Архитектура AMD Bulldozer - новый подход к производительности многопоточных вычислений - Микроархитектура. Технологии. Оптимизация энергопотребления

Микроархитектура AMD Bulldozer

Рассмотрим микроархитектуру AMD Bulldozer более подробно.

Общая часть для двух ядер:

Ядра в «ядерной» части (не путать с «ядрёной» :)):

Помимо обслуживающих блоков, в бульдозере от AMD блок операций с плавающей точкой также общий для двух ядер!:

Интересно, а если и целочисленные блоки (Alu) сделать общими для двух ядер, то что же останется в ядрах?

Как мы уже писали ранее, блок предвыборки и кэш второго уровня также являются разделяемыми для двух ядер:

Блок прямого прогнозирования предвыборки инструкций (чтобы это значило? :D):

Или же это блок прогнозирования прямой предвыборки инструкций?
Задача этого мифического блока в том, чтобы поддерживать загрузку ядер на максимальном уровне, оптимизируя порядок инструкций для их выполнения.

Множественная предвыборка данных помогает решать эту задачу:

Потоки: управление и выбор:

Программное обеспечение видит этот двойной кирпич также, как и традиционную многоядерную архитектуру AMD: одно ядро — один поток. Контроль над потоками процессор старается выполнять на более высоком уровне и загружать сначала один двойной кирпич, а потом остальные.

Процессорные технологии в архитектуре AMD Bulldozer

Помимо, ставших уже привычными инструкций SSE, добавится несколько новых технологий...:

...в том числе и блок ускорения шифрования AES.

Оптимизация энергопотребления в AMD Bulldozer

AMD провела внутренние исследования (с использованием моделирования и симуляторов производительности) и выяснила, что можно получить заметную экономию энергопотребления:

- динамическое разделение разделяемых ресурсов
- минимизация перемещения данных между блоками процессора
- цифровое измерение активности и оценки энергопотребления
- использование более высоких частот, если позволяет TDP (развитие TurboCore)
- расширенное управление состояниями процессорных ядер

Итог

Резюмировать статью можно этим слайдом:

AMD питает большие надежды на архитектуру AMD Bulldozer и делает главную ставку на нее в ближайшие два-три года.

Успех новых процессоров AMD на этой архитектуре во многом будет зависеть от того, насколько подготовленное решение придет на рынок, и не будет ли оно иметь "узких мест".

Многие решения, которые AMD применила в "бульдозере", нам нравятся, однако, нас смущает то, что AMD сделала разделяемый блок операций с плавающей точкой.

Данная статья не дает ответ на главный вопрос, который волновал бухгалтера из фильма «Старый знакомый»: "..во что это выльется?" И, если в конкурентных ценах на новые процессоры мы не сомневаемся, то вопрос производительности остается открытым.

Мы уверены, что AMD уже имеет рабочие образцы процессоров на архитектуре AMD Bulldozer. Скорее всего, руководство AMD удовлетворено производительностью новых решений, раз презентация архитектуры состоялась сегодня — 24 августа 2010 года, за несколько месяцев до запуска продаж.

Обсудить статью в конференции