Компания Intel решила на аппаратном уровне избавиться от поддержки инструкций AVX-512 у процессоров Alder Lake. Об этом сообщает портал Tom’s Hardware, ссылающийся на анонимный источник. Отмечается, что все новые партии процессоров Core 12-го поколения будут лишены поддержки набора инструкций AVX-512 на физическом уровне.

Источник изображений: Intel

Журналисты обратились за комментариями в Intel, где ответили следующее: «Поддержка инструкций AVX-512 не отключена на физическом уровне у десктопных процессоров Alder Lake, которые уже были поставлены на рынок. Однако компания планирует исключить физическую поддержку AVX-512 в будущих партиях чипов Alder Lake».

Таким образом, производитель ставит точку в продолжительной истории наборе команд AVX-512 на своих новейших потребительских процессорах. Напомним, что эти инструкции используется для повышения производительности в определённых профессиональных программных приложениях, например, связанных с ИИ.

Изначально Intel заявила, что AVX-512 не будут поддерживаться процессорами Alder Lake, поскольку чипы используют две разные микроархитектуры, одна из которых может работать с этим набором команд, а другая — нет. Однако спустя некоторое время производитель опубликовал информацию об оптимизации платформы Alder Lake. В этих документах указывалось, что поддержка AVX-512 в новых процессорах всё-таки планировалась, но официально Intel опять заявила, что чипы Core 12-го поколения не будут работать с этим набором команд. Следом компания выпустила новые советы по оптимизации платформы, в которых уже отсутствовало упоминание AVX-512 для Alder Lake.

С запуском процессоров Core 12-го поколения обнаружилось, что работу вышеуказанного набора команд можно активировать через BIOS некоторых моделей материнских плат. Первое время Intel ничего не говорила по этому поводу, а затем сообщила, что будет рассматривать работу AVX-512 на Alder Lake в качестве разгона без официальной поддержки. Компания добавила, что использовать функцию можно лишь на собственный страх и риск.

В январе этого года появились информация, что Intel собирается отключить поддержку инструкций в новой версии микрокода процессоров через обновления прошивки BIOS. Компания вскоре так и поступила. Были выпущены новые версии BIOS для материнских плат, в которых отсутствовала функция включения инструкций AVX-512. Для тех, кто желал продолжить использовать этот набор команд, предлагалось не обновлять прошивки материнских плат до более свежих версий.

Казалось, что проблема решена. Однако компания MSI нашла способ, как обойти это ограничения. Для этого был предложен специальный механизм, позволяющий переключаться между старой и новой версией прошивки BIOS, не требующий от пользователя каких-то профессиональных навыков. Метод оказался простым и рабочим.

Судя по всему, Intel была возмущена подобным «бунтом на корабле» и теперь компания решила окончательно избавиться от поддержки инструкций AVX-512 — просто убрав из процессора блоки, которые отвечают за их работу. После этого никакие модификации BIOS и другие уловки не позволят вернуть поддержку этого набора команд на всех последующих партиях процессоров Alder Lake. Таким образом, если пользователь захочет использовать инструкции AVX-512, то ему придётся искать процессоры более старых партий, а также использовать более старые версии BIOS.

Своими действиями Intel явно даёт понять, что пользователям, желающим использовать инструкции AVX-512 на её новейших архитектурах, придётся обратить внимание на более дорогие процессоры серии Xeon, где такая поддержка обеспечивается. В то же время ходят слухи, что AMD планирует включить поддержку инструкций AVX-512 в свои грядущие процессоры на архитектуре Zen 4.

Intel сейчас также занимается вопросом с поставщиками материнских плат, которые «разрешили» разгонять официально неразгоняемые процессоры Alder Lake на своих продуктах. Компании недовольна этими обходными путями, поэтому можно ожидать, что в ближайшем будущем Intel тоже может найти решение для этой «проблемы».

По сообщениям сетевых источников, компания Intel намерена запретить пользователям включать набор команд AVX-512 в производительных ядрах процессоров семейства Alder Lake (12-е поколение). «Неподдерживаемая» функция будет отключена производителями материнских плат в предстоящих обновлениях BIOS с новым микрокодом. По данным источника это произойдёт в ближайшие недели, когда производители выпустят соответствующие обновления для материнских плат Z690.

