Mustang vs. Willamette

DiGiSTORM vond bij Ace's Hardware een link naar een PDF met een erg interessant artikel, geschreven door ene Hans de Vries, waarin een vergelijking wordt gemaakt tussen AMD's Mustang en de Willamette van Intel. Even wat copy/paste-werk uit de conclusies van dit 19 pagina's lange verhaal:

If the conclusions that (a) Willamette would show a somewhat lower performance for existing code then the Coppermine, and (b) The Mustang would be a conside- rable improvement over the Thunderbird. Then we must conclude that the performance gap at equal frequency between the current Thunderbird and Coppermine will only grow significantly in the case of the Mustang and Willamette. The basic advantages of the Mustang seems to be that it‚s a wider super scalar processor then the Willamette and its short integer instruction pipeline is better resistant against branch miss predictions. If fetching data early from memory ahead of the operations is important then the Mustang can start loading data six cycles after the instruction cache access with two load ports in parallel. The Willamette in contrast needs fifteen cycles from the trace-cache access to the single load port data-cache before it can start loading. Every extra cycle increases the change for a branch miss prediction. The capability to include a larger on-chip L2 cache on die is the other major advantage that Mustang has over Willamette in the performance race.

Reacties (38)

[Verwijderd]

Dat de Willamette de laatste 32 bit processor wortdt lijkt mij onzin. MS bijvoorbeeld zal volgens eigen zeggen nog zeker 10 jaar 32-bits windows versies blijven maken.

[Onno]

Yeti: Maar dat zegt niks over de processoren. Toen er al lang alleen nog maar 32-bit processoren waren, zaten we toch nog te werken met Windows 3.x. (=16-bit)

[Verwijderd]

Ik heb gisteren adt artikel over die Intel roadmap zitten lezen, erg goed, maar dit is wel de ultieme toevoeging voor dat artikel. Uit het artikel kwam AMD als zeer sterk uit de bus tov Intel, maar als dit werkelijkheid wordt, heeft Intel een serieus probleem. Nu kan het bogen op z'n verleden en de naam die daar mee gepaard gaat (en natuurlijk de P3, die absoluut heel erg goed is), maar als AMD echt zo'n klap gaat toebrengen aan Intel zie ik het toch wat somberder in. Ik kan me niet voorstellen dat Intel dit laat gebeuren. Ik gun het AMD van harte om de positie van Intel over te nemen, maar het is toch een beetje onwerkelijk. Ik ben benieuwd hoe zich dit gaat ontwikkelen. Intel moet nu al oppassen door fiascos met i810/820 en Rambus.....

[Verwijderd]

disclaimer: pdf filetje is niet zo simpel dus ik kan wat gemist hebben

Tijntje,

Als je de .pdf file had gelezen dan zie je dat ze de verschillende onderdelen van de chips van Intel en AMD bekijken op efficiency en produktie proces.

-Uit deze analyse komen 3 dingen naar voren:
Geheugen interface is beter voor AMD.
-De lange pipeline laat hogere kloksnelheden toe bij Intel
- De winst van die hogere kloksnelheden wordt weer teniet gedaan doordat de 20 stappen van de pipeline nutteloos zijn bij een foute branch prediction

Daarnaast is het zo dat Fab30 in Dresden door vondsten van ASML geschikt is voor 13 micron fabrikatie en dus bijna een jaar lang op een kleinere die en dus een snellere chip kan rekenen.
Om de problemen met de Willies op te lossen moet Intel een grotere en dus duurdere cache gebruiken a la de Xeon. Die voor de komende release niet in de planning staat.

Hoe de chips in het echt tegen elkaar presteren op benchmarks en op echte toepassingen hangt natuurlijk af van de samenstelling van de instructies in de programma's en de uitvoering van de ontwerpen en specs zoals die er nu liggen.

MAW hier worden technische argumenten gebruikt om op basis daarvan een verantwoorde voorspelling te maken over wat ons staat te wachten.

[P5ycho]

als die CPU's uitgebracht worden heeft intel waarschijnlijk eerder de snelste processor qua megahertz-level (ivm. langere pipeline), maar op hetzelfde aantal megahertz zal de Mustang het waarschijnlijk winnen. eigenlijk moeten we daarom CPU's vergelijken op hun prijs. Men pakt een willamette en een Mustang die evenveel kosten en gaat daarmee vergelijken. Men kan gewoon steeds moeilijker vergelijken op het Mhz-level omdat er steeds meer andere factoren in het spel komen.


