti (tendenzialmente, dei registri), e quindi possono ritenere due thread per volta e passare di tanto in tanto dall'uno all'altro per farli procedere entrambi. In realtà, come potrai intuire, questa soluzione non equivale alla presenza di un numero doppio di core (perché non è detto che il parallelismo sia totale, ad esempio) né ancor meno alla presenza di più processori (perché comunque i processi vengono mappati sui processori fisici, quindi ogni core si becca lo stesso thread appartenenti allo stesso processo), ma permette comunque un buon incremento delle prestazioni.

Possono andare bene anche per gaming?

Sfatiamo un mito: per i videogiochi, non servono computer potentissimi. La storia del "gaming" è solo un modo per produrre roba con un'estetica esagerata e venderla a prezzi improponibili.
Detto questo, ovviamente sia un Intel I7-7700K che un AMD A-12 reggono benissimo i videogiochi... anche perché, se i videogiochi in questione sono recenti e programmati minimamente bene, lavorano in GPU Computing o almeno in modalità ibrida, e quindi il processore fa ben poco

Vorrei domandarvi come va l'A12 rispetto agli Intel (tipo il I7 7700 HQ) e come mai non ha i doppi thread.

Ho cercato sul sito AMD, e a quanto pare gli AMD Ryzen hanno una loro versione del SMT, che è la tecnologia di base (brevettata dalla Sun Microsystems, mi pare) dell'hyper-threading.
Detto questo, l'AMD A12 è un buon processore e sa il fatto suo.
Mi permetto di suggerirti di evitare labirinti mentali sulle prestazioni: ti sembrerà eresia, ma con un'opportuna scelta dei componenti anche un Intel I3 rende alla grandissima. Il punto fondamentale, senza approfondire troppo, è che molte delle ottimizzazioni (soprattutto la frequenza di clock, che è diventata una vera e propria bandiera pubblicitaria ) dei processori di fascia alta sono estremamente sopravvalutate dagli incompetenti.

Facciamo un attimo un giochino: prendiamo un sistema con:
- Clock della CPU
- Clock del bus
- Tempo di accesso alla memoria
- Tempo di esecuzione di un I/O 12 cicli di bus

E poniamo che il 30% delle operazioni sia eseguito solo all'interno del processore, il 60% coinvolga la memoria e il 10% coinvolga l'I/O; non è una stima troppo lontana dal vero, per quanto ne so.
Possiamo determinare che:
- La CPU esegue le sue operazioni, per esempio, in due periodi di clock (non è un numero che ho inventato sul momento), quindi in .
- Se è coinvolta la memoria, il tempo di esecuzione è circa pari al tempo di accesso, quindi (in realtà non è un calcolo precisissimo... ma per ora ce lo facciamo andare bene).
- Se sono coinvolti i periferici, poniamo un tempo di esecuzione pari a 12 cicli di bus, dunque (anche qui, stiamo approssimando).

Questo vuol dire che per eseguire 100 istruzioni, stanti le stime prima fatte sulla loro distribuzione, impieghiamo in totale .
Proviamo a raddoppiare la frequenza di clock del processore: il tempo di esecuzione delle sue istruzioni passa a . Ricalcoliamo: . Raddoppiare la frequenza di clock ha portato un miglioramento di un fattore 1.006 sulle prestazioni, praticamente ininfluente.
Proviamo invece a inserire (nel sistema originale) una memoria con tempo di accesso dimezzato, quindi . Ricalcoliamo: , un miglioramento delle prestazioni di un fattore 1.6, non male.
Proviamo invece ad inserire una piccola cache con tempo di accesso e hit ratio 95%; qui i calcoli sono un attimo più lunghi, quindi per semplicità ti riporto solo il risultato: , ovvero la sola aggiunta di una cache al sistema ci ha portato un miglioramento delle prestazioni di un fattore 2.8, che rispetto a quanto visto prima è eccellente.

