您现在的位置是:首页 >综合 > 2021-04-08 07:45:57 来源:

英特尔推出2019年的新架构Sunny Cove

在2019年,英特尔将发布围绕新架构构建的Core和Xeon芯片:这些芯片将添加一系列新指令,以加速某些流行的工作负载,如加密和压缩,该公司相对于先前的压缩性能提高了75%%代产品。

英特尔推出2019年的新架构Sunny Cove

自2015年以来,英特尔Core和Xeon品牌的主流处理器基于Skylake架构。英特尔最初的意图是在其14纳米制造工艺上发布Skylake,然后在其10纳米工艺上采用Cannon Lake。Cannon Lake会添加一些新功能(例如,它包含更多AVX指令),但与Skylake大致相同。

然而,推动其10纳米制造工艺有效运行的延迟迫使英特尔坚持使用14纳米的时间超过预期。因此,该公司跟随Skylake(消费系统中最多四个核心)与Kaby Lake(具有更高的时钟速度和更高的现代视频编解码器的硬件加速),Coffee Lake(多达八个核心)和Whiskey Lake(改进的集成芯片组)。在这些变化中,核心Skylake架构没有变化,这意味着虽然它们的时钟速度不同,但每个周期(IPC)的指令数基本相同。

望着10nm的阳光一面

相比之下,英特尔称Sunny Cove是一种基于该公司10nm工艺构建的增强型微架构。虽然仍然来自Skylake,但它已被改进以并行执行更多指令并具有更低的延迟,并且某些缓冲区和缓存也已被扩大。1级数据缓存比Skylake大50%%,解码微操作和2级缓存的缓存(具体位置取决于市场定位)。如果Skylake有两个保留站,通过八个端口发送指令,每个周期最多发送四条指令,Sunny Cove有四个保留站,十个端口,每个周期最多五条指令。执行单位也进行了轻微的重组,Sunny Cove有两个额外的单元,能够处理LEA指令(一个非常通用的x86指令,可以执行各种算术运算,以及计算内存地址),另一个用于矢量混洗。这应该为无序机器提供更多选项,使其能够如何安排指令,从而提取更大的并行性。

Skylake可以在每个周期执行两个负载和一个存储,Sunny Cove将其增加到两个负载和两个存储。重新排序缓冲区更大,可以在飞行中启用更多的无序指令,并且加载和存储缓冲区也更大,从而实现更多的空中内存操作。

就像奇怪的Cannon Lake处理器一样,它采用10nm制造并且数量有限,Sunny Cove包括对AVX-512指令的支持。AVX-512涵盖许多不同的扩展和功能;一些是通用矢量算法,另一些是专门用于神经网络等工作负载。除此之外,Sunny Cove还将包含加速加密和数据压缩工作负载的新指令 - 这些新指令负责75%%的性能提升。

数PB的RAM

自从AMD在2003年将x86-64 64位扩展引入x86以来,Sunny Cove也对x64虚拟内存支持进行了首次重大改变。尽管这些系统上使用的虚拟内存地址需要64位才能存储,但它们实际上只包含48个有用的一些信息。使用位0到47,其中前16位,48到63,位47的所有副本。这将虚拟地址空间限制为256TB。这些虚拟地址使用具有四个级别的页表结构映射到物理地址,物理内存地址也限制为48位。这意味着这些系统最多可支持256TB的物理内存。

自2003年以来,英特尔和AMD都分享了这些限制。不再:Sunny Cove将虚拟地址扩展到57个有意义的位(前七位再次全为零或全部为1,复制位56),物理内存地址最多为52位。要处理此问题,需要在页表中使用第五级。新限制启用了128PB的虚拟地址空间和4PB的物理内存。

Skylake的各种迭代为我们提供了更高的时钟速度和更大的核心数量。然而,他们还没有做的是改进单线程代码的IPC。自2015年以来,Sunny Cove将首次实现这一目标,使每个工作负载更快,而不仅仅是那些可以扩展到更多线程的工作负载。

英特尔在2019年下半年推出了核心品牌的Sunny Cove CPU。2020年,随后将推出具有重新设计的缓存,新安全功能和新晶体管优化的Sunny Cove。在2021年,该公司将发布Golden Cove,同样具有更多安全功能,但也有望改进单线程性能,更好的机器学习性能,以及更好的网络和5G性能。

Sunny Cove也来到Xeon。这里的路线图很简陋 - 英特尔不提供任何日期 - 但会在2019年早些时候看到Cascade Lake,带来一些用于神经网络的新AVX-512指令和多达48个核心。接下来是Cooper Lake,其中将包括对bfloat16数据的支持 - 一种用于神经网络的精简浮点格式。接下来是Sunny Cove的Xeon幌子:冰湖。一个“下一代”处理器将从那里开始。