p>Если говорить о процессорах, то 2018 год запомнился нам в первую очередь не благодаря каким-то новым и впечатляющим продуктам, а по противоположенной причине. Безусловно, нельзя отрицать, что и AMD, и Intel неплохо постарались, чтобы прошлый год вышел как минимум нескучным, но главное, что довлело над процессорным рынком весь год – это нескончаемые проблемы. Разнообразные трудности возникали то тут, то там, они затронули обоих производителей CPU, и наложили существенный отпечаток на всё происходившее. Более того, многие из этих проблем так и не разрешились в прошлом году и в той или иной степени будут актуальны и в 2019.

⇡#Проблемы с безопасностью

Самой главной неприятностью, с которой процессорному рынку пришлось столкнуться в 2018 году, естественно, стали уязвимости семейств Spectre и Meltdown. И если это и не катастрофа, то очень глубокая и труднопреодолимая проблема, поскольку атаки с их использованием эксплуатируют базовые микроархитектурные принципы современных процессоров, которые широко применяются для увеличения производительности: предсказание переходов и спекулятивное (упреждающее) исполнение команд. Весьма показателен тот факт, что с момента, как о Spectre и Meltdown были уведомлены производители процессоров, до начала 2018 года, когда информация об этих уязвимостях была выложена в публичный доступ, миновало целых полгода. Однако никакой внятной реакции за это время не последовало и, более того, отдельные разновидности атак по стороннему каналу с использованием принципов Spectre и Meltdown остаются возможны и по сей день!

В той или иной степени  оказались подвержены Spectre и Meltdown актуальные продукты не только Intel и AMD, на и ARM, и даже Power. Однако больше других из числа производителей x86-процессоров пострадала всё-таки Intel. Микроархитектура Core оказалась открыта для солидного числа разновидностей атак, полностью нейтрализовать которые одними только исправлениями микрокода и заплатками операционной системы не удалось и по сей день. Intel приходится вносить исправления в дизайн своих чипов на аппаратном уровне, но это требует времени, и первыми CPU микропроцессорного гиганта, где уязвимости будут полностью устранены, в лучшем случае станут 10-нм Ice Lake, которые, как предполагается, появятся к концу 2019 года.

Пока же пользователям приходится удовлетворяться патчами ОС и апдейтами микрокода, установка которых, впрочем, проходит совсем не бесследно. Скорость работы интеловских процессоров в некоторых сценариях при включении защиты против Spectre и Meltdown падает на величину до 30 %, причём особенно заметно снижается быстродействие операций ввода-вывода, в частности при обращениях к дисковой подсистеме. И с этим приходится мириться, поскольку даже в процессорах Whiskey Lake и Coffee Lake Refresh, где в микроархитектуре уже внесены определённые изменения, затрудняющие атаки, установка необходимых патчей всё равно приводит к снижению производительности.

На этом фоне процессоры AMD оказались в несколько более выигрышной ситуации: атака Meltdown для них не страшна вообще, а практическая эксплуатация Spectre требует гораздо больших усилий. Поэтому можно сказать, что AMD отделалась лёгким испугом: хотя закрывать уязвимости патчами и апдейтами микрокода тоже необходимо, в случае Ryzen это не приводит к явному ухудшению потребительских качеств процессоров.

Впрочем, позднее к безопасности систем с процессорами AMD возникли несколько иные специфические претензии, о которых было объявлено под именами MasterKey, Chimera, Ryzenfall и Fallout. Однако эти уязвимости относились к сопроцессору безопасности и чипсету, то есть не затрагивали непосредственно архитектуру CPU. А кроме того, их эксплуатация требовала повышенных прав доступа. Иными словами, уязвимости оказались вторичными, а AMD к тому же пообещала оперативно устранить их через обновления BIOS, поэтому в конечном итоге и тут для компании всё сложилось на редкость удачно.

⇡#Проблемы с технологическими процессами

Intel же тем временем умудрилась угодить в ещё одну громкую скандальную историю – компания потерпела сокрушительное фиаско с внедрением 10-нм техпроцесса. Изначально 10-нм техпроцесс был анонсирован микропроцессорным гигантом ещё в 2017-го, причём массовое производство полупроводниковых устройств с его использованием должно было начаться во второй половине 2017 года. Однако в реальности этого не произошло. К началу прошлого года Intel запустила всего лишь пилотные поставки ограниченных объёмов 10-нм чипов Cannon Lake только одному клиенту, причём эти процессоры представляли собой явно пробный продукт с урезанными возможностями: они имели лишь пару вычислительных ядер и были обделены каким бы то ни было графическим ядром.