Источник изображения: igorslab.de

Согласно спецификации, AVX-512-инструкции в процессорах Alder Lake не поддерживаются. Но соответствующие аппаратные блоки присутствуют в производительных ядрах Golden Cove, поэтому пользователи имеют возможность включить поддержку AVX-512 при условии отключения в процессорах энергоэффективных ядер Gracemont. Однако сообщается, что эта возможность будет заблокирована в будущих версиях микрокода. Данное решение Intel связано с предстоящим выходом процессоров Core i5 и Core i3 без энергоэффективных ядер, которые могли бы поддерживать AVX-512 «из коробки», но ввиду своего позиционирования не должны превосходить по возможностям уже представленные старшие Alder Lake.

Однако этим дело не ограничится. Согласно имеющимся данным, Intel также ограничит множитель для набора инструкций AVX2 значением 51. Из-за этого рабочая частота процессора при выполнении инструкций AVX2 составит не более 5,1 ГГц, независимо от выбранного множителя. При этом не имеет значения, насколько сильно процессор нагревается, сколько энергии потребляет и какое приложение используется. По какой причине вводится это ограничение также неизвестно.

Источник отмечает, что для энтузиастов существуют возможности обхода упомянутых ограничений. Одним из них является специальный патч ASUS для микропрограммного обеспечения материнских плат серии ROG Maximus, который попросту отключает регулирование AVX2. Для продолжения использования инструкций AVX-512 требуется более экзотический подход, но он также вполне реален. Для этого энтузиасты интегрировали старую версию микрокода в новые версии BIOS, фактически создав модифицированный BIOS с поддержкой набора инструкций AVX-512.

В весьма прямолинейном видео, опубликованном недавно, бывший главный инженер Intel Франсуа Пьедноэль (François Piednoël) дал свои советы о том, как «починить» процессоры Intel, раскритиковал нынешнее руководство за то, что они не являются инженерами, сказал, что AVX512 была ошибкой, и заявил, что компании очень везёт, что AMD пока не захватила ещё бо́льшую долю рынка.

Martyn Williams/IDG

«Во-первых, Intel действительно не сконцентрирована, — сказал он почти в часовой видеопрезентации. — Сегодняшние лидеры Intel — не инженеры, они не понимают, что́ нужно проектировать для рынка». Он отметил, что технические решения Intel с 2016 года в значительной степени были плохими.

Франсуа Пьедноэль покинул Intel в 2017 году, проработав в течение 20 лет главным инженером и архитектором по производительности. Он приложил руку к процессорам начиная с Pentium III до Core i7 6-го поколения. Инженер часто делал технические презентации и демонстрации для прессы, посвящённые аппаратному обеспечению, страстно доказывая, почему те или иные проектные решения, принятые Intel, были правильными. Нынче он трудится в североамериканском отделении исследований и разработок Mercedes-Benz на должности главного архитектора.

Gordon Mah Ung / IDG

Господин Пьедноэль признал, что его информация о внутренней кухне Intel по существу «устарела» на годы. При этом всё, о чем он говорит, не связано с соглашениями о неразглашении. Преимущественно анализ касается публичной информации, циркулирующей вокруг Intel. Желающие могут посмотреть видео целиком, мы же выделим самые любопытные утверждения.

AVX512 — это ошибка

Набор инструкций AVX512 является основой ускорения задач машинного обучения DL Boost AI, которое Intel использует в своих серверных процессорах Xeon. И эта технология была внедрена в потребительские процессоры, включая чипы для ноутбуков Ice Lake 10-го поколения. Франсуа Пьедноэль категорически считает включение AVX512 в потребительские чипы ошибкой.

«У Intel не просто так были Skylake и Skylake X, — отметил он. — Инструкции AVX512 разработаны для соревнования в пропускной способности, которое уже проиграно графическим ускорителям. Есть два способа увеличить пропускную способность. Один из них — расширить длину векторов, обрабатываемых ядром (в AVX-512 — до 512 бит), а другой — за счёт наращивания количества ядер».

После злоключений Intel с Pentium 4 (архитектура требовала слишком много оптимизаций), господин Пьедноэль однажды сказал, что компания сделала вывод: невозможно перекомпилировать весь мир, похоже, имея в виду, что Intel не слишком сильна в программной области.

