ЦПУ на вашем уређају обавља милионе прорачуна сваке секунде и одговоран је за функционисање рачунара. Рад са ЦПУ-ом је јединица за аритметичку обраду (АЛУ), која је одговорна за математичке задатке и вођена је микрокодом ЦПУ-а.

Сада, тај микрокод ЦПУ-а није статичан и може се побољшати, а једно такво побољшање је Интелов АВКС-512 скуп инструкција. Међутим, Интел је спреман да убије АВКС-512, уклањајући његову функционалност са својих ЦПУ-а заувек. Али зашто? Зашто Интел убија АВКС-512?

Како ради АЛУ?

Пре него што се упознате са АВКС-512 скупом инструкција, неопходно је разумети како АЛУ функционише.

Као што назив говори, јединица за аритметичку обраду се користи за обављање математичких задатака. Ови задаци укључују операције као што су сабирање, множење и израчунавања са покретним зарезом. Да би постигао ове задатке, АЛУ користи дигитално коло специфично за апликацију, које покреће сигнал такта ЦПУ-а.

Стога, брзина такта ЦПУ-а дефинише брзину којом се инструкције обрађују у АЛУ-у. Дакле, ако ваш ЦПУ ради на фреквенцији такта од 5 ГХз, АЛУ може да обради 5 милијарди инструкција у једној секунди. Из тог разлога, перформансе ЦПУ-а се побољшавају како се брзина такта повећава.

instagram viewer

Међутим, како се брзина процесорског такта повећава, повећава се и количина топлоте коју генерише ЦПУ. Из тог разлога, искусни корисници користе течни азот када оверклокују своје системе. Нажалост, ово повећање температуре на високим фреквенцијама спречава произвођаче ЦПУ-а да повећају фреквенцију такта преко одређеног прага.

Дакле, како процесор нове генерације нуди боље перформансе у поређењу са старијим итерацијама? Па, произвођачи процесора користе концепт паралелизма да би побољшали перформансе. Овај паралелизам се може постићи коришћењем архитектуре са више језгара где се користи неколико различитих процесорских језгара за побољшање рачунарске снаге ЦПУ-а.

Други начин за побољшање перформанси је коришћење СИМД скупа инструкција. Једноставним речима, једна инструкција инструкција са више података омогућава АЛУ-у да изврши исту инструкцију у различитим тачкама података. Ова врста паралелизма побољшава перформансе ЦПУ-а, а АВКС-512 је СИМД инструкција која се користи за повећање перформанси ЦПУ-а приликом обављања одређених задатака.

Како подаци стижу до АЛУ?

Сада када имамо основно разумевање како АЛУ функционише, морамо да разумемо како подаци доспевају до АЛУ.

Да би дошли до АЛУ, подаци морају да се крећу кроз различите системе за складиштење. Ово путовање података је засновано на хијерархији меморије рачунарског система. У наставку је дат кратак преглед ове хијерархије:

  • Секундарна меморија: Секундарна меморија на рачунарском уређају се састоји од трајног уређаја за складиштење. Овај уређај може трајно да складишти податке, али није брз као ЦПУ. Због тога, ЦПУ не може приступити подацима директно из секундарног система за складиштење.
  • Примарна меморија: Примарни систем за складиштење се састоји од меморије са случајним приступом (РАМ). Овај систем за складиштење је бржи од секундарног система за складиштење података, али не може трајно да складишти податке. Стога, када отворите датотеку на вашем систему, она се помера са чврстог диска на РАМ. Међутим, чак ни РАМ није довољно брза за ЦПУ.
  • Кеш меморија: Кеш меморија је уграђена у ЦПУ и представља најбржи меморијски систем на рачунару. Овај меморијски систем је подељен на три дела, и то на Л1, Л2 и Л3 кеш меморија. Сви подаци које АЛУ треба да обради се крећу са чврстог диска у РАМ, а затим у кеш меморију. Међутим, АЛУ не може приступити подацима директно из кеша.
  • ЦПУ регистри: ЦПУ регистар на рачунарском уређају је веома мале величине, а на основу архитектуре рачунара, ови регистри могу да држе 32 или 64 бита података. Када се подаци преселе у ове регистре, АЛУ им може приступити и извршити задатак који је при руци.