Дальнейшее развитие этой истории оказалось ещё более печальным. В апреле Intel отчиталась, что поставки 10-нм чипов продолжают носить пробный характер, а массовое производство 10-нм продукции откладывается до 2019 года. А ещё позднее, летом, было объявлено о дополнительной задержке с внедрением перспективной технологии, на этот раз уже до конца 2019 года. В этот момент уже начинало казаться, что Intel готова совсем отменить свой 10-нм процесс, из-за которого у компании возникли многочисленные трудности. И самая большая из них заключалась в том, что Intel традиционно привязывала к техпроцессу разработку новых микроархитектур, поэтому задержки с внедрением 10-нм технологии автоматически приводили к невозможности внедрения каких-либо инноваций в процессорном дизайне. По этой причине все процессоры, которые Intel вывела на рынок в 2018 году, не только производились по 14-нм техпроцессу, но и опирались на старую микроархитектуру Skylake, разработанную ещё в 2015 году.

Однако в конце прошлого года Intel всё же подтвердила, что непокорная 10-нм технология всё-таки будет внедрена для серийного производства чипов, и первыми массовыми процессорами, выпускаемыми с её применением, станут чипы Ice Lake, построенные на новой микроархитектуре Sunny Cove. Intel пообещала, что до конца наступившего года на рынке появятся готовые системы на их основе, а также объяснила, почему так долго не могла совладать с «тонкими» нормами.

Оказывается, проблема заключалась в том, что микропроцессорный гигант поставил себе слишком амбициозные задачи в части масштабирования размера транзисторов. Переход с 14- на 10-нм технологию, как было изначально предусмотрено проектом, должен был увеличить плотность полупроводниковых кристаллов в 2,7 раза, и столь агрессивных целей компания ранее перед собой никогда не ставила. Например, 14-нм техпроцесс увеличил плотность кристалла всего в 2,5 раза, а до того типичным коэффициентом была величина 2,1-2,3. Тем не менее, поставленные изначально приоритеты Intel всё же оставляет в силе. Иными словами, двухгодичная задержка с вводом в строй 10-нм технологии всё-таки дала компании необходимое время для отладки оборудования, и полупроводниковые кристаллы будущих процессоров Ice Lake будут иметь ровно те целевые показатели, которые и предполагались изначально.

С проблемами, касающимися технологических процессов, в 2018 году пришлось столкнуться и AMD, хотя они и носили совершенно иной характер. Дело в том, что давний производственный партнёр AMD, компания GlobalFoundries, неожиданно переменила стратегию и кардинально поменяла свои планы. В августе эта полупроводниковая кузница объявила о полном отказе от разработки и внедрения 7-нм техпроцесса и желании сосредоточиться на производстве чипов исключительно по техпроцессам с нормами 12 и 14 нм и совершенствовании своей технологии FDX (FD-SOI). Вместе с этим GlobalFoundries приостановила все свои работы по внедрению EUV-литографии и даже стала искать покупателей на уже приобретённое литографическое оборудование. Такое решение одного из ведущих контрактных производителей полупроводников было обусловлено исключительно экономическими причинами: GlobalFoundries посчитала, что набрала необходимый долговременный пул заказчиков на старые техпроцессы, а внедрение новых технологий высасывает из неё финансы, и не обещает получения прибыли ни в ближайшей, ни в среднесрочной перспективе.

Следовательно, хотя AMD традиционно использовала мощности именно этого контрактного производителя для размещения заказов на выпуск всех своих центральных процессоров, теперь оказалась вынуждена выстраивать отношения с новым подрядчиками. Планы AMD включали перевод всех передовых продуктов на 7-нм техпроцесс в течение 2019 года, поэтому искать нового партнёра пришлось очень быстро. И им стала компания TSMC, которая теперь будет отвечать не только за выпуск GPU, но и за производство будущих процессоров Ryzen и EPYC, построенных на микроархитектуре Zen 2. Такая перемена вызывает определённые опасения в том, сможет ли новый подрядчик обеспечить должный объём поставок. И однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Но по данным на конец 2018 года загрузка 7-нм производственных линий TSMC на первое полугодие составит лишь 80-90 %. Поэтому можно надеяться, что недопоставок перспективных чипов с архитектурой Zen 2 всё-таки не возникнет.