«Сегодня состояние программного обеспечения не способствует расширению длины векторов, — считает инженер. — На самом деле, вы можете ясно видеть, например, в Cinebench (нельзя назвать его моим любимым тестом, особенно для ноутбуков, где он не имеет никакого смысла, но тем не менее), — что AMD выигрывает битву за производительность. Это потому, что у них больше ядер, и они могут позволить себе иметь больше ядер». Для господина Пьедноэля, который два десятка лет вёл конкурентную борьбу с AMD, такое признание должно быть особенно болезненным.

Francois Piednoel

«Дади Перлмуттер (Dadi Pearlmutter, глава Intel Architecture Group) понимал, что длинные векторы в потребительской электронике вроде ноутбуков — это плохо: 1) рост энергопотребления при правильной реализации; 2) практически полное отсутствие ПО, использующее AVX512, при том, что нужно создавать более габаритные ядра; 3) подходит для тестов пропускной способности — кому всё это нужно на ноутбуках?», — отметил специалист.

Решение использовать AVX512 в потребительских процессорах привело к увеличению размеров кристаллов и росту энергопотребления. Для тех, кто не знает, процессоры Intel сильно снижают тактовую частоту при рабочих нагрузках AVX512. Это, вероятно, не новость для тех, кто слышал, что сказал знаменитый создатель Linux Линус Торвальдс (Linus Torvalds) в прошлом месяце в отношении подходов Intel к продвижению AVX512: «Я надеюсь, что AVX512 умрёт в муках, а Intel начнёт устранять реальные проблемы вместо попыток создания волшебных инструкций, которые потом позволят их процессорам выгодно выступать в специально созданных тестах».

Intel потеряла концентрацию

Ещё одна ошибка, которую допустила Intel, по мнению инженера, заключается в том, что она отвлеклась от основного бизнеса по производству быстрых процессоров. В течение последней половины десятилетия Intel продолжала активно диверсифицировать деятельность, в результате чего компания не могла сосредоточиться на своём основном бизнесе процессоров. Это позволило конкуренту в лице AMD догнать её, и сегодня единственное, что спасает Intel от потери более значительной доли рынка — ограниченные возможности AMD по производству своих популярных процессоров.

«Intel очень везёт, что AMD не может получить более значительные объёмы производства, чтобы иметь возможность конкурировать в полную силу, — считает господин Пьедноэль. — Если бы они увеличили объёмы, разница в цене определённо стоила бы Intel куда более существенной доли рынка, чем сегодня. Intel повезло, что у AMD есть ограничения по производственным мощностям, и из-за этого они не могут достаточно быстро захватить долю рынка. У нас было то же самое, когда у AMD был Athlon 64, и мы в основном пытались догнать их во времена между Pentium 4 и Conroe». По данным Mercury Research, AMD уже захватила 20 % рынка ноутбуков — это рекорд за всю историю компании.

Francois Piednoel

Действительно, AMD обошла Intel по производительности, когда Pentium 4 с архитектурой Netburst уступила конкуренту. В течение нескольких лет чипы AMD сохраняли корону лидерства. Лишь с выпуском процессоров Intel Core 2 с архитектурой Conroe в 2006 году Intel вернула себе корону производительности и уже не теряла её до возрождения AMD с появлением Ryzen в 2017 году. «Грядущие чипы Intel Tiger Lake отсрочат проблему, но не решат её», — сказал Пьедноэль.

Многопоточный режим Ryzen выглядел хорошо из-за низкой однопоточной производительности

Во время своего рассказа Франсуа Пьедноэль коснулся технических подробностей основ ядра Intel на базе Skylake, отметив, что архитектура была, по существу, разработана для высокой однопоточной производительности и затем была улучшена для многоядерных и многопоточных процессоров.

Он похвалил AMD за отличную пропускную способность, но у ядер Zen 1 есть свои проблемы. Например, оригинальный процессор Ryzen предлагал гораздо больший прирост производительности при включении режима многопоточности, чем у Intel. «Люди не понимают, что возможности прироста производительности в режиме многопоточности обратно пропорциональны производительности с внеочередным исполнением команд», — отметил инженер: если бы у Zen 1 производительность в этой области была бы такой же эффективной, как у Intel, многопоточность бы не давала такой серьёзной отдачи.