Con questo esempio, ho voluto farti vedere che:

- La frequenza di clock del processore può essere quasi ininfluente sulle prestazioni di un sistema.
- Le cache sono fondamentali.
- Bastano poche operazioni lente, nell'esempio il 10% relativo all'I/O, per condizionare in modo importante le prestazioni di un sistema.

E considera che avremmo potuto approfondire ancora il discorso, per esempio discutendo la famosa questione "che senso ha un processore con frequenza di clock nell'ordine dei GHz se poi continuano a connetterlo a bus con frequenza di clock di 33MHz?" (ti notifico che questa domanda ha trovato risposta da tempo, ma molti incompetenti continuano ad ignorarla e costruire assurdità)... ma ci fermiamo qui, che già di carne al fuoco ce n'è tanta

[Andrea454545]

Grazie per la pronta e completa risposta.
Ho chiesto del "gaming" pensando che fosse il miglior test per valutare le prestazioni di una macchina, in realtà non mi interessa molto l'intrattenimento. Per eseprerienze passate sapevo che comprando una macchina per prestazioni da videogioco andavo tranquillo sulla longevità dle PC almeno per un periodo di 5 / 7 anni (detto in altri termini programmi di progettazione, disegno , simulazione potevano reggere tranquillamente).

Detto questo la domanda diviene, quale potrebbe essere il tempo vita di un PC con processore AMD A-12 8/12Gb di RAM con una attuale buona scheda video? Ci potremmo far girare ad esempio tranquillamente un programma tipo Solid Works 2023 o simili come Lab View etc. ?

[rugweri]

Prevedere le evoluzioni nel campo dell'hardware nei prossimi 7 anni è una cosa che mette in crisi anche grandissimi esperti del settore, per cui non nutro neanche la più pallida speranza di potermi esprimere credibilmente in tal senso.

Ti faccio notare, però, un dettaglio che avevo già accennato prima: un buon computer potrebbe tranquillamente avere un ciclo di vita decente con al più un paio di aggiustamenti, perché attualmente nei computer ci sono alcune risorse relativamente sottoutilizzate. Giusto per fare due esempi:

- I processori attuali sono già molto veloci, tant'è che come ti ho mostrato sopra tendenzialmente si ritrovano a dover attendere ogni volta che un'istruzione coinvolge altri componenti hardware.
- Le potenzialità delle GPGPU (che vuol dire "general-purpose graphic processing unit", se non lo sapessi) sono ad oggi sfruttate in piccola parte e solo da pochi programmi.

Aggiungi a questo che alcune tecnologie attuali sono ancora relativamente costose, ma nei prossimi anni probabilmente si assesteranno su prezzi più contenuti: pensa per esempio agli SSD, che rispetto agli HDD permettono prestazioni eccellenti.

Aggiungiamo ancora un'altra cosa: all'orizzonte, al momento, non è molto probabile che ci siano cambiamenti radicali nelle caratteristiche di certe parti di un computer; per esempio:

- La frequenza di clock sopportabile dai processori ha sostanzialmente raggiunto i limiti stabiliti dalle necessità legate al consumo ragionevole di potenza (ricorda sempre che la dissipazione dinamica di potenza dei circuiti digitali dipende dalla frequenza a cui lavorano), quindi difficilmente - a meno che non si utilizzino tecnologie diverse - vedremo nei prossimi anni processori con frequenze massime molto maggiori di quelle attuali (che tra l'altro sarebbero con ogni probabilità inutili, visto quanto ti dicevo nel post precedente).

- La crescita del tasso di integrazione dei circuiti non potrà essere eterna, se non altro perché il canale di ogni transistor deve essere almeno grande abbastanza da garantire una certa corrente. Di questo si discute già da anni in articoli come questo, e non di rado sono state proposte alternative tecnologiche più o meno credibili; io non sono al corrente di tutte le ultime notizie in questo ambito, quindi ti raccomanderei di chiedere a qualche esperto di microelettronica, ma per quanto ne so ad oggi il limite di integrazione resta un problema aperto.


