Intel potvrdil existenci 64bit Yamhillu
18.2.2004, Eagle , článek
Společnost Intel včera oficiálně na akci Intel Developer Forum (IDF) potvrdila existenci rozšíření instrukční sady pro současné 32 bit procesory řad Xeon a Pentium o 64 bitové výpočty. Přitom paradoxně ještě nedávno prý byla implementace podobné technologie do desktopů podle Intelu plýtvání křemíkem...
Protože jsou zatím informace velmi strohé, nezbylo mi, než že jsem se pokusil pospojovat, co vše se na Internetu objevilo. Bohužel zatím Intel neuvedl přesné údaje, zatím známé informace jsou spíše výkřikem do tmy než fakty. O co jde - Intel oficiálně na IDF demonstroval použití 64 bit instrukcí v upravených současných 32 bit procesorech založených na architektuře NetBurst (Pentium 4). Tato technologie dříve známá jako Yamhill a nedávno přejmenovaná na CT má být dostupná již v druhém čtvrtletí letošního roku v nově uváděném procesoru Xeon s kódovým označením Nocona a později v některých Pentiích 4. Čip Nocona by měl využívat jádro Prescott známé z Pentií 4 uvedených 2. února. Nová varianta současných vlajkových lodí - Xeonů s L3 cache a jádrem Potomac - však přijde na trh až v roce 2005 (samozřejmě již bude obsahovat 64 bit rozšíření).
Z prezentace HP unikl výše uvedený slide. Všimněte si, že vpravo hned pod PNI (Prescott New Instructions neboli SSE3) je zmíněno 64 bit rozšíření.
HP již plánuje nabízet Xeony s jádrem Nocona a plnou podporou 64 bitů - údajně operační systém od Microsoftu s optimalizací na 64 bit rozšíření Intelu je již v betaverzi a má být dostupný někdy v druhé polovině roku (což je přinejmenším zajímavé vzhledem k tomu, že beta pro AMD64 se neustále z neznámých důvodů odkládala).
Že se do toho Intel pořádně opřel, potvrzuje i slide firmy nVidia - ta již snad dokonce nabízí ovladače svých grafických karet optimalizované pro nová rozšíření.
Nyní stručněji k technické stránce věci. Jak jsem již popisoval v článku o Prescottu, Intel do svého nového procesoru umístil namísto jednoho páru aritmeticko-logických jednotek páry dva (+ druhou L1 datovou cache a druhé pole registrů). Protože však druhému páru jednotek chybí jednotka pro výpočet adres (AGU), bylo toto více než podezřelé. Navíc se zjistilo, že v Prescottu byly rozšířeny adresové spoje na 40 bit, což ostatně potvrdil i můj program přes CPUID instrukci (... jejíž podporu Intel evidentně přidal na poslední chvíli, protože ve zhruba půl roku starém dokumentu popisujícím SSE3 a některé nové vlastnosti byla podpora této instrukce vyloučena). Včera se o zmíněných ALU jednotkách objevila zajímavost - mají mít dva režimy, 32 bitový a 64 bitový. V prvně jmenovaném bude ALU jednotka pracovat na dvojnásobné frekvenci jádra, což je typické pro procesory architektury NetBurst včetně Prescottu, v 64 bit režimu by však měla být frekvence redukována na standardní frekvenci čipu! To má prý snížit spotřebu o 56 procent (!) a zároveň poskytnout zvýšení výkonu o 20 procent. Obávám se však, že v aplikacích, kde 64 bit operace tvoří minimum kódu, může dojít ke znatelnému poklesu výkonu z důvodu nižší frekvence. Navíc z designu Prescottu je zcela evidentní, že zdvojené ALU jsou jenom nouzovým řešením a nemohou nahradit plně 64 