Xeon должен избавиться от неиспользуемых блоков

В настоящее время в дизайне чипов Intel Xeon используются одни и те же ядра, что и для других сфер применения: от суперкомпьютеров с интенсивными вычислениями до простых старых веб-серверов и виртуальных машин. По словам Франсуа Пьедноэля, такие совершенно разные области применения приводят к тому, что порядка 10 % площади чипа попросту не используются. Эту ценную площадь кристалла можно было бы задействовать для дополнительных ядер, чтобы лучше конкурировать на рынках, где не требуются, например, инструкции AVX512.

Однако это требует от Intel гибкости, которой компания сейчас не обладает: она стремится везде использовать одно и то же ядро. Господин Пьедноэль считает, что следует выделить особые команды по разработке специализированных, нишевых версий Xeon для узких областей применения вместо того, чтобы делать максимально универсальные ядра.

Francois Piednoel

Первую скрипку должны играть инженеры, а не управленцы

Франсуа Пьедноэль не пожалел слов на критику культуры Intel, которая, по его словам, кардинально изменилась и ставит сейчас во главу угла менеджеров-экономистов, а не технических специалистов. Это привело к отсутствию новаций, агрессивных планов и оттоку инженеров, разочарованных в том, что перспективы роста есть только у управленцев. Вместо того, чтобы на лету реагировать на вызовы, чтобы противостоять продуктам AMD, сегодняшняя Intel просто не желает сопротивляться. Вместо этого, по его словам, планы по выводу продуктов составляются руководителями, имеющими степень магистра экономического управления, которые не могут адаптироваться. Сейчас фабрики Intel продолжают выпускать достаточно процессоров, чтобы поддерживать рентабельность, но доверие к марке медленно падает.

«Я помню, как при выпуске Pentium II Энди Гроув (Andy Grove) кое-что сказал команде. Он произнёс: „Господь дал нам только одну марку. Никогда не вредите ей“. Думаю, что сейчас компания портит бренд. Следует приступить к делу и усердно работать, дабы чипы Extreme Edition действительно являлись исключительными и побеждали», — отметил бывший главный инженер Intel.

Перешедший недавно на использование AMD Ryzen Threadripper создатель Linux Линус Торвальдс (Linus Torvalds) не постеснялся в выражениях, выступив с критикой политики Intel, которая подразумевает поддержку расширений AVX-512 в большинстве новых поколений процессоров марки. Данный набор команд, по словам Торвальдса, несёт только вред и востребован только в отвлечённых бенчмарках.

Источник изображения: Aalto Talk

Поводом для подобной эмоциональной реакции создателя Linux стало упоминание об отсутствии поддержки расширений AVX-512 со стороны будущих клиентских процессоров Alder Lake-S. «Я верю, что AVX-512 умрут в муках, а Intel начнёт устранять реальные проблемы вместо попыток создания волшебных инструкций, которые потом позволят их процессорам выгодно выступать в специально созданных тестах», — заявил Линус Торвальдс.

Специалистам Intel, по его мнению, надлежит сосредоточиться на совершенствовании обработки кода общего назначения, а не всяческих специализированных и экзотических инструкций. Исторически, по словам Торвальдса, процессоры Intel не очень хорошо выступали в операциях с плавающей запятой, и эту проблему давно следовало бы решить. Потраченный на поддержку AVX-512 «транзисторный бюджет» лучше было бы направить на увеличение количества ядер или повышение их производительности. Использование расширений AVX-512 увеличивает энергопотребление процессоров, из-за чего процессоры достигают более низких частот под нагрузкой, чем без AVX-512. Резюмирует свою «исповедь» Торвальдс заявлением о том, что в большинстве случаев расширений AVX2 более чем достаточно.

Мобильные процессоры Intel Tiger Lake должны выйти в 2020 году, многое об их характеристиках уже известно. Например, можно с уверенностью говорить об использовании архитектуры вычислительных ядер Willow Cove, поддержке PCI Express 4.0 и наличии графической подсистемы Gen12, унифицированной по архитектуре с дискретной графикой серии Intel Xe. Инженерные образцы Tiger Lake то и дело мелькают в различных базах данных, и уже сейчас они достигают частот около 3,6 ГГц.

Источник данных: InstLatX64

На этой неделе инженерные образцы процессоров Tiger Lake-U оставили свой след в логах отладочной информации AIDA64. Другими словами, свежие данные получены путём тестирования реальных образцов процессоров, а потому им можно доверять с точки зрения достоверности характеристик. Максимальная частота, которую четырёхъядерные образцы достигали, по данным этого источника, не превышала 3,55 ГГц. В качестве базовой частоты указывается 1 ГГц. На каждое из четырёх ядер приходятся по два потока, что вполне закономерно.