⇡#Проблемы с недопоставками

История с недопоставками в 2018 году очень больно ударила по Intel. Несмотря на то, что впереди у микропроцессорного гиганта наконец-то замаячило успешное разрешение ситуации с внедрением очередной полупроводниковой технологии, вся эта история всё-таки «вышла боком», да так, что теперь Intel впору переживать о потере части рыночной доли. Дело в том что, начав переоборудовать производственные линии под выпуск перспективных  10-нм чипов, Intel вынужденно ограничила выход 14-нм продукции, и как следствие, к середине 2018 года столкнулась с тем, что у неё не получается в полной мере удовлетворить спрос на процессоры текущего модельного ряда.

Спровоцировали такую ситуацию события на серверном рынке, который продемонстрировал неожиданный бурный рост и стал нуждаться в увеличенном числе чипов для дата-центров, но отразилась она в первую очередь на рынке потребительских решений. Ещё бы, интересы крупных клиентов Intel ставит превыше всего. Поэтому, когда речь зашла о том, что компания не может произвести необходимое число процессоров, было принято решение в первую очередь ограничивать поставки недорогих решений для ноутбуков и десктопов. В результате, в середине года начались заметные недопоставки массовых моделей CPU, которые вылились в дефицит и рост цен, в конечном итоге затронувший весь ассортимент процессоров Intel для потребительских платформ.

На пике дефицита, который пришёлся на сентябрь-октябрь, цены на популярные десктопные процессоры вроде Core i5-8400 и Core i3-8100 поднялись на 30-40 процентов, и так и не вернулись к нормальному уровню даже сегодня. Впрочем, ничего удивительного в этом нет. Хотя Intel и направляет огромные усилия на то, чтобы по возможности расширить выпуск процессоров по 14-нм техпроцессу и даже вкладывает в расширение устаревающего производства дополнительный миллиард долларов, установка и настройка оборудования, а также запуск производственного процесса – дело далеко не одного месяца. Поэтому даже по самым оптимистичным прогнозам в условиях дефицита процессоров Intel нам придётся жить как минимум до конца первого квартала текущего года, а многие аналитики предполагают, что отголоски производственных проблем будут ощущаться в течение всего первого полугодия.

Всё это дало прекрасный шанс компании AMD увеличить рыночную долю на рынке потребительских процессоров, чем она и ни преминула воспользоваться. Пока предложения Intel брали новые ценовые рубежи, компания AMD стабильно удовлетворяла спрос, не задерживала поставки и удерживала цены на постоянном уровне. Это привело к тому, что Ryzen стали гораздо более выгодной покупкой с точки зрения сочетания цены и потребительских качеств, и это было по достоинству оценено покупателями. В результате, в последние месяцы прошлого года розничные продажи процессоров AMD в ряде регионов (например, в Германии и России) смогли в штучном выражении превзойти продажи процессоров Intel, что в конечном итоге привело к некоторому снижению рыночной доли Intel в сегменте настольных систем с 88 % во втором квартале до 85-87 % в третьем-четвёртом квартале (точные оценки Mercury Research появятся чуть позднее).

⇡#Проблемы с руководителями

На фоне столь серьёзных проблем с безопасностью, новым техпроцессом и недопоставками процессоров сущей мелочью может показаться ещё одно заметное происшествие с Intel: в 2018 году компания потеряла своего исполнительного директора. Брайан Кржанич (Brian Krzanich), проработавший в Intel 36 лет, начавший свой трудовой путь с поста инженера-технолога и дошедший в 2013 году до директорской должности, был в середине 2018 отправлен в отставку и исключён из состава совета директоров из-за нарушения внутренних правил, касающиеся близких отношений между сотрудниками.

Существует версия, что под этим предлогом Intel избавилась от руководителя, допустившего целый ряд стратегических просчётов, например, с освоением 10-нм техпроцесса, но как бы то ни было, с июня и по сей день должность главного исполнительного директора Intel остаётся вакантной. Временное руководство компанией возложено на финансового директора Роберта Свона (Robert Swann), и сколько будут продолжаться поиски постоянного человека на пустующую должность, пока совершенно непонятно.

