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Skylake

micro-architecture de processeur Intel De Wikipédia, l'encyclopédie libre

Skylake
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Skylake est la micro-architecture de processeurs x86 d'Intel qui succède à la micro-architecture Broadwell à partir d'août 2015[5].

Faits en bref Production, Fabricant ...

Avec cette nouvelle micro-architecture, Intel abandonne sa traditionnelle stratégie tic-tac. En effet, la firme a connu quelques difficultés pour le passage à la gravure en 14 nm, et prend encore du retard pour la gravure en 10 nm. Cette architecture est donc déclinée en de bien plus nombreuses familles qu'à l'accoutumée.

La famille de microprocesseurs Cannon Lake (en) gravée en 10 nm[6] sortie en mai 2018, est encore basée sur la micro-architecture Skylake.

Chez Intel, le 10 nm inaugure la lithographie extrême ultraviolet, pour succéder aux procédés lithographiques classiques en immersion à laser à fluorure d'argon d’une longueur d'onde de 193 nm[7].

La chronologie des familles de microprocesseurs cités est donc la suivante :

  • micro-architecture Haswell :
    • famille de processeurs Haswell, gravés en 22 nm, depuis
    • famille de processeurs Broadwell, gravés en 14 nm, depuis
  • micro-architecture Skylake :
    • famille de processeurs Skylake, gravés en 14 nm, depuis
    • famille de processeurs Kaby Lake, gravés en 14 nm, depuis
    • famille de processeurs Kaby Lake Refresh, gravés en 14 nm, depuis
    • famille de processeurs Coffee Lake, gravés en 14 nm, depuis
    • famille de processeurs Coffee Lake Refresh, gravés en 14 nm, depuis
    • famille de processeurs Cannon Lake (en), gravés en 10 nm, depuis , mais abandonnée fin 2019
    • famille de processeurs Comet Lake, gravés en 14 nm, depuis
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Changements annoncés

Intel change son modèle d'évolution dit du tic-tac, faisant alterner des changements de gravure à architecture inchangée, puis des changements d'architecture à finesse de gravure inchangée. Il se révèle en effet que les difficultés apparaissant avec des gravures de l'ordre de 15 nm, demandent une approche désormais en trois phases : Procédé (finesse de gravure), Architecture (nouveaux nanocircuits), qui vise essentiellement les nouvelles fonctionnalités, et une troisième et nouvelle phase : Optimisation, qui cherche à augmenter la performance, d'où le nom PAO (sans rapport avec le sigle désignant la publication assistée par ordinateur).

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Principales caractéristiques

  • La famille de micro-processeurs Skylake requiert un socket LGA 1151.
  • La partie graphique évolue avec cette micro-architecture : la famille de micro-processeurs Skylake embarque un cœur graphique de neuvième génération, prenant en charge DirectX 12, OpenGL 4.4 et OpenCL 2.0.

Evolution de l'architecture par rapport à celle de Broadwell

CPU

  • "Front-end" amélioré, tampons de réorganisation plus profonds, unités d'exécution améliorées, plus d'unités d'exécution (troisième ALU vectorielle entière (VALU)) pour cinq ALU au total, bande passante de "load/store" accrue, hyper-threading amélioré (retrait plus large), accélération des instructions AES-GCM et AES-CBC de 17 % et de 33 % respectivement[8]
  • Jusqu'à quatre coeurs sur les configurations de PC grand public[9] et jusqu'à 18 coeurs pour la série X
  • Intel Speed Shift[10]
  • Tampon de réorganisation (ROB) agrandi (224 entrées, 192 auparavant)
  • Taille du cache L1 inchangée : 32 ko d'instructions et 32 ko de données par coeur.
  • Le cache L2 de type N-way associative est passé de 8 voies à 4 voies[11]
  • Cache L4 eDRAM de 64 à 128 Mo sur certains SKU
  • Le module régulateur de tension (FIVR) est de retour sur la carte mère
  • Améliorations de Intel Processor Trace : timing plus précis via les paquets CYC (cycle-accurate mode) et prise en charge du filtrage d'adresses Instruction Pointer (IP)[12]
  • AVX-512 : sous-ensembles F, CD, VL, BW et DQ pour les variantes Xeon Scalable et W, mais pas sur les Xeon E3[2]
  • Intel Memory Protection Extensions (en) (MPX)
  • Intel Software Guard Extensions (en) (SGX)

GPU

  • Le GPU Gen9 intégré de Skylake supporte Direct3D 12 feature level 12_1[13],[14],[15]
  • Accélération à fonction fixe du codage/décodage de HEVC Main/8bit. Accélération hybride/partielle du décodage de HEVC Main10/10bit. Accélération du codage de JPEG pour des définitions allant jusqu'à 16000×16000 pixels. Accélération partielle du codage/décodage de VP9[16]

I/O

  • Socket LGA 1151 pour les processeurs de PC de bureau grand public et socket LGA 2066 pour les processeurs série X destinés aux PC de bureau haut de gamme (HEDT) et aux stations de travail
  • Chipset série 100 (Sunrise Point)[17]
  • Les processeurs série X utilisent le chipset X299
  • DMI 3.0 (au lieu de DMI 2.0)
  • Support de la mémoire DDR3L et de la DDR4 pour les modèles pour PC de bureau, utilisant des barrettes SO-DIMM spécifiques UniDIMM[9],[18],[19], avec jusqu'à 64 Go de RAM sur les modèles à socket LGA 1151. La mémoire DDR3 ordinaire est également supportée par les cartes mères de certains fabricants même si Intel ne la supporte pas officiellement[20],[21]
  • Support de 16 voies PCI Express 3.0 à partir du CPU, 20 voies PCI Express 3.0 à partir du PCH (LGA 1151), 44 voies PCI Express 3.0 pour Skylake-X
  • Support de Thunderbolt 3 (Alpine Ridge)[22]

Autres

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Configurations

Les processeurs Skylake sont fabriqués selon sept familles principales : Y, U, H, S, X, W et SP. De multiples configurations sont disponibles au sein de chaque famille[25] :

Davantage d’informations Caractéristique, Famille ...
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Famille Skylake - 6e génération - 14 nm

Résumé
Contexte

Processeurs pour ordinateurs portables

Lors de la sortie des premiers processeurs de 6e génération, Intel annonce un gain de performance de 10 à 15 % par rapport à la génération précédente.

