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何故“Bulldozer”の性能はふるわないのか

2011 - 10/17 [Mon] - 18:00

Ex-AMD Engineer Explains Bulldozer Fiasco: Lack of Fine Tuning.(X-bit labs)

AMDの8-core CPUである“Bulldozer”の性能は衝撃を与えるほど高性能・・・とはほど遠く、Intelの4-core CPUすら超えることができない有様だった。かつてAMDの技術者だった人物の話によると、長らくその登場が待たれ続けていた“Bulldozer”が遅れに遅れた挙げ句、性能が期待はずれだった背景には、AMDの採用した設計技術にあるという。この設計技術では性能をいじることができなかったのだという。
 
かつてAMDの技術者であったCliff A. Maier氏によると、AMDは性能に直結する様々な部位において人の手で設計するのをやめ、完全に自動ツールに頼るようになっていたという。このツールでは自動的に確立された技術を実装することができ、デザインの過程を短縮することができるが、最大性能と効率を確認することはできないという。
そして自動設計ツールに頼ってできたのが20%大きく20%遅い代物だった。


「この決定はAMDチームとATiチームで互いにCross-engineeringするべく決定されたものだった。つまり、従来のようにCPU設計を手作業を行うのをやめ、SoCを設計するような手法に変えた。結果、CPUの性能、ダイサイズ、効率性をあきらめることになってしまった。DEC Alphaが常に高速なProcessorを投入できたのはその都度トランジスタ設計を手作業で行っていたからだ。Intelや過去のAMDも性能に直結するような大切な部分は手作業で設計していた。これが私がやめる少し前に変わり、総合ツール・自動ツールに頼るようになった」

自動ツールに頼ってつくってできたものは手作業で作ったものよりも20%大きく20%遅い代物であり、結局、トランジスタ数とダイサイズとコストと電力消費が無駄に増えただけだった。

「やめる数年前まで私は設計の流れを管理していた。私はAMDでこのツールを試験しており、このツールを使って様々なブロックを設計した。しかしいつも返ってくるのは手で設計したものよりも20%大きく20%遅いものばかりだった」
そうかつてのAMDの技術者は語った。


この自動設計ツールの話が実際どこまで本当かどうかはわからない。ただ、現実として“Bulldozer”の設計は効率の悪い箇所がいくつもある。AMDは公式に8-coreの“Bulldozer”―“Orochi”のトランジスタ数が20億であると述べている。20億という数字は非常に大きな数字である。

“Bulldozer”は2-coreのCPUと2MBのL2キャッシュを1つのモジュールとしている。この1モジュールは30.9mm2で2億1300万トランジスタとなっている。“Llano”はL2キャッシュを除いた1-coreが9.69mm2であるので、ここまではAMDは新アーキテクチャに最小化した要素を詰め込み、ダイサイズを小さくすることに成功していたといえる。

1モジュールのダイサイズとトランジスタ数から導き出される4モジュールのダイサイズとトランジスタ数は8億5200万と123.66mm2である。8MBのL3キャッシュはおおむね4億500万トランジスタと推測されるため、残るトランジスタ数は8億となる。この8億トランジスタが様々なI/OやDual-channel DDR3メモリコントローラ、あるいはチップ内をルーティングする内部ロジックにつかわれていることになる。

このI/Oやらメモリ、その他のロジックに使われている8億トランジスタがダイサイズを食っているのである。比較として例にあげると、“SandyBridge”(4-core + GPU)のトランジスタ数が9億9500万である。
証明はできないものの、“Orochi”のトランジスタのうち数億は手で設計を行わず、自動ツールに頼りすぎたツケではないかと思う。



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