Jim Keller: tulevased Intel'i mikroarhitektuurid tagavad märkimisväärse jõudluse kasvu

Nagu on teada Intel'i vanemasepresidendilt tehnoloogia ja süsteemiarhitektuuri alal Jim Kellerilt, töötab tema ettevõte praegu täiesti uue mikroarhitektuuri kallal, mis peaks olema "märkimisväärselt suurem ja lähedasem joonelisele sõltuvusele jõudlusest transistorite arvust", kui praegune Sunny Cove disain. Ilmselt tuleb seda tõlgendada nii, et mõne aasta pärast saame protsessori, mis on palju keerukam ja oluliselt jõudlasem kui need CPU-d, mida mikroprotsessorite hiiglane praegu pakub.

Uus mikroarhitektuur Sunny Cove, mida Intel rakendab uutes Ice Lake põlvkonna protsessorites, on olnud tõsine läbimurre, kuna pärast pika eemaloleku perioodi on see märkimisväärselt tõstnud IPC (juhiseid takti kohta). Kuid protsessoriguru Jim Keller, kes töötab praegu Intel'is, ütleb, et see ei ole kaugeltki lõpp-punkt. Ta töötab nüüd järgmise põlvkonna mikroarhitektuuri kallal, mis suudab täielikult ära kasutada oodatavat transistorite eelarve kordset suurenemist, mis peaks toimuma järgmiste aastate jooksul.

Intel'i hinnangute kohaselt ulatub Sunny Cove protsessorite eeliste diferentiaaljõudluses Coffee Lake'i protsessorite ees 15–18% (ühtse taktsageduse juures). Samuti ületab Sunny Cove'i transistorite eelarve eelkäijat märkimisväärselt — ligikaudu 38% võrra. Kelleri avaldatud teabe kohaselt koosneb Sunny Cove mikroarhitektuuri all oleva tuuma umbes 300 miljonist 10nm transistorist, samas kui Coffee Lake tuum sisaldab umbes 217 miljonit 14nm transistorit. Selgub, et Sunny Cove'i jõudluse kasv ei vasta transistorite eelarve suuruse joonelisele sõltuvusele: jõudluse edusamm on umbes poole võrra väiksem kui pooljuhtkristalli keerukuse kasv. Kelleri arvates ei tohiks see nii olla.

Berkley ülikoolis loengu andes rääkis Intel'i juhtiv spetsialist protsessorite mikroarhitektuuride evolutsioonist, mainides mitte ainult Sunny Cove'i, vaid ka võimaliku selle mikroarhitektuuri järglase: „Sunny Cove töötleb 800 juhist korraga, täites 3 kuni 6 x86-juhist takti kohta... Seal on suured andmete ennustajad, suured harupunktide ennustajad. Kuid me töötame mikroarhitektuuri generatsiooni kallal, mis on oluliselt suurem, ja jõudluse kasvu seadus läheneb lineaarsusele. See on tõeliselt märkimisväärne mõtteviisi muutus.”

Tähesüsteemitehnika positsioon on see, et protsessoritehnoloogia ei ole veel jõudnud mingisuguse piirini. Nagu Keller ütleb, on Intel’il suured plaanid tulevikuks, sealhulgas 50-kordne transistorite arvu suurendamine protsessorites ja tõsised täiustused praktiliselt igas funktsionaalses sõlmes. Ja selles pole midagi võimatut. Nagu Keller selgitab: „Arvutid on loodud tohutu hulga inimeste poolt, kuid tegelikult on see suur hulk väikseid kollektiive. Saame parandada harupunktide ennustusi, käsu kogumeid, arhitektuure, tegeleda optimeerimisega, kasutada täiustatud projekteerimistööriistu ja paremaid teeke. Erinevate rakenduste punktide arv, kus on innovatsiooni kohtade arvu, on tegelikult väga, väga suur.”

Intel'i praeguses avalikus plaanis on kaks iteratsiooni mikroarhitektuuri täiustamiseks pärast Sunny Cove'i. Järgmises disainis Willow Cove, nagu on lubatud, peaksid toimuma muutused vahemälu alamsüsteemis ja üleminek uuele pooljuhttehnoloogiale (tõenäoliselt 7 nm). Seejärel Golden Cove'is suurendatakse ühetuumalist jõudlust ja keskendutakse tehisintellekti ülesannete töötlemisele koos optimeeringutega, mis on vajalikud parema jõudluse saavutamiseks viienda põlvkonna võrgus. Võib-olla mõtles Jim Keller oma ettekandes just Golden Cove'ile, kuigi selle kohta ei öeldud midagi konkreetset.

Allikas: 3dnews.ru