Davantage d’informations Famille, Nom ...

Processeurs pour ordinateurs de bureau

Thumb
Un processeur Skylake i7-6700K en perspective

Caractéristiques communes des processeurs de bureau Skylake :

  • Interfaces DMI 3.0 et PCIe 3.0
  • Prise en charge de la mémoire double canal dans les configurations suivantes : DDR3L-1600 1,35 V (32 Go maximum) ou DDR4-2133 1,2 V (64 Go maximum). La DDR3 est officieusement prise en charge par certains fournisseurs de cartes mères.
  • 16 voies PCIe 3.0
  • Les processeurs de marque Core prennent en charge le jeu d’instructions AVX2. Les modèles de marque Celeron et Pentium ne prennent en charge que SSE4.1/4.2
  • Fréquence de base du processeur graphique à 350 MHz
Davantage d’informations Famille, Nom ...

Processeurs X-series (Skylake-X)

Les processeurs X series sont les processeurs les plus puissants du marché, et sont destinés un usage professionnel où une puissance de calcul importante est nécessaire. Ces processeurs ne possèdent pas de processeur graphique intégré (IGP).

Davantage d’informations Famille, Nom ...

Processeurs Skylake-SP (14 nm) Scalable Performance

  • Les Xeon Platinum supportent jusqu'à 8 sockets. Les Xeon Gold supportent jusqu'à 4 sockets. Les Xeon Silver et Bronze supportent jusqu'à 2 sockets.
    • −M : 1536 Go de RAM par socket au lieu de 768 Go de RAM pour les SKU non−M
    • −F : Bus OmniPath (en) intégré
    • −T : Boîtier à échange thermique élevé et fiabilité améliorée
  • Tous les modèles utilisent le socket LGA 3647.
  • Supportent jusqu'à 12 barrettes DIMM de mémoire DDR4 par socket.
  • Les Xeon Platinum, Gold 61XX et Gold 5122 ont deux unités FMA AVX-512 par coeur. Les Xeon Gold 51XX (sauf le 5122), Silver et Bronze ont une unité FMA AVX-512 par coeur.

Xeon Bronze et Silver (deux sockets max)

  • Les Xeon Bronze 31XX n'ont ni l'HT ni le Turbo Boost.
  • Les Xeon Bronze 31XX supportent la RAM DDR4-2133. Les Xeon Silver 41XX supportent la RAM DDR4-2400.
  • Les Xeon Bronze 31XX et les Xeon Silver 41XX possèdent deux liens UPI à 9,6 GT/s.
Davantage d’informations Modèle Xeon, N° de spécification ...

Xeon Gold (quatre sockets max)

  • Les Xeon Gold 51XX et les SKU F ont deux liens UPI à 10,4 GT/s. Les Xeon Gold 61XX ont trois liens UPI à 10,4 GT/s.
  • Les Xeon Gold 51XX supportent la RAM DDR4-2400 (sauf le 5122). Les Xeon Gold 5122 et 61XX supportent la RAM DDR4-2666.
Davantage d’informations ModèleXeon Gold, N° de spécification ...

Xeon Platinum (huit sockets max)

  • Les SKU Xeon Platinum non-F ont trois liens UPI à 10,4 GT/s. Les SKU Xeon Platinum F ont deux liens UPI à 10,4 GT/s.
  • les Xeon Platinum supportent la RAM DDR4-2666.
Davantage d’informations ModèleXeon Platinum, N° de spécification ...
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Famille Kaby Lake - 7e génération - et Kaby Lake Refresh - 8e génération - 14 nm

La famille Kaby Lake, sortie en août 2016, est une légère amélioration de la microarchitecture Skylake. En , Intel annonce que la sortie de la 8e génération se fera en plusieurs étapes, d'abord les processeurs pour PC portables qui reprennent l'architecture Kaby Lake dans une version Refresh, tandis que les processeurs pour PC de bureau arriveront début 2018 avec la nouvelle architecture Coffee Lake.

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Familles Coffee Lake - 8e génération - et Coffee Lake Refresh - 9e génération - 14 nm

En , Intel annonce que la sortie de la 8e génération se fera en plusieurs étapes, d'abord les processeurs pour PC portables qui reprennent l'architecture Kaby Lake dans une version Refresh, tandis que les processeurs pour PC de bureau arriveront début 2018 avec la nouvelle architecture Coffee Lake.

Famille Cannon Lake

Gravé en 10 nm, Cannon Lake est prévue pour le deuxième semestre 2018. Elle intégrerait un chip graphique de dixième génération[26].

Prise en charge de la partie graphique

Pour utiliser la partie graphique de Skylake sous Linux, il faut au minimum de préférence[27] :

La prise en charge sous Linux de ces puces s'étend à OpenGL 4.3, OpenGL ES 3.2 et Vulkan 1.0[28],[29],[30].

OpenCL 2.0 est pris en charge sous Linux au moyen de la bibliothèque Beignet[31].

Références

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