bitové procesory jako Itanium 2 nebo Opteron - ty žádné penalizace v podobě poklesů frekvence při počítání s 64 bit čísly nemají. Ale dále. Samozřejmě padla otázka, zda rozšíření Intelu bude kompatibilní s instrukční sadou AMD64. Ta, vyjma 64 bit instrukcí, především rozšiřuje počet virtuálních registrů, a to jak u ALU jednotek, tak u SIMD instrukcí (registry XMM). To může být pro Prescott problém, jelikož designéři čipu s tím nemuseli počítat. Generální ředitel Intelu Craig Barrett odpověděl na otázky v tom smyslu, že většina softwaru poběží na obou platformách a s kompatibilitou nebude problém. To však trochu podrývají zprávy o dvou operačních systémech vyvíjených Microsoftem - jeden pro AMD64, druhý pro Intel CT. Pokud Barrett myslel to, že jednou naprogramovaný software půjde zkompilovat pro obě platformy bez větších problémů, můžeme se již nyní těšit na obrovské problémy s kompatibilitou - například výrobci počítačových her by patrně dodávali 32 bit verzi, 64 bit verzi pro AMD64 a 64 bit verzi pro Intel CT. Na druhou stranu je třeba říct, že Intelu umožňuje využít instrukce AMD64 vzájemná výměna patentů - AMD je kdysi vyměnilo za instrukční sadu SSE2. Bylo by logickým (a pro uživatele přínosným !) krokem, když by se obě firmy na 64 bit instrukcích shodly.
Ještě jedna zajímavost se objevila na XbitLabs. Podle informací zde uvedených by měl čip Nocona mít trace cache o kapacitě 16 tisíc instrukcí, nikoliv 12 tisíc, jak je tomu u současných Pentií 4. To by mohlo znamenat, že Prescott sice implementuje již větší trace cache, ale část z ní je vypnuta, protože v ní mohou být chyby - velikost trace cache se odhaduje až na 80 - 100 kByte, což je obrovské číslo a miliony tranzistorů to již dá.
První z výše uvedených slidů navíc potvrzuje mojí informaci o tom, že jádro Prescott obsahuje technologii Enhanced SpeedStep - o tom jsem mluvil v článku zhruba před týdnem. Díky ní by měl čip Nocona provádět razanzní power management.
Update:
Podle dokumentu ze stránek Intelu (http://developer.intel.com/technology/64bitextensions/300834.htm) je zřejmé, že i Prescott má rozšířené registry - General Purpose Registers je nyní 16 a XMM registrů také. To by znamenalo kompatibilitu s AMD64.
Zatím nikdo nezkoumal, zda nové Intely podporují všechny instrukce podporované v procesorech architektury AMD64 a zda jsou plně kompatibilní, domnívám se však, že tomu tak bude. Překvapením by pak možná ani nebylo, kdyby oba operační systémy Microsoftu byly až na pár detailů v inicializaci
64bit režimu stejné!
Zdroje: The Inquirer, XbitLabs, Tecchannel
Z prezentace HP unikl výše uvedený slide. Všimněte si, že vpravo hned pod PNI (Prescott New Instructions neboli SSE3) je zmíněno 64 bit rozšíření.
HP již plánuje nabízet Xeony s jádrem Nocona a plnou podporou 64 bitů - údajně operační systém od Microsoftu s optimalizací na 64 bit rozšíření Intelu je již v betaverzi a má být dostupný někdy v druhé polovině roku (což je přinejmenším zajímavé vzhledem k tomu, že beta pro AMD64 se neustále z neznámých důvodů odkládala).
Že se do toho Intel pořádně opřel, potvrzuje i slide firmy nVidia - ta již snad dokonce nabízí ovladače svých grafických karet optimalizované pro nová rozšíření.