Кстати сказать, кадровые проблемы не обошли в 2018 году и AMD. В прошлом году она потеряла многих специалистов как из сферы маркетинга, так и инженеров. Большинство сотрудников, покинувших компанию вслед за Раджой Кодури (Raja Koduri), ослабили графическое направление компании. Но среди них оказался и ценный процессорный инженер – Джим Андерсон (Jim Anderson), возглавлявший подразделение вычислительных и графических решений и руководивший совершенствованием микроархитектуры Zen после ухода из AMD Джима Келлера (Jim Keller).

Как эта потеря скажется на дальнейшей деятельности AMD, покажет время.

⇡#Обзор главных анонсов

Проблемы, и то, как с ними приходилось бороться производителям – весьма интересная история. Однако, обойти в итоговой статье рассказ о новых продуктах, которые появились на рынке, было бы несправедливо. Хотя, действительно прорывных технологий нам не показала ни Intel, ни AMD. Все появившиеся в прошлом году новинки были, по большому счёту, вторичны. Компании готовятся к принципиальному рывку в году наступившем, а в 2018-м они выпускали чипы, построенные на старых технологиях и архитектурах.

По этой причине самым новаторским продуктом 2018 года, пожалуй, стал представленный 12 месяцев назад процессор с наиболее производительным на рынке интегрированным графическим ядром, ставший результатом сотрудничества Intel и AMD – Core с графикой Radeon RX Vega. В этом процессоре четырёхъядерный мобильный кристалл Kaby Lake объединился с графическим ядром Polaris и HBM2-памятью, которые были собраны воедино на процессорной плате с применением вживлённого в подложку полупроводникового связующего моста EMIB (Embedded Multi-Die Interconnect Bridge). В результате, на выходе получились процессоры с TDP от 65 до 100 Вт, которые смогли предложить очень неплохую графическую производительность без необходимости установки дополнительной дискретной видеокарты. Такие процессоры были взяты на вооружение компаниями HP и Dell, которые собрались ставить их в свои некоторые игровые ноутбуки, а также самой Intel, предложившей компактную систему NUC. Однако сейчас, по прошествии года, становится понятно, что это был скорее смелый эксперимент, а совсем не массовый продукт с большим будущим. Дальнейшего развития проект, к сожалению, не получил, а компьютеры, в которых можно обнаружить Core с графикой Radeon RX Vega постепенно уходят из продажи.

Зато месяцем позже, в феврале, компания AMD уже без помощи Intel представила свои собственные десктопные процессоры с интегрированной графикой, которые заняли достойное место в модельном ряду компании. Скомбинировав в едином полупроводниковом кристалле вычислительные ядра Zen и графическое ядро Vega, AMD выпустила пару чипов для настольных систем – Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G, стразу же ставших хитами продаж среди аудитории покупателей, ориентированной на сборку бюджетных систем. Успех таких процессоров был обусловлен тем, что они смогли предложить приемлемое игровое быстродействие в разрешении 720p и четыре вычислительных ядра при цене в интервале $100-$170. Впрочем, считать Ryzen 5 2400G и Ryzen 3 2200G новинкой из 2018 года всё-таки не совсем правомерно. Подобные чипы Raven Ridge для мобильных компьютеров AMD анонсировала ещё осенью 2017, так что в данном случае логичнее говорить о расширении их ореола обитания, а не о представлении какого-то принципиально нового продукта.