Over dat snel naar -1 gemoderate worden: Doggie, Yeti en Spacer zijn naar niveau -1 gegaan, maar hebben geen -1 op hun karma gekregen, dat was gewoon omdat het wel on-topic was, maar al gezegd was, of de discussie/thread nite ten goede kwam. Ik was trouwens niet degene die jullie op -1 gezet heeft. Ik ben het wel met hem eens.

[TD-er]

</div><div class=b4> The Willamette in contrast needs fifteen cycles from the trace-cache access to the single load port data-cache before it can start loading. Every extra cycle increases the change for a branch miss prediction. </div><div class=b1>
Volgens mij wordt de Willamette hier een beetje beroerder afgeschilderd dan dat 'ie werkelijk zal zijn.
Als ik 't goed heb wordt de Willy namelijk met een soort van pipeline-cache uitgerust.
De pipeline valt namelijk op te delen in twee stukken. In het eerste gedeelte wordt de instructie gedecodeerd en dat wordt gecached.
Wanneer nu de branch prediction niet goed was (de instructie wordt alvast aan begonnen, nog voordat de instructie goed en wel is ingelezen) moet de pipeline onderbroken worden.
maar je hoeft niet 15 a 20 clockcycles te wachten tot de pipeline weer hersteld is. Dit komt dus door die pipeline-cache.
Het 2e stuk van de quote Every extra cycle increases the change for a branch miss prediction klopt wel, aangezien je bij een langere pipeline een stuk verder in de toekomst aan 't voorspellen bent. Dat geeft natuurlijk een grotere kans op fouten (kijk maar naar de weersvoorspellingen, tot een a twee dagen lukt nog wel, maar een week van te voren 't weer goed voorspellen gaat vaak niet goed)
Maar ik denk niet dat je op basis van de pipeline lengte kunt zeggen welke cpu meer last zal krijgen van branch-mis-prediction-penalties aangezien beide waarschijnlijk een ander algoritme ervoor gebruiken.

[Floor-is]

Ik heb dan niet echt verstand van software, maar even hetvolgende:

Als de Willamette na 8 stappen in de pipeline een cache wil gaan plaatsen, scheelt dit van de (15) dus al 7 stappen als het misgaat. Maarrr als er in de eerste 8 iets is misgegaan kost dit een cycle oftewel de volle 15 stappen.

Daarnaast: hoe willen ze die cache gaan noemen? Level0? En hoe snel moet dat wel niet zijn? (Ik zat de even te denken: Full speed op 1,25Ghz -=> 0.000 000 000 8 Seconde voor een volle cycle. Dus de helft is weer 0.000 000 000 4 Seconde. Dat is dus ongeveer 400 picoseconde. (Of 0,4nanoseconde.)

Even ter vergelijking: Voor zover ik weet is er nu voor de 1Ghz een cache divider van 1/2 of 2/5. In het beste geval zou dat betekenen dat we hier met 2 nanoseconde te maken hebben. Om full speed naar 1,25Ghz te gaan moet je dus 5 keer sneller geheugen hebben. Dat is wel ff een flink verschil.)
Om dat te ondervangen kun je twee dingen doen, 1 langzamer geheugen, scheelt kosten, maar dan moet de "inhoud" ook groter worden, dus stiekem toch weer duurder.
Of je moet een soort cache-divider trachten te gebruiken, maar of dat gaat????

Dussuh misschien toch ff een klein probleempje voor Intel.

IMHO is 0,4ns duur spul ennuh jah ik denk niet dat je een cache-geheugen kunt maken van 400ps en (bijvoorbeeld) 64bits grootte) Of je moet GOD heten...
Correct me if I'm wrong, maar ik denk dat dit er voorlopig niet aan zit te komen.

Daarbij heb ik nog iets: Die Willamette gaat gebakken worden op 18micron-wafers. Terwijl de mustang (misschien) op 13 (en anders in ieder geval op) 15micron gemaakt gaat worden. Dus daar lopen ze ook al achter.