Если говорить о других изменениях по сравнению с 10-нм процессорами Ice Lake, то можно отметить увеличение объёма кеш-памяти третьего уровня в полтора раза. Так, если процессорам Ice Lake с четырьмя ядрами выделяется 8 Мбайт кеша третьего уровня, то у Tiger Lake этот объём возрастает до 12 Мбайт. Кроме того, расширен набор команд AVX512, поддерживаемых процессорами этого семейства.

Новый документ Intel для разработчиков программного обеспечения сообщает о том, что компания введёт поддержку набора инструкций AVX-512 в свои потребительские процессоры начиная с поколений Cannon Lake и Ice Lake. Новые расширения для x86 позволят CPU повысить производительность в определённых приложениях. Между тем не совсем понятно, какие именно программы для настольных и мобильных ПК будут поддерживать AVX-512 в 2018–2019 годах, когда данные процессоры выйдут на рынок.

AVX-512: для избранных уже сегодня

Начиная с середины 90-х годов прошлого века корпорации Intel и AMD внедряли различные расширения набора инструкций для архитектуры x86. В течение последних 20 лет обе компании добавили сотни новых команд, призванных увеличить производительность либо за счёт использования параллелизма на уровне данных (и применения SIMD-инструкций), либо с помощью специальных аппаратных блоков.

Последние расширения Intel для потребительских платформ называются AVX/AVX2, а их основными задачами было расширение ширины файла регистров (как для операций с плавающей точкой, так и для операций с целыми числами) до 256 разрядов, а также добавление команд вроде FMA3 (служащих аналогичной цели: производить относительно сложные вычисления за один такт). При выполнении 256-разрядных операций AVX/AVX2 процессоры иногда должны снижать свою частоту, поскольку при исполнении таких операций увеличиваются энергопотребление и тепловыделение, но даже на сниженных частотах использование AVX/AVX2 имеет большой смысл.

Эволюция Intel AVX

Следующим шагом в эволюции расширений набора инструкций стал AVX-512. В случае с данным набором команд компания пошла по несколько отличному от традиционного пути: она создала специфические команды для определённых приложений и реализовала их в разных типах процессоров. Так, некоторые расширения AVX-512 нацелены в первую очередь на рабочие нагрузки серверов общего назначения, тогда как другие применимы для суперкомпьютеров. Реализация всех расширений во всех продуктах вряд ли имеет большой смысл для Intel и её клиентов, поэтому последние Intel Xeon поколения Skylake-SP (и процессоры HEDT на их основе) поддерживают один набор команд AVX-512, а Xeon Phi — другой (в диаграмме ниже показаны разные уровни поддержки AVX-512 разными CPU). При этом современные потребительские процессоры вообще не поддерживают AVX-512, поскольку физическая реализация 512-разрядного файла регистров значительно увеличивает размер ядра (до 15 % в случае ядра Skylake) и его себестоимость, а также потому, что программы для клиентских ПК сегодня не умеют использовать новые инструкции.

Текущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Впрочем, в будущем всё изменится: Intel планирует включить поддержку ряда команд AVX-512 в своих будущих потребительских процессорах Cannon Lake и Ice Lake, а разработчики программного обеспечения могут начать внедрять поддержку новых инструкций уже сейчас с прицелом на HEDT-платформы на базе Core i7/Core i9 с ядрами Skylake-SP.

AVX-512: для (почти?) всех, но завтра

Согласно документу Intel для разработчиков программ, потребительские процессоры поколения Cannon Lake будут поддерживать наборы команд AVX512F, AVX512CD, AVX512DQ, AVX512BW и AVX512VL, что соответствует уровню Intel Xeon Scalable и Intel Core i7/Core i9. Кроме того, микроархитектура Cannon Lake будет поддерживать команды AVX512_IFMA и AVX512_VBMI, но на данный момент не ясно, будет ли их поддержка ограничена серверами или же будет включена и в потребительских процессорах (последний сценарий более вероятен).

