Home-theater-designers
Teie seadme protsessor teeb igal sekundil miljoneid arvutusi ja vastutab teie arvuti toimimise eest. CPU-ga töötab aritmeetiline töötlemisüksus (ALU), mis vastutab matemaatiliste ülesannete eest ja mida juhib protsessori mikrokood.
See protsessori mikrokood ei ole staatiline ja seda saab parandada ning üks selline täiustus oli Inteli AVX-512 juhiste komplekt. Intel on aga valmis AVX-512 tapma, eemaldades selle funktsioonid oma protsessoritelt lõplikult. Aga miks? Miks Intel tapab AVX-512 välja?
PÄEVA VIDEO MAKKEUSE
Kuidas ALU töötab?
Enne AVX-512 juhiste komplektiga tutvumist on oluline mõista, kuidas ALU töötab.
Nagu nimigi ütleb, kasutatakse aritmeetilist töötlusüksust matemaatiliste ülesannete täitmiseks. Need ülesanded hõlmavad selliseid toiminguid nagu liitmine, korrutamine ja ujukomaarvutused. Nende ülesannete täitmiseks kasutab ALU rakendusespetsiifilist digitaalskeemi, mida juhib protsessori taktsignaal.
Seetõttu määrab protsessori taktsagedus kiiruse, millega käske ALU-s töödeldakse. Seega, kui teie protsessor töötab 5 GHz taktsagedusel, suudab ALU ühe sekundi jooksul töödelda 5 miljardit käsku. Seetõttu paraneb protsessori jõudlus taktsageduse kasvades.
See tähendab, et kui protsessori taktsagedus suureneb, suureneb protsessori poolt toodetud soojushulk. Seetõttu kasutavad energiakasutajad oma süsteemide kiirendamisel vedelat lämmastikku. Kahjuks takistab see temperatuuri tõus kõrgetel sagedustel protsessoritootjatel tõsta taktsagedust üle teatud läve.
mängida vanu arvutimänge Windows 10 -s
Kuidas pakub uue põlvkonna protsessor vanemate iteratsioonidega võrreldes paremat jõudlust? Noh, protsessoritootjad kasutavad jõudluse suurendamiseks paralleelsuse kontseptsiooni. Seda paralleelsust saab saavutada mitmetuumalise arhitektuuriga, kus protsessori arvutusvõimsuse parandamiseks kasutatakse mitut erinevat töötlemistuuma.
Teine võimalus jõudlust parandada on SIMD-juhiste komplekti kasutamine. Lihtsamalt öeldes võimaldab Single Instruction Multiple Data käsk ALU-l täita sama käsku erinevates andmepunktides. Seda tüüpi paralleelsus parandab protsessori jõudlust ja AVX-512 on SIMD-juhis, mida kasutatakse CPU jõudluse suurendamiseks konkreetsete ülesannete täitmisel.
Kuidas andmed ALU-sse jõuavad?
Nüüd, kui meil on põhiteadmised ALU toimimisest, peame mõistma, kuidas andmed ALU-ni jõuavad.
ALU-ni jõudmiseks peavad andmed liikuma läbi erinevate salvestussüsteemide. See andmeteekond põhineb arvutussüsteemi mäluhierarhial. Selle hierarhia lühiülevaade on toodud allpool:
mida tähendavad emotikonide näod
- Sekundaarne mälu: Arvutusseadme sekundaarne mälu koosneb püsimäluseadmest. See seade suudab andmeid püsivalt salvestada, kuid pole nii kiire kui protsessor. Seetõttu ei pääse CPU otse teisesest salvestussüsteemist andmetele juurde.
- Esmane mälu: Esmane salvestussüsteem koosneb muutmälust (RAM). See salvestussüsteem on kiirem kui sekundaarne salvestussüsteem, kuid ei saa andmeid püsivalt salvestada. Seega, kui avate oma süsteemis faili, liigub see kõvakettalt RAM-i. See tähendab, et isegi RAM pole protsessori jaoks piisavalt kiire.
- Vahemälu: Vahemälu on sisseehitatud protsessorisse ja see on arvuti kiireim mälusüsteem. See mälusüsteem on jagatud kolmeks osaks, nimelt L1, L2 ja L3 vahemälu . Kõik andmed, mida ALU peab töötlema, liiguvad kõvakettalt RAM-i ja seejärel vahemällu. See tähendab, et ALU ei pääse andmetele otse vahemälust juurde.