Enige kleine nadeel dat ik zie aan de Mustang is dat je een heel klein oppervlak hebt om te koelen, maar daar hebben we peltier en waterkoeling voor

Misschien het laatste dat Intel zal doen is met AMD gaan praten over hun codecs, om te kijken of ze niet samen een nieuwe standaard kunnen ontwikkelen voor SSE en 3Dnow! Want men is nu een beetje langs elkaar heen aan het bewegen, waarbij AMD de codecs van Intel redelijk kan bijhouden, maar als AMD nu de voorhand gaat nemen, moet Intel weer AMD gaan copy-pasten...
Dus ik vrees voor Intel dat ze een paar stapjes terug moeten gaan nemen.
Kanttekening: AMD kan niet zoveel processoren maken dat ze Intel compleet de laan uit vegen, dus Intel zal blijven bestaan. Misschien toch tijd om nog eens met IBM aan tafel te gaan zitten over het bakken van nieuwe CPU's? (Just like the old days)

Motorola (van de G4's) en AMD zitten samen, en met Via hebben ze ook goede contacten, dus daar komen ze niet meer (zo makkelijk) tussen. Oh jee oh jee wat gaan ze het moeilijk krijgen.
Maarja het lijkt me wel leuk als zij nu eens de underdog positie gaan bekleden!

Voor zover mijn kleine aantekening voor dit geheel.

Plezier

Oh voordat ik het vergeet: Er zullen altijd mensen blijven die (ook al is Intel onder de maat) voor Intel kiezen omdat het nu eenmaal Intel is ennuh er is plaats genoeg "on the bottom of the chip-market"

[windancer]

Het is goed om te weten dat er bij AMD ook nog rek in zit. Als zij willen kunnen ze vooruit de de 193 nm scanners van ASML (/900 er verder). Het is trouwens wel interessant om te weten van SVGL (die Litho machine fabrikant van Intel) helemaal geen "player" is in de Litho markt, je zou zelfs kunnen zeggen dat ze alleen nog maar bestaan bij de gratie van Intel. Dit terwijl het toch een goed bedrijf is, zij zijn het bedrijf dat als eerste de overgang van steppers naar scanners heeft kunnen maken.

Je merkt dat andere technieken de laatste tijd ook belangrijker worden, zoals die rare phase shift masks en masks met icky lijntjes.

Raar standpunt van Intel, dat ze in alle fabs dezelfde apparatuur willen hebben staan.

[Dexter]

Misschien valt dit niet helemaal binnen de topic, maar toch. Er wordt hier gesproken over de Mustang vs. Willamette, met als uitkomst dat de Willamette trager zou zijn. Op zich natuurlijk niet al te best nieuws voor Intel, maar ik kan me toch voorstellen dat Intel hier niet echt wakker van ligt. Met als voornaamste reden dat in Q3 van dit jaar bij mijn weten de Itanium uitkomt. Dat is een 64 bit proccie. AMD is dan wel bezig met Sledgehammer, maar zolang als dat nog toekomstmuziek is, kan Intel verder gaan met de ontwikkeling terwijl er al iets op de markt is, waarvan men kan leren hoe ie al dan niet werkt.
Dus afgezien van het feit of je Mustang en Willy met elkaar kunt vergelijken (Mustang = servermarkt, Willy = consumermarkt) denk ik dat net zo belangrijk is wat er daarna gebeurt. En ik heb liever dat Intel zich daar op concentreert dan dat ze zo nodig een snellere proc uit moeten brengen dan AMD.
Zoals misschien uit bovenstaande blijkt, ben ik lichtelijk pro-Intel, wat overigens zeker NIET wil zeggen dat ik anti-AMD ben. Dat zijn zeer zeker prima procs, maar voor mij zijn zaken als ondersteuning en SMP belangrijk bij het maken van een keuze voor een proc, dus voorlopig nog ffies Intel waar de voorkeur naar uitgaat.

Sigh, gaat het nou zo snel, of ben ik nou zo traag?

Dex

[Femme]

Dexter: de Itanium is voorlopig uitsluitend gericht op de high-end servermarkt (grote servers met 8 of meer processors, 16GB RAM enz.). Volgens Intel kan het nog 3 tot 4 jaar duren tot er mainstream IA-64 systemen komen. De verwachtingen zijn dat Itanium niet geweldig zal verkopen en dat er pas bij de release van McKinley een redelijke draagkracht is voor IA-64. Itanium heeft een ingebakken IA-32 emulator, maar die is niet snel (ik meen vergelijkbaar met een Pentium III / Katmai).

Voor de consumer en server markt is Intel voorlopig aangewezen op de Coppermine, Willamette en Foster.