Intel Core i9-7900X: AVX-512 уже сегодня

Изначально Intel обещала выпустить свои процессоры поколения Cannon Lake в 2016–2017 годах, но отложила внедрение технологического процесса 10 нм до 2018 года, тем самым отложив и выпуск новых CPU. Как ожидалось, процессоры Cannon Lake должны были стать 10-нм версиями Kaby Lake (а затем Coffee Lake) с некоторыми усовершенствованиями, но добавление поддержки AVX-512 означает довольно ощутимое изменение архитектуры, поскольку большие фрагменты данных требуют большой пропускной способности памяти (в Skylake-SP она обеспечивается большими кешами и контроллерами памяти с четырьмя или шестью каналами). Принимая во внимание требования к ПСП и энергопотребление AVX-512-блоков, новые инструкции могут поддерживаться не всеми клиентскими процессорами Cannon Lake, но лишь теми, которые нацелены на относительно высокопроизводительные ПК. Например, мы можем не увидеть AVX-512 в мобильных процессорах со сниженным энергопотреблением, а также моделях для настольных ПК начального уровня. Впрочем, хорошая новость заключается в том, что когда мощные Cannon Lake появятся на рынке, по крайней мере некоторые программы для клиентских компьютеров смогут использовать расширения AVX-512.

Эволюция AVX-512 для центральных процессоров общего назначения не остановится на Cannon Lake. Процессоры Intel Ice Lake будут поддерживать инструкции AVX512_VPOPCNTDQ (они также будут поддерживаться Xeon Phi семейства Knights Mill), а также команды AVX512_VNNI, AVX512_VBMI2, AVX512+VPCLMULQDQ и AVX512_BITALG. Кроме того, микросхемы Ice Lake будут поддерживать AVX-512 версии известных алгоритмов AES и GFNI для шифрования и исправлений ошибок — AVX512+VAES и AVX512+GFNI. Тем временем, Knights Mill будет эксклюзивно поддерживать AVX512_4FMAPS и AVX512_4VNNI. Впрочем, существует заявка Intel на заплатку к ядру Linux, которая утверждает, что эти инструкции будут поддерживаться как Xeon Phi, так и Xeon. Описания к заплаткам Linux не всегда точны, а планы могут меняться, но данную информацию следует учитывать.

Будущие инкарнации AVX-512. Диаграмма из твиттера @InstLatx64

Как видно из документа Intel, процессоры поколений Cannon Lake и Ice Lake будут иметь поддержку самых современных инструкций AVX-512. Неизвестно, будут ли ядра CNL и ICL использоваться в будущих серверных процессорах (следует помнить, что Intel готовит некий исключительно серверный продукт с кодовым именем Cascade Lake), но если это так, то, судя по всему, ядра Intel для серверных и потребительских CPU будут иметь один и тот же набор возможностей AVX-512.

Важное событие

Внедрение инструкций AVX-512 в потребительские процессоры Intel — довольно важное событие даже несмотря на то, что данный набор команд в основном предназначен для обработки больших объёмов данных, что свойственно для серверов и, в определённой степени, рабочих станций. Так, последние могут получить от AVX-512 прибавку производительности в областях вроде кодирования видео, рендеринга, криптографии, глубокого обучения и т. д. Судя по всему, в Intel считают, что 512-разрядные INT/FP-вычисления станут важными и для потребительских ПК.

Intel Core X: AVX-512 уже сегодня

Данные берутся из публикации Обзор процессора Core i9-7900X: предвестник ядерной войны

На днях компания Intel обновила руководство для программистов по работе с расширенным набором инструкций AVX-512. Ожидалось, что блоки для обработки целочисленных значений и значений с плавающей запятой с поддержкой 512-бит команд появятся в составе процессоров Intel 14-нм поколения Skylake. Потом стало известно, что в поколении Skylake поддержка AVX-512 будет только в составе серверных процессоров Intel Xeon и ускорителей расчётов Xeon Phi (в 14-нм поколении ускорителей Knights Landing). В составе ускорителей Knights Landing обещана поддержка большего набора расширений AVX-512, чем в случае процессоров Xeon общего назначения. Это объясняется тем, что расширенный набор инструкций AVX-512 нацелен на развитие параллелизма в расчётах, что на данном этапе проще реализовать (и с лучшей отдачей) в ускорителях вычислений.

