Последний патент Intel EP4579444A1 демонстрирует, как Intel стремится повысить производительность одного ядра, не полагаясь только на масштабирование оборудования.
Intel подает патент на программно-определяемые суперядра: меньшие ядра работают вместе как большее суперядро для повышения однопоточной производительности
Последний патент Intel демонстрирует, что компания стремится повысить однопоточную производительность своих процессоров, не требуя масштабирования аппаратного обеспечения. Традиционно в процессорах используются большие ядра, имеющие свои ограничения. Использование одного очень большого ядра может привести к снижению эффективности, и вместо того, чтобы полагаться на меньшие по размеру узлы и более высокие частоты, новый патент Intel EP4579444A1 демонстрирует, как компания может решить эту проблему с помощью так называемых программно-определяемых суперядер (SDC).
SDC — это идея Intel, позволяющая использовать больше ядер, чем одно большое ядро, но при этом виртуально объединять их при необходимости. Например, два ядра меньшего размера могут работать вместе вместо одного большого, разделяя нагрузку, что позволяет заметно повысить производительность однопоточных вычислений. Однако это сопряжено с рядом сложностей, поскольку распределение задач между несколькими ядрами с сохранением порядка выполнения программ довольно сложно. Однако в новом патенте утверждается, что SDC способен поддерживать правильный порядок выполнения инструкций, при этом для программного обеспечения это будет выглядеть как одно большое ядро, выполняющее один поток.
Проще говоря, задание назначается двум людям, а не одному, но они оба выполняют одну и ту же задачу, чтобы выполнить её быстрее. Это может показаться многопоточностью, но цель SDC — нацелиться на однопоточные операции с помощью такого подхода. Это не только позволит объединить IPC для повышения однопоточной производительности, но и, как сообщается, сделать это без повышения напряжения или частоты. Благодаря динамическому слиянию, когда требуется выполнить более сложную однопоточную задачу, процессор может создать «суперядро» для более быстрого выполнения задачи.
SDC, по сути, подразумевает разделение инструкций. Сначала нагрузка распределяется между несколькими ядрами меньшего размера, а затем ядра координируются для поддержания порядка. Затем, благодаря таким механизмам, как буфер теневого хранилища, обеспечивается корректная передача данных между ядрами. Посмотрим, как это сработает для Intel, поскольку Intel ещё предстоит решить ряд проблем, включая сложность синхронизации (поскольку межъядерное взаимодействие с низкой задержкой крайне важно), а также то, как ОС распознаёт и распределяет рабочие нагрузки между ядрами с поддержкой SDC.