«Архитектура — это алхимия между софтом и железом. Она смешивает лучшие транзисторы для каждого компонента, собирает их с помощью передовых технологий, интегрирует с высокопроизводительным энергоэффективным кэшем, снабжает большой памятью и быстрыми интерфейсами с низкими задержками для создания гибридных вычислительных кластеров в едином корпусе, обеспечивая поступательное ускорение всего софта. Технические достижения этого года подчеркивают необходимость архитектурных разработок для удовлетворения постоянно растущего спроса на высокую производительность в условиях, когда любые рабочие нагрузки – от настольных систем до дата-центров – становятся обширнее, сложнее и разнообразнее, чем когда-либо», — заявил Раджа Кодури (Raja Koduri).
E-ядро (ядро Efficient)
Микроархитектура ядра Efficient (кодовое название Gracemont) создана для энергоэффективной производительности и оптимальной разгрузки фоновых задач в режимах многозадачности. E-ядро занимает минимальную площадь на кристалле, работает в широком диапазоне частот и экономит энергию за счет пониженного напряжения питания.
E-ядро использует следующие технологии и функции:
- кэш подсистемы предсказания ветвлений на 5 тысяч записей для более точного результата
- 64 Кбайт кэш инструкций для обработки кода и экономии ресурсов подсистемы за счет более редких обращений к внешней памяти
- первый декодер длины инструкций Intel, который делает предварительную обработку данных до запроса
- кластеризованный внеочередной (out-of-order) декодер, который позволяет декодировать до 6 инструкций за такт с сохранением уровня энергоэффективности
- расширенный исполнительный модуль с 5 регистрами переназначения и 8 регистрами завершения инструкций, буфером на 256 внеочередных инструкций и 17 исполнительными портами
- опции безопасности, включая аппаратную защиту от кибератак Intel Control-Flow Enforcement Technology (CET) и защиту от перенаправлений Intel Virtualization Technology
В Intel отмечают, что микроархитектура Efficient в однопоточном режиме обеспечивает на 40% большую производительность при том же уровне энергопотребления, нежели Skylake.
Четыре физических ядра Efficient на 80% мощнее и энергоэффективнее, нежели четыре потока двух физических ядер Skylake.
P-ядро (ядро Performance)
Микроархитектура ядра Performance (кодовое название Golden Cove) снижает задержки и повышает производительность в однопоточных приложениях.
Исполнительный конвейер P-ядра:
- 6 декодеров (ранее 4), кэш на 8 микроопераций (ранее до 6), 6 портов переименования/распределения (ранее 5), 12 исполнительных портов (ранее 10)
- больше файлы регистров, больше файлы физических регистров, более глубокий буфер переупорядочивания инструкций на 512 записей
- повышенная точность предсказания ветвлений, уменьшенная эффективная латентность кэша L1, полная предикативная оптимизация записи кэша L2
Разработчики подчеркивают, что Performance – самое мощное процессорное ядро из когда-либо созданных Intel. Оно на 19% производительнее микроархитектуры Cypress Cove (ЦП Intel Core 11-го поколения).
E-ядра и P-ядра станут частью первой гибридной архитектуры компании Intel. Они будут использоваться в процессорах семейства Alder Lake, которые попадут в клиентские системы (ультрапортативные ноутбуки, настольные ПК и системы для энтузиастов).