Зато действительно что-то интересное AMD смогла выпустить в апреле: в этом месяце свет увидели старшие процессоры Ryzen двухтысячной серии: Ryzen 7 2700X, Ryzen 7 2700, Ryzen 5 2600X и Ryzen 5 2600. И их действительно правомерно причислять к представителям второго поколения Ryzen, поскольку они перешли на более новую микроархитектуру Zen+ и стали производиться по более совершенному техпроцессу с нормами 12 нм. Впрочем, для многих эти процессоры стали причиной разочарования. AMD не стала проводить в них какую-либо «работу над ошибками», не улучшила контроллер памяти и не снизила латентность межъядерных соединений. Всё, что смогли предложить новые Ryzen – это лишь 3-процентное улучшение показателя IPC (числа исполняемых за такт инструкций), достигнутое снижением задержек в подсистеме кеш-памяти, и некоторое увеличение тактовых частот. В конечном итоге преимущества Ryzen второго поколения над предшественниками лежат в пределах 10-процентного прироста производительности, чего на первый взгляд было явно недостаточно для изменения сложившегося ландшафта на процессорном рынке. Но справедливости ради нужно отметить, что, несмотря на достаточно сдержанный прогресс в технических характеристиках, новые процессоры Ryzen всё-таки смогли получить немалую популярность. Подпитывалась она как выгодными ценами, которые AMD установила на свои новинки, так и возникшим дефицитом конкурирующих предложений Intel, которые очень удачно для Ryzen второго поколения с конца лета стали расти в цене.

В апреле состоялся и ещё один анонс: дополнила модельный ряд десктопных процессоров и Intel. К уже имеющимся оверклокерским шестиядерным процессорам Coffee Lake компания добавила 35- и 65-ваттные новинки без функции разгона, в числе которых оказались шестиядерные Core i7 и Core i5, четырёхъядерные Core i3 и двухъядерные Pentium. И надо сказать, что некоторые из этих процессоров сумели привлечь к себе немалое внимание, по крайней мере до тех пор, пока всю их привлекательность не испортил дефицит и возросшие цены. Пользователи охотно выбирали для своих систем младшие шестиядерные и младшие четырёхъядерные процессоры Core i5-8400 и Core i3-8100, которые на какое-то время смогли даже стать лучшим выбором для не слишком дорогих игровых систем. Кроме того, Intel обновила и наборы системной логики, предложив для таких процессоров недорогие чипсеты с врождённой поддержкой USB 3.1 Gen2 и интерфейсом CNVi, предусматривающим простую реализацию WiFi-контроллера на материнских платах.

Одновременно с десктопными процессорами микропроцессорный гигант представил и большую группу чипов Coffee Lake для мобильных систем, сделавшую шестиядерники доступными в том числе и в ноутбуках. Среди прочих моделей оказались и варианты с поддержкой vPro, с производительной интегрированной графикой Iris Plus, и впервые – мобильный процессор, относящийся к классу Core i9. Правда, в этом случае речь о восьми вычислительных ядрах не идёт. Первым носителем нового бренда в мобильном сегменте стал Core i9-8950HK – 45-ваттный шестиядерный мобильный процессор с высокими тактовыми частотами и разблокированным множителем.

Первое в 2018 году усиление модельного ряда десктопных процессоров Intel произошло в июне, когда компания представила Core i7-8086K – юбилейный чип, выход которого формально приурочили к 40-летию Intel 8086 – первого воплощения x86-архитектуры в кремнии. Впрочем, несмотря на все ожидания, Core i7-8086K оказался не столь интересен на фоне уже имеющегося на рынке флагмана, шестиядерного Core i7-8700K. Юбилейный процессор смог лишь похвастать достижением частоты 5,0 ГГц в турбо-режиме, но при этом не получил ни дополнительных вычислительных ядер, ни улучшенного внутреннего термоинтерфейса.

Но это совсем не означает, что летом не произошло никаких действительно заслуживающих внимания анонсов. Просто исходили они не от Intel, а от компании AMD, которая в августе представила второе поколение Ryzen Threadripper. Вслед за обычными Ryzen они переехали на микроархитектуру Zen+, но главное, AMD решилась на увеличение в своём семействе HEDT-предложений максимального числа вычислительных ядер с 16 до 32. Благодаря этому AMD смогла снова перехватить лидерство у Intel в максимальном количестве ядер у процессоров для HEDT-систем. Причём на этот раз это преимущество оказалось совершенно подавляющим, и ждать от Intel процессоров такого класса со сравнимым числом ядер теперь даже и не приходится.