Планы Intel по развитию серверных архитектур (Intel)

К слову, ускорители Intel Knights Landing опираются на значительно переделанную архитектуру Atom Silvermont. В конфигурации с 72 ядрами процессоры Knights Landing одновременно могут обрабатывать до 288 потоков и выдавать до 3 терафлопс на операциях с двойной точностью и до 6 терафлопс на операциях с одинарной точностью. Для таких решений поддержка AVX-512 — это то, что доктор прописал. Параллелизм — это их сущность. Поскольку поставки Knights Landing начнутся в текущем квартале, программное обеспечение с реализацией SIMD-инструкций AVX-512 — это вопрос сегодняшнего дня. Поскольку процессоры Skylake-EP за небольшим исключением будут использовать те же наборы AVX-512, что и Knights Landing, к моменту появления на рынке моделей Skylake-EP для новых расширений будет создана серьёзная программная поддержка. Выход Skylake-EP, напомним, ожидается во второй половине 2017 года.

Глубина поддержки инструкций AVX настольными и серверными платформами Intel (Intel, ComputerBase.de)

Также во второй половине 2017 года появятся первые 10-нм процессоры компании Intel, с которыми мы сегодня знакомы по кодовому имени Cannon Lake. В свежем документе Intel для программистов авторы сайта ComputerBase.de обнаружили, что клиентские процессоры Cannon Lake также будут поддерживать AVX-512. Как минимум речь идёт о расширениях AVX512IFMA, AVX512VBMI, SHA и UMPI. Всё вместе указывает на то, что в конце 2017 года можно ожидать широкую поддержку AVX-512 со стороны программистов. Для клиентского применения использование AVX-512 будет означать, что обработка массивных мультимедийных данных будет проходить с меньшей нагрузкой на процессор. Точнее, работа с использованием аппаратных ресурсов, совместимых с AVX-512, будет максимально эффективна. На этих задачах потребление снизится, а производительность вырастет.

Выигрыш от внедрения AVX-512 по сравнению с AVX-256/128 и предыдущими «мультимедийными» инструкциями

Добавим, архитектура процессоров AMD Zen, которая в продуктах компании начнёт свою жизнь в конце 2016 года или в начале 2017 года, будет оперировать двумя 256-битными инструкциями AVX за такт. Для этого каждое ядро Zen получит по два 256-битных FMAC (fused multiply — add capability). На практике подобная архитектура позволит за один такт выполнять одну 512-битную инструкцию. Как это реализовано у процессоров Intel Cannon Lake, мы пока сказать не можем.

Как сообщают зарубежные источники, будущие настольные процессоры Intel под кодовым названием Skylake не будут поддерживать набор инструкций AVX-512. Это станет уделом только серверных моделей Xeon, которые, впрочем, также применяются и в рабочих станциях. Ранее ожидалось, что поддержка 512-битных инструкций SIMD, известных под общим именем AVX3 станет одной из ключевых особенностей Skylake и поможет ему демонстрировать непревзойдённый уровень производительности в приложениях, которые умеют использовать новые наборы инструкций.

Но, если верить ресурсу Bits & Chips, Intel решила не включать поддержку каких-либо расширений AVX-512 в обычной, «бытовой» версии Skylake, в то время, как будущие поколения Xeon с этой же микроархитектурой такие расширения поддерживать будут. Но даже Xeon не будут обладать поддержкой некоторых 512-битных инструкций, с которыми умеют работать сопроцессоры Intel Xeon Knights Landing. Ранее ожидалось, что процессоры Skylake будут поддерживать набор инструкций AVX 3.2. Для сравнения, Knights Landing поддерживает AVX 3.1. Похоже, лишь процессоры под кодовым именем Cannonlake, которые увидят свет лишь в конце 2016 — начале 2017 года будут поддерживать большинство 512-битных расширений AVX, да и то не все.

Кроме того, неизвестно, идёт ли речь об обычной, настольной версии Cannonlake или же, как и в случае со Skylake, о Xeon. Что касается пользы от 512-битных инструкций, то они, конечно, будут полезны в сфере высокопроизводительных вычислений, но от их использования может выиграть и обычный пользователь, особенно если речь идёт о требовательных мультимедийных приложениях. Отказ от поддержки 512-битных инструкций «бытовыми» процессорами в итоге приведёт к значительному снижению темпов их внедрения в программное обеспечение. В целом же, без AVX 3.2 Skylake теряет большую часть своей потенциальной привлекательности и практически перестаёт отличаться от Haswell и Broadwell, что не может не печалить. Официальных комментариев со стороны Intel на эту новость пока не поступало.