Çılgın işlemci tasarımı rafa kaldırıldı: Broadcom Vulcan analizi

Yorumlar

Erdi Özüağ

İnceleme, Test ve Analiz Editörü

Son dönemin en çılgın işlemci projelerinden biri olan Broadcom Vulcan ne yazık ki rafa kaldırıldı. ARM v8 mimarisi üzerinde yükselen ve gerek sahip olduğu özellikler, gerekse de performans beklentileriyle çalışan örneğini görmeyi şahsen büyük birmerakla beklediğim işlemci, gelen bilgilere göre ne yazık ki rafa kaldırılmıştı. Hatta henüz Broadcom'dan konuya ilişkin kapsamlı bir açıklama gelmese de tüm projenin satılabileceği konuşuluyor.

Vulcan'la ilgili olarak kendi duyumlarım da var ancak öncesinde isterseniz işlemcinin teknik özelliklerine göz atalım, çünkü eminim sizi de heyecanlandıracak Vulcan. TSMC tarafından 16nm FinFET+ geometrisiyle üretilmesi planlanan işlemci, ağırlıklı olarak sunucu pazarı için geliştirilse de bitmesi halinde kolayca diğer alanlara da ölçeklenebilmesi öngörülen tasarım özelliklerine sahipti.

Farklı işlemci tasarımlarında başarı elde eden kimi mimari özellikleri tek çatı altında buluşturan Vulcan, ARM v8 üzerinde şekillenen 64-bit destekli işlemci, 3GHz'de çalışan 32 çekirdekten oluşuyor. Broadcom'un açıklamasına göre hedeflenen saat hızında Haswell tabanlı Intel işlemcilerin %90 performansını sunabilecekti. 8 kanal DDR4 bellek desteği, 56 PCIe hattı ve 32MB L3 bellekle kağıt üzerinde göz dolduran işlemcinin zar boyutu ise süper kaslı yapısının bir sonucu olarak ~600mm^2 civarındaydı.

Çılgın işlemci tasarımı rafa kaldırıldı: Broadcom Vulcan analizi

Görsel temsilidir.

Bradcom'un tasarımında, işlemcideki her çekirdek 4 izlek desteği sunuyordu. Aslına bakılırsa buradaki Multi-Threading desteği, alışılagelmiş tasarım tercihlerine göre biraz daha farklı. Bir bakıma SUN tarafından geliştirilen Tx mimarisini akıllara getirmiyor da değil. Bahsettiğimiz çok izlek anlayışının farkı, her döngüde sadece tek bir izleğin aktif olması.

Mekanizmanın çalışma metodolojisi, her çekirdek için dört komut işaretleyicisini, kayıtlarda sıradaki komut adresi ile eşleyerek süreci hızlandırmak. Performans farkı kazandıran mühendislik farkı ise, kullanılan algoritmanın gelişmiş seçim yeteneği üzerinden izlek takvimleyicisine en öncelikli izleği ataması. Bu işlem dört izlek arasındaki devamlı döngü üzerinde muadillerine göre hissedilir bir avantaj sağlıyor, en azından Broacom'un açıklamasına göre.

Broadcom'un tasarımında her döngü için 32 byte alınarak, anlık 8 izlek için yeterli ortam oluşturulurken, ARMv8A komutları dört mikro-op içerisinde çözümleniyor. Ama teknik olarak olarak 128-bit Neon / Kayar Nokta görevleriyle toplamda 6 mikro-op da her döngü kapsamında işleme alınabiliyor. Peki böylesine vaadkar görünen, Windows 10'un Snapdragon 820 üzerinde çalıştırıldığı şu günlerde PC dünyasına uyarlanabilecek bu işlemci neden iptal edilmiş olabilir ? Broadcom detaylandırana kadar bunu asla tam olarak bilemeyeceğiz, belki finansal nedenler, belki teknik sorunlar ancak duyumlarım, programın gecikmesi ve istenen verimliliğin yakalanamamış olması ihtimali üzerinde tutuyor beni açıkçası.

Görsel temsilidir.

Eğer söylenenler doğruysa, ilk taped-out yani tasarımı tamamlanan silikonlarda, özellikle enerji verimliliği minimum 1,5 kat daha yüksek çıkmış. A1 revizyon süreci için verimlilik sorunlarının 10 kata kadar beklenti üstü çıktığı da konuşulmuyor değil. Vulcan için B0 ve B1 revizyonlarının olup olmadığından ise emin değilim.

B0 revizyonu tamamlanmış olsa bile B1'e gelmeden proje rafa kaldırılmış gibi duruyor Açıkçası, çok çekirdekli yapı dışında PCIe hatlarının sayısı ve bellek bantgenişliği ile birlikte yük altı karakteristiği, karar verilen tasarım çerçevesinde iyi yönetilememiş olabilir. Ancak her halukarda işlemci, kullanılabilir verimliliğie getirilemez demek doğru olmaz. Benim tahminime göre Broadcom, gerek tasarım gerekse de tet-tasarım sürecinde doğrudan amaç odaklı ayıklama yerine testleri hazır otomasyon araçlarıyla yapmış olabilir. Otomatikleştirimiş test araçları zaman ve maliyet avantajı sağlar ama aynı zamanda zar boyutu ve tasarım karakteristiğine bağlı olarak ciddi verimlilik sorunları ortaya çıkarabilir.

Projenin rafa kaldırılmasından sonra, Vulcan'ı geliştiren ekibinin neyle meşgul olduğunu bilmiyorum. Bir kısmı ayrılıp başka firmalara geçmiş olabilir. Ancak tüm IP'lerle birlikte Vulcan projesi, ARM tabanlı sunucu tasarımlarına ilgi duyan ve bu konuda ciddi çalışmalar yapan bir firma tarafından satın alınabilir. Buradaki birikim Vulcan'ı hayata geçirmese bile, ondan devşirilen güçlü, esnek ve iyi optimize yavru tasarımların doğmasına vesile olabilir.

En son işlemci analizlerim; AMD Zen mimarisi / Samsung Exynos 8890'un M1 çekirdekleri