Правда, старшие Ryzen Threadripper второго поколения с 24 и 32 ядрами оказались очень своеобразными процессорами. Из-за того, что строятся они сразу на четырёх кристаллах Zeppelin, доступ к оперативной памяти из которых имеют лишь два кристалла, таких процессоры оказались сильны лишь в задачах рендеринга, которые не требуют работы с большими объёмами информации. Кроме того, к такой неоднородной структуре процессора оказалась не готова и операционная система Windows, диспетчер в которой распределяет потоки по ядрам Ryzen Threadripper далеко не самым оптимальным образом. В результате, будучи очень интересными и привлекательными продуктами на бумаге, старшие Ryzen Threadripper оказались нишевыми продуктами с очень узкой сферой применимости. Чего нельзя сказать о 16-ядерном Ryzen Threadripper 2950X – этот продукт действительно пришёлся по нраву очень многим профессионалам, которые по достоинству оценили предлагаемое им выгодное сочетание количества вычислительных ядер и стоимости.

Подобным образом, предложив отличное сочетание цены и производительности, AMD выступила и в сегменте бюджетных решений, выпустив недорогой Socket AM4-процессор APU Athlon 200GE. Представляя собой несколько урезанный вариант Raven Ridge, Athlon 200GE смог похвастать двумя ядрами Zen с поддержкой многопоточности, графической подсистемой Radeon Vega 3 и привлекательной ценой на уровне $55. Открывшаяся же позднее возможность разгона сделала Athlon 200GE весьма интересным выбором для бюджетных сборок.

На конец лета пришёлся анонс и новых мобильных процессоров компании Intel, Whiskey Lake-U и Amber Lake-Y. Однако несмотря на использование для их именования новых кодовых имён, в данном случае речь идёт лишь о новых четырёхъядерных и двухядерных модификациях мобильных Kaby Lake с целевым тепловыделением 15 Вт и 5-7 Вт.

Настоящих же больших анонсов Intel мы дождались только в октябре, когда на рынок пришли процессоры Coffee Lake Refresh. И хотя Intel в очередной раз не предложила микроархитектурных улучшений, продолжая эксплуатировать дизайн Skylake, новые процессоры получили до 8 вычислительных ядер, а также улучшенный термоинтерфейс между кристаллом и теплораспределительной крышкой, основанный на бесфлюсовом припое. Самое удивительно в этом анонсе, безусловно, заключалось в том, что Intel удвоила число вычислительных ядер в своих старших массовых предложениях буквально за два года.

Вместе с восьмиядерным и шестнадцатипоточным процессором Core i9-9900K были также представлены и процессоры Core i7-9700K и Core i5-9600K, которые переопределили базовые характеристики представителей процессорных семейств Intel среднего уровня. В результате, Core i7 –теперь восьмиядерные процессоры без Hyper-Threading, а Core i5 – шестиядерники без Hyper-Threading. И это значит, что технология многопоточности у Intel теперь ушла из основной массы потребительских предложений, оставшись лишь в флагманском продукте для экосистемы LGA 1151v2 и в процессорах класса HEDT.

Кстати говоря, попутно с представлением Coffee Lake Refresh компания Intel обновила и процессоры для высокопроизводительных рабочих станций. Но новые Skylake-X, в отличие от Coffee Lake Refresh увеличения числа вычислительных ядер не предложили, и старший LGA 2066-процессор Core i9-9980XE так и остался 18-ядерным. Но зато новинки получили припой вместо термопасты под теплораспределительной крышкой, у младших представителей семейства вырос объём кеш-памяти третьего уровня, а кроме того, Intel перестала ограничивать число доступных линий PCI Express в процессорах стоимостью ниже $1000. Кроме того, примерно на величину от 5 до 15 % выросли и тактовые частоты.

Одновременно состоялся и ещё один анонс: микропроцессорный гигант подготовил нацеленный на рабочие станции статусный процессор Xeon W-3175X с 28 ядрами. Номинальные характеристики такого монстра обещают тактовую частоту на уровне 3,1 ГГц, пиковую частоту в турбо-режиме до 4,3 ГГц и выходящее за пределы разумного типичное тепловыделение 255 Вт. Естественно, в рамках существующих платформ работоспособность данного процессора обеспечена быть не могла, и для него был предложен специальный разъём LGA 3647, появление которого означает необходимость в новых материнских платах. В настоящее время известно, что поддержали инициативу Intel компании ASUS и Gigabyte, но по состоянию на сегодняшний день ни плат, ни самих процессоров Xeon W-3175X в продаже нет. Поэтому мы даже не можем предположить, сколько придётся заплатить за обладание подобным чудом инженерной мысли.

Источник: 3DNews