Intel AVX10 ISA wprowadzi instrukcje AVX-512 z obsługą rdzeni P i E

Nadchodząca architektura AVX10 ISA (Instruction Set Architecture) firmy Intel została szczegółowo opisana i zapewnia obsługę AVX-512 zarówno dla rdzeni P-Core, jak i E-Core.

Na slajdzie opublikowanym przez użytkownika Twitterati, Longhorn, możemy zapoznać się ze szczegółami nadchodzącego AVX10 ISA Intela, który wydaje się być dostępny w dwóch wersjach, pre-enablement (AVX10.1) i post-enablement (AVX10.2). Dla obu ISA jednym z głównych dodatków jest obsługa opcjonalnego 512-bitowego FP/int, co zostało wykluczone z ostatnich układów klienckich. Intel AVX-512 ISA był obecny przez jakiś czas w Rocket Lake i Tiger Lake, ale firma zdecydowała się wyłączyć go z najnowszych układów klienckich, takich jak Alder Lake i Raptor Lake.

Wygląda jednak na to, że Intel może przywrócić te instrukcje w procesorach obsługujących AVX 10 ISA. Zgodnie ze szczegółami przed i po wdrożeniu, AVX10 ISA jest częścią najnowszego APX (Advanced Performance Extensions) i między innymi  będzie oferować:

• 512-bitowy FP/int
• 128/256-bitowy FP/int
• 32 rejestry wektorowe
• Wbudowane zaokrąglanie 256/512-bitowe
• „Promocje” Scalar/SSE/AVX
• Dodatki dla mediów natywnych
• Dodatki HPC
• Obsługa transcendentalna
• Gather/Scatter
• Wyliczanie oparte na wersjach
• Obsługa rdzeni P i E

To nie jest tak, że AVX-512 całkowicie zniknęło. Wsparcie dla instrukcji nadal istnieje po stronie HPC w układach Xeon. Niemniej, strona kliencka może po prostu przywrócić instrukcje AVX-512, ponieważ AMD oferuje je już w swoich procesorach konsumenckich Ryzen 7000 i pokazały one imponujące możliwości wydajności w określonych obciążeniach bez dużego wpływu na zużycie energii. Zużycie energii było głównym problemem w przypadku poprzednich instrukcji AVX-512 Intela.

Intel AVX10 stanowi istotną zmianę w kierunku obsługi wysokowydajnego wektorowego ISA w przyszłych procesorach Intel. Pozwala to programistom na utrzymanie pojedynczej ścieżki kodowej, która osiąga wysoką wydajność na wszystkich platformach Intela przy minimalnym narzucie sprawdzania obsługi funkcji. Przyszły rozwój Intel AVX10 ISA będzie nadal zapewniał bogate, elastyczne i spójne środowisko, które optymalnie obsługuje zarówno produkty serwerowe, jak i klienckie.

Ponadto, wstępna wersja AVX10.1 wymienia tylko obsługę AVX-512 dla rdzeni P, podczas gdy wersja AVX10.2 dodaje również rdzenie E. Pojawiły się już doniesienia, że Intel może w przyszłości przywrócić AVX-512 do układów klienckich w jakiejś formie. Oprócz wcześniej wspomnianych korzyści użytkowych, Intel AVX10 oferuje kilka dodatkowych korzyści związanych z wydajnością:

• Aplikacje skompilowane do Intel AVX2, ponownie skompilowane do Intel AVX10, powinny uzyskać wzrost wydajności bez konieczności dodatkowego tuningu oprogramowania.
• Aplikacje Intel AVX2 wrażliwe na nacisk rejestrów wektorowych zyskają największą wydajność dzięki 16 dodatkowym rejestrom wektorowym i nowym instrukcjom.
• Wysoce wielowątkowe aplikacje wektorowe prawdopodobnie osiągną wyższą zagregowaną przepustowość, gdy będą działać na procesorach Intel Xeon z rdzeniem E lub na produktach Intel® z wydajną architekturą hybrydową.

Firma oferuje procesory Meteor Lake dla klientów domowych oraz Granite Rapids i Sierra Forest dla klientów HPC. Wszystkie trzy rodziny wykorzystują podobną architekturę z rdzeniami P-Core wykorzystującymi rdzenie Redwood Cove i rdzeniami E-Core opartymi na architekturze Crestmont. Intel oświadczył, że jego przyszłe procesory Xeon, o nazwie kodowej Granite Rapids, będą pierwszymi kompatybilnymi z AVX10 i będą oznaczać przejście z AVX-512 na Intel AVX10 (nie będą zawierać 256-bitowych rozszerzeń wektorowych). Więcej informacji można spodziewać się w przyszłości.