- CPU registrid: Arvutusseadme CPU-register on mõõtmetelt väga väike ja arvuti arhitektuurist lähtuvalt mahutavad need registrid 32 või 64 bitti andmeid. Kui andmed liiguvad nendesse registritesse, pääseb ALU neile juurde ja saab ülesande täita.
Mis on AVX-512 ja kuidas see töötab?
AVX 512 juhiste komplekt on AVX-i teine iteratsioon ja jõudis Inteli protsessoriteni 2013. aastal. Lühendina Advanced Vector Extensions, AVX käsukomplekti tutvustati esmakordselt Inteli Xeon Phi (Knights Landing) arhitektuuris ja hiljem jõudis see Inteli serverisse protsessorid Skylake-X protsessorites.
Lisaks jõudis AVX-512 juhiste komplekt Cannon Lake'i arhitektuuriga tarbijapõhistesse süsteemidesse ning seda toetasid hiljem Ice Lake'i ja Tiger Lake'i arhitektuurid.
Selle juhiste komplekti peamine eesmärk oli kiirendada andmete tihendamist, pilditöötlust ja krüptograafilisi arvutusi hõlmavaid ülesandeid. Pakkudes vanemate iteratsioonidega võrreldes kahekordset arvutusvõimsust, pakub AVX-512 juhiste komplekt märkimisväärset jõudluse kasvu.
Niisiis, kuidas Intel kahekordistas oma protsessorite jõudlust, kasutades AVX-512 arhitektuuri?
Nagu varem selgitatud, pääseb ALU juurde ainult protsessori registris olevatele andmetele. Advanced Vector Extensions käsukomplekt suurendab nende registrite suurust.
Selle suuruse suurenemise tõttu saab ALU töödelda mitut andmepunkti ühe käsuga, suurendades süsteemi jõudlust.
Registri suuruse osas pakub AVX-512 käsukomplekt kolmkümmend kahte 512-bitist registrit, mis on kahekordne võrreldes vanema AVX-i käsukomplektiga.
Miks Intel lõpetab AVX-512?
Nagu varem selgitatud, pakub AVX-512 käsukomplekt mitmeid arvutuslikke eeliseid. Tegelikult kasutavad populaarsed raamatukogud, nagu TensorFlow, käsukomplekti, et pakkuda käsukomplekti toetavatel protsessoritel kiiremaid arvutusi.
Niisiis, miks keelab Intel oma hiljutistes Alder Lake'i protsessorites AVX-512?
Noh, Alder Lake'i protsessorid erinevad Inteli toodetud vanematest. Kui vanemad süsteemid kasutasid sama arhitektuuriga tuumasid, siis Alder Lake'i protsessorid kasutavad kahte erinevat tuuma. Neid Alder Lake'i protsessorite südamikke tuntakse kui P- ja E-südamikud ja neid toidavad erinevad arhitektuurid.
Kui P-südamikud kasutavad Golden Cove'i mikroarhitektuuri, siis E-südamikud kasutavad Gracemonti mikroarhitektuuri. See erinevus arhitektuurides takistab planeerijal õigesti töötamast, kui teatud käsud võivad töötada ühes arhitektuuris, kuid mitte teises.
Alder Lake'i protsessorite puhul on AVX-512 käsukomplekt üks selline näide, kuna P-südamikedel on käsu töötlemiseks riistvara olemas, aga E-südamiketel mitte.
kas saate netflixi filme Macist alla laadida
Sel põhjusel ei toeta Alder Lake'i protsessorid AVX-512 käsukomplekti.
See tähendab, et AVX-512 juhised võivad töötada teatud Alder Lake'i protsessoritel, kus Intel pole neid füüsiliselt ühendanud. Sama tegemiseks peavad kasutajad BIOS-i ajal E-südamikud keelama.
Kas AVX-512 on vajalik tarbijatele mõeldud kiibikomplektides?
AVX-512 käsukomplekt suurendab protsessori registri suurust, et parandada selle jõudlust. See jõudluse suurendamine võimaldab protsessoritel numbreid kiiremini kokku suruda, võimaldades kasutajatel käivitada video/heli tihendamise algoritme suurema kiirusega.
Sellegipoolest saab seda jõudluse tõusu täheldada ainult siis, kui programmis määratletud käsk on optimeeritud AVX-512 käsukomplektiga töötamiseks.
Sel põhjusel sobivad käsukomplekti arhitektuurid, nagu AVX-512, rohkem serveri töökoormuse jaoks ja tarbijaklassi kiibistikud võivad töötada ilma keeruliste käsukomplektideta, nagu AVX-512.