No evento do Dia da Arquitetura de hoje, a Intel revelou um novo desenvolvimento - um núcleo produtivo para futuros processadores, anteriormente conhecido pelo codinome Golden Cove (P-core). Ele fará parte dos processadores cliente e servidor Alder Lake e Sapphire Rapids e fornecerá um aumento de 19% no IPC (número de instruções executadas por ciclo de clock) em relação à geração anterior de Sunny Cove (de Ice Lake) e Cypress Cove (de Núcleos de Rocket Lake).
Como segue o relatório da Intel, o núcleo Golden Cove foi criado visando alto desempenho e baixa latência em cargas de trabalho de baixo encadeamento, portanto, ao criá-lo, foi dada atenção ao aumento do número de instruções processadas simultaneamente e ao aumento da eficiência de trabalhando com dados. De acordo com os desenvolvedores, os benefícios do Golden Cove se manifestarão totalmente em aplicativos baseados em código bifurcado complexo.
A vantagem de velocidade média fornecida pelo núcleo Golden Cove sobre o núcleo Cypress Cove (dos processadores Rocket Lake) na mesma velocidade de clock é estimada em 19%. Vale lembrar que Cypress Cove é 19% mais produtivo que Skylake, e isso significa uma vantagem total de Golden Cove sobre Skylake no valor de 42% em termos de produtividade específica.
Para alcançar esses resultados, Golden Cove fez uma série de melhorias na microarquitetura. O núcleo recebeu seis decodificadores (em vez de cinco em Skylake e Cypress Cove), aumentados para 4 mil registros do cache de micro-ops (em vez de 1,5 e 2,25 mil para Skylake e Cypress Cove, respectivamente) e 12 portas de execução (em vez de 8 e 10 para Skylake e Cypress Cove). Além disso, o tamanho do arquivo de registro físico em Golden Cove cresceu e o tamanho do buffer de reordenação de instruções aumentou quase uma vez e meia em comparação com Cypress Cove.
Entre as melhorias importantes, os desenvolvedores também destacam a melhor precisão do bloco de previsão de ramificação, a latência do cache L1 reduzida e as otimizações da largura de banda do cache L2 com base na pré-busca de dados. O núcleo Golden Cove tem três portas para download de dados e duas para uploads, contra o esquema 2 + 1 ou 2 + 2 em Skylake e Cypress Cove, respectivamente. Ao mesmo tempo, a microarquitetura Golden Cove assume um aumento significativo no tamanho do cache L2 de até 1,25 MB por núcleo em processadores cliente ou até 2 MB por núcleo em processadores de servidor (anteriormente era 256 ou 512 KB). O volume do cache de dados de primeiro nível permanecerá inalterado e totalizará 48 KB.
Uma inovação importante nos núcleos de desempenho do Golden Cove será a introdução do novo conjunto de instruções Intel Advanced Matrix Extensions (AMX), que visa acelerar os cálculos de tensores usados no aprendizado de máquina. Na verdade, estamos falando de operações com matrizes: o conjunto AMX inclui instruções para processar 2 mil inteiros ou 1 mil operandos reais por ciclo de clock. As instruções AMX alcançam uma execução 7x mais rápida de algoritmos de AI em comparação com as implementações baseadas no código AVX-512. Na Fase 1, as extensões AMX estarão disponíveis apenas em processadores de servidor com núcleos Golden Cove.
A microarquitetura dos núcleos Golden Cove encontrará aplicação nos processadores clientes Alder Lake, que serão fabricados usando a tecnologia de processo Intel 7 (anteriormente 10 nm Enhanced SuperFin) e serão lançados no quarto trimestre de 2021. Posteriormente, esses núcleos serão incluídos nos processadores de servidor Sapphire Rapids - espera-se que cheguem ao mercado no segundo trimestre de 2022.
2021-08-19 15:29:56
Autor: Vitalii Babkin