Aggiungiamo ancora un altro dettaglio: i produttori di software devono, per ovvie esigenze di mercato, adattarsi entro certi limiti alle possibilità hardware del proprio bacino d'utenza. Ora, capirai da te che è estremamente improbabile che, messo in commercio un nuovo componente hardware, tutti i professionisti di un determinato settore possano permettersi di comparlo (ed eventualmente comprare anche gli altri componenti di cui esso necessita per risultare effettivamente un acquisto utile in termini di incremento delle prestazioni) immediatamente, per cui non è assurdo ritenere che almeno per uno-due anni dopo l'introduzione sul mercato del nuovo componente le specifiche continuino ad essere in gran parte basate sui "vecchi" componenti.

Stante tutto ciò, penso di poter ragionevolmente dire che, a meno di rivoluzioni che persone ben più esperte di me non riescono a prevedere (figurati cosa posso fare io, quindi!), un ottimo computer del presente sarà con ogni probabilità un buon computer dell'immediato futuro.

[Andrea454545]

Ottimo grazie ancora!

[rugweri]

Comunque, mi sono ricordato di non averti poi proposto le soluzioni tecnologiche relative alla domanda:

"che senso ha un processore con frequenza di clock nell'ordine dei GHz se poi continuano a connetterlo a bus con frequenza di clock di 33MHz?"

Ora, forse non ti interessa, ma mi pare giusto almeno dirti che:

- Per separare componenti più veloci e componenti più lenti, di modo che i primi non siano ostacolati dai secondi, sono stati progettati sistemi di bus multi-livello: tutti i componenti veloci stanno su un bus più veloce e più vicino alla CPU (la quale è connessa allo stesso bus tramite il north bridge del suo chipset), mentre i componenti più lenti stanno su un bus più lento (cui la CPU è connessa tramite il south bridge del suo chipset).

- Per connettere certi componenti alla CPU, si è deciso di eliminare del tutto il bus e sostituirlo con dei collegamenti punto-punto, che permettono una comunicazione più agevole con questi componenti e soprattutto danno la possibilità di incrementare il parallelismo della connessione senza dover affrontare alcuni dei problemi tipici dei bus paralleli. Va da sè che questo implichi l'integrazione nella CPU di eventuali controller per i componenti così connessi.

Detto questo, guarda come sono strutturati ora i chipset della Intel:



Come puoi vedere, la memoria è direttamente connessa al processore, le schede grafiche si trovano sul north bridge e tutti gli altri componenti sono connessi al south bridge; ti invito a notare, inoltre, le diverse velocità delle varie interconnessioni.

[MassimoB]

il north bridge è integrato al processore oggi, il south è gestito dal chipset, una volta invece erano separati-



Poi con il front side bus lo lascio a voi a cosa serve

Ps

attenzione a come vengono gestipe le pci ex

[Andrea454545]

Grazie tutti.

Vorrei fare ultima domanda anche se forse sposta un po' dal titolo del forum.
Avrei trovato un modello che alla fine potrebbe soddisfarmi, si tratta del HP 15-bc019nl che ora ha lo si trova ad un buon prezzo.

L'unica cosa vorrei poter aumentare la ram. Da specifiche riportano che ha Memoria, standard 8 GB di SDRAM DDR4-2133 (2 x 4 GB).

Secondo voi si possono aumentare uletriormente?
Il processore I7 6700 mi semrba supporti ram di dimensioni maggiori.

[biget]

ne supporta 64 ma il tuo notebook ne puo montare 16 sempre che i due banchi attuali no siano saldati

[rugweri]

La risposta te l'ha già data [user]egbit[/user]... personalmente, mi sento solo di chiederti: che ci vuoi fare con più di 8GB di RAM? A meno di casi molto particolari, per un notebook 8GB tendenzialmente dovrebbero bastare