Шта је АВКС-512 и како функционише?

АВКС 512 скуп инструкција је друга итерација АВКС-а и стигао је до Интел процесора 2013. године. Скраћено за Адванцед Вецтор Ектенсионс, АВКС скуп инструкција је први пут представљен у Интеловом Ксеону Пхи (Книгхтс Ландинг) архитектуру и касније доспео до Интелових серверских процесора у Скилаке-Кс ЦПУ.

Поред тога, АВКС-512 скуп инструкција је стигао до потрошачких система са архитектуром Цаннон Лакеа, а касније је подржан од стране Ице Лаке и Тигер Лаке архитектуре.

Главни циљ овог скупа инструкција био је да убрза задатке који укључују компресију података, обраду слике и криптографска израчунавања. Нудећи дупло већу моћ рачунања у поређењу са старијим итерацијама, АВКС-512 скуп инструкција нуди значајно повећање перформанси.

Дакле, како је Интел удвостручио перформансе својих ЦПУ-а користећи АВКС-512 архитектуру?

Па, као што је раније објашњено, АЛУ може приступити само подацима присутним у регистру ЦПУ-а. Скуп инструкција Адванцед Вецтор Ектенсионс повећава величину ових регистара.

Због овог повећања величине, АЛУ може да обрађује више тачака података у једној инструкцији, повећавајући перформансе система.

Што се тиче величине регистра, АВКС-512 скуп инструкција нуди тридесет два 512-битна регистра, што је дупло у поређењу са старијим АВКС скупом инструкција.

Зашто Интел укида АВКС-512?

Као што је раније објашњено, АВКС-512 скуп инструкција нуди неколико рачунских предности. У ствари, популарне библиотеке као што је ТенсорФлов користе скуп инструкција да обезбеде брже прорачуне на ЦПУ-има који подржавају скуп инструкција.

Дакле, зашто Интел онемогућава АВКС-512 на својим недавним процесорима Алдер Лаке?

Па, процесори Алдер Лаке су за разлику од старијих које производи Интел. Док су старији системи користили језгра која раде на истој архитектури, процесори Алдер Лаке користе два различита језгра. Ова језгра у процесорима Алдер лаке су позната као П и Е-језгра и напајају их различите архитектуре.

Док П-језгра користе микроархитектуру Голден Цове, Е-језгра користе Грацемонт микроархитектуру. Ова разлика у архитектури спречава исправан рад планера када се одређена упутства могу покренути на једној архитектури, али не и на другој.

У случају процесора Алдер Лаке, скуп инструкција АВКС-512 је један такав пример, пошто П-језгра имају хардвер за обраду инструкција, али Е-језгра немају.

Из тог разлога, процесори Алдер Лаке не подржавају АВКС-512 скуп инструкција.

Уз то, АВКС-512 инструкције могу да раде на одређеним Алдер Лаке ЦПУ-има где их Интел није физички спојио. Да би урадили исто, корисници морају да онемогуће Е-језгра током БИОС-а.

Да ли је АВКС-512 потребан на потрошачким скуповима чипова?

АВКС-512 скуп инструкција повећава величину ЦПУ регистра како би побољшао његове перформансе. Ово повећање перформанси омогућава ЦПУ-има да брже обрађују бројеве, омогућавајући корисницима да покрећу алгоритме видео/аудио компресије при већим брзинама.

Међутим, ово повећање перформанси се може посматрати само када је инструкција дефинисана у програму оптимизована за рад на АВКС-512 скупу инструкција.

Из тог разлога, архитектуре скупа инструкција као што је АВКС-512 су погодније за радна оптерећења сервера, а скупови чипова за потрошаче могу да раде без сложених скупова инструкција као што је АВКС-512.