На заході Architecture Day компанія Intel представила нову розробку - продуктивне ядро для майбутніх процесорів, відоме раніше під кодовим ім'ям Golden Cove (P-ядро). Воно стане складовою частиною клієнтських і серверних процесорів Alder Lake і Sapphire Rapids, і забезпечить приріст IPC (числа виконуваних за такт інструкцій) на 19% порівняно з ядрами минулого покоління Sunny Cove (з Ice Lake) і Cypress Cove (
Як випливає з доповіді Intel, ядро Golden Cove створювалося з прицілом на високу продуктивність і малі затримки в малопоточних навантаженнях, тому при його створенні увага була приділена збільшенню числа одночасно оброблюваних інструкцій і підвищенню ефективності роботи з даними. Як стверджують розробники, переваги Golden Cove повною мірою проявляться в додатках, заснованих на складному розгалуженому коді.
Середня перевага у швидкодії, яка забезпечує ядро Golden Cove порівняно з ядром Cypress Cove (з процесорів Rocket Lake), на однаковій тактовій частоті оцінюється в 19%. Варто нагадати, що Cypress Cove продуктивніший Skylake ще на 19%, і це означає сумарну перевагу Golden Cove перед Skylake в розмірі 42% за питомою продуктивністю.
Для досягнення таких результатів у Golden Cove проведено цілий набір мікроархітектурних поліпшень. Ядро отримало шість декодерів (замість п'яти в Skylake і Cypress Cove), збільшений до 4 тис. записів кеш мікрооперацій (замість 1,5 і 2,25 тис. у Skylake і Cypress Cove відповідно) і 12 виконавчих портів (замість 8 і 10 у Skylake і Cypress Cove). Крім того, в Golden Cove виріс розмір фізичного реєстрового файлу і майже в півтора рази в порівнянні з Cypress Cove збільшився розмір буфера переупорядкування інструкцій.
Серед важливих удосконалень розробники виділяють також кращу точність роботи блоку передбачення переходів, зменшену латентність L1-кеша і засновані на попередній вибірці даних оптимізації пропускної здатності L2-кеша. У ядрі Golden Cove передбачено три порти для завантажень даних і два - для вивантажень, проти схеми 2 + 1 або 2 + 2 в Skylake і Cypress Cove відповідно. Разом з цим мікроархітектура Golden Cove передбачає істотне збільшення обсягу L2-кеша до 1,25 Мбайт на ядро в клієнтських процесорах або до 2 Мбайт на ядро в серверних (раніше було 256 або 512 Кбайт). Обсяг кеш-пам'яті даних першого рівня при цьому залишиться незмінним і складе 48 Кбайт.
Golden Cove
Layer 1.png
Переглянути всі зображення (6)
Layer 2.png Layer 3.png Layer 4.png Layer 5.png Layer 6.png
Дивитися все
зображення (6)
Важливим нововведенням у продуктивних ядрах Golden Cove стане введення нового набору інструкцій Intel Advanced Matrix Extensions (AMX), спрямованого на прискорення тензорних обчислень, що використовуються при машинному навчанні. Фактично мова йде про операції з матрицями: набір AMX включає команди для обробки 2 тис. цілочисельних або 1 тис. речових операндів за такт. Інструкції AMX дозволяють досягти прискорення виконання алгоритмів ШІ порівняно з реалізаціями, заснованими на AVX-512-коді, в 7-8 разів. На першому етапі розширення AMX будуть доступні тільки в серверних процесорах з ядрами Golden Cove.
Мікроархітектура ядер Golden Cove знайде застосування в клієнтських процесорах Alder Lake, які будуть проводитися за технологічним процесом Intel 7 (раніше - 10 нм Enhanced SuperFin) і вийдуть в четвертому кварталі 2021 року. Згодом ці ядра потраплять в серверні процесори Sapphire Rapids - їх поява на ринку очікується в другому кварталі 2022 року.