Nyní stručněji k technické stránce věci. Jak jsem již popisoval v článku o Prescottu, Intel do svého nového procesoru umístil namísto jednoho páru aritmeticko-logických jednotek páry dva (+ druhou L1 datovou cache a druhé pole registrů). Protože však druhému páru jednotek chybí jednotka pro výpočet adres (AGU), bylo toto více než podezřelé. Navíc se zjistilo, že v Prescottu byly rozšířeny adresové spoje na 40 bit, což ostatně potvrdil i můj program přes CPUID instrukci (... jejíž podporu Intel evidentně přidal na poslední chvíli, protože ve zhruba půl roku starém dokumentu popisujícím SSE3 a některé nové vlastnosti byla podpora této instrukce vyloučena). Včera se o zmíněných ALU jednotkách objevila zajímavost - mají mít dva režimy, 32 bitový a 64 bitový. V prvně jmenovaném bude ALU jednotka pracovat na dvojnásobné frekvenci jádra, což je typické pro procesory architektury NetBurst včetně Prescottu, v 64 bit režimu by však měla být frekvence redukována na standardní frekvenci čipu! To má prý snížit spotřebu o 56 procent (!) a zároveň poskytnout zvýšení výkonu o 20 procent. Obávám se však, že v aplikacích, kde 64 bit operace tvoří minimum kódu, může dojít ke znatelnému poklesu výkonu z důvodu nižší frekvence. Navíc z designu Prescottu je zcela evidentní, že zdvojené ALU jsou jenom nouzovým řešením a nemohou nahradit plně 64 bitové procesory jako Itanium 2 nebo Opteron - ty žádné penalizace v podobě poklesů frekvence při počítání s 64 bit čísly nemají. Ale dále. Samozřejmě padla otázka, zda rozšíření Intelu bude kompatibilní s instrukční sadou AMD64. Ta, vyjma 64 bit instrukcí, především rozšiřuje počet virtuálních registrů, a to jak u ALU jednotek, tak u SIMD instrukcí (registry XMM). To může být pro Prescott problém, jelikož designéři čipu s tím nemuseli počítat. Generální ředitel Intelu Craig Barrett odpověděl na otázky v tom smyslu, že většina softwaru poběží na obou platformách a s kompatibilitou nebude problém. To však trochu podrývají zprávy o dvou operačních systémech vyvíjených Microsoftem - jeden pro AMD64, druhý pro Intel CT. Pokud Barrett myslel to, že jednou naprogramovaný software půjde zkompilovat pro obě platformy bez větších problémů, můžeme se již nyní těšit na obrovské problémy s kompatibilitou - například výrobci počítačových her by patrně dodávali 32 bit verzi, 64 bit verzi pro AMD64 a 64 bit verzi pro Intel CT. Na druhou stranu je třeba říct, že Intelu umožňuje využít instrukce AMD64 vzájemná výměna patentů - AMD je kdysi vyměnilo za instrukční sadu SSE2. Bylo by logickým (a pro uživatele přínosným !) krokem, když by se obě firmy na 64 bit instrukcích shodly.
Ještě jedna zajímavost se objevila na XbitLabs. Podle informací zde uvedených by měl čip Nocona mít trace cache o kapacitě 16 tisíc instrukcí, nikoliv 12 tisíc, jak je tomu u současných Pentií 4. To by mohlo znamenat, že Prescott sice implementuje již větší trace cache, ale část z ní je vypnuta, protože v ní mohou být chyby - velikost trace cache se odhaduje až na 80 - 100 kByte, což je obrovské číslo a miliony tranzistorů to již dá.
První z výše uvedených slidů navíc potvrzuje mojí informaci o tom, že jádro Prescott obsahuje technologii Enhanced SpeedStep - o tom jsem mluvil v článku zhruba před týdnem. Díky ní by měl čip Nocona provádět razanzní power management.
Update:
Podle dokumentu ze stránek Intelu (http://developer.intel.com/technology/64bitextensions/300834.htm) je zřejmé, že i Prescott má rozšířené registry - General Purpose Registers je nyní 16 a XMM registrů také. To by znamenalo kompatibilitu s AMD64.
Zatím nikdo nezkoumal, zda nové Intely podporují všechny instrukce podporované v procesorech architektury AMD64 a zda jsou plně kompatibilní, domnívám se však, že tomu tak bude. Překvapením by pak možná ani nebylo, kdyby oba operační systémy Microsoftu byly až na pár detailů v inicializaci
64bit režimu stejné!
Zdroje: The Inquirer, XbitLabs, Tecchannel
