Detalii despre microarhitectura Intel Sunny Cove

Ca parte a generatiei “Ice Lake” a Intel Xeon, ne asteptam ca Intel sa adopte o noua generatie de microarhitectura numita arhitectura Intel Sunny Cove. Intel Sunny Cove va aparea probabil pentru desktopuri pe parcursul anului 2019. Cu aceasta microarhitectura, Intel va face una dintre cele mai mari schimbari din ultimele generatii  legate de nucleele produse de ei , ceea ce va genera o performanta sporita cu mai mult de 5 % a generatiei noi vs cea veche.

O recapitulare rapida in ceea ce priveste traseul si strategia Intel Core CPU

O informatie importanta este ca Sunny Cove este arhitectura ce urmeaza a fi gasita in echipamente in anul 2019. Sunny Cove va fi urmat de Willow Cove si Golden Cove. In ceea ce priveste obiectivele fiecaruia, Intel urmareste cresterea performantei in scopuri generale (de exemplu, pentru codul neoptimizat si single-threaded), precum si cresterea performantei in scopuri speciale pentru lucruri precum inferencing-ul AI. Sunny Cove va avea ambele tipuri de imbunatatiri, impreuna cu unele imbunatatiri de securitate. Aceasta va fi cea mai mare actualizare a microarhitecturii de ani de zile pentru Intel.

Importanta microarhitecturii este in crestere. Intel a facut structurile pentru statiile de rezervare mai mari,marindu-le la patru in loc de doua. Porturile au trecut ca si numar de la opt la zece. Cache-urile L1 de pe procesoarele Intel sunt cu 50% mai mari. Aceasta este prima crestere de cand 32KB a devenit standard cu peste un deceniu in urma. Exista o memorie micro op cache mai mare si un TLB de nivel 2 mai mare. Cache-ul L2 este asteptat sa creasca. Am aflat ca cache-ul L2, ca si la serverele de astazi si desktopuri, va varia in functie de segmentul procesorului.

Intel Sunny Cover va merge cu alocarea de la 4 pana la 5, in timp ce  va creste  si numarul de porturi de executie de la 8 la 10. Unul dintre aceste porturi suplimentare este dedicat stocarii datelor (P9) pentru a beneficia de cache-urile mai mari, cealalt pentru memory access (P2, P8, P3, P7.) Dincolo de aceasta, se adauga capabilitati suplimentare cum ar fi un alt shuffle SIMD (acum doua) si unitati LEA (acum patru.) LEA este adesea folosit pentru calculul adreselor si pentru scopuri generale matematice. Exista, de asemenea, buffer-uri mai mari in plan si o serie de imbunatatiri legate  de latenta in microarhitectura.

Daca ne gandim un pic, acesta va fi un impact mare al IPC, si nu o crestere de 3-5%, asa cum am vazut recent. O crestere importanta a puterii de calcul este importanta deoarece are un impact direct asupra codului chiar neoptimizat. Acesta este ceea ce Intel numeste Performanta Generala in strategia sa actuala legata de core-uri.

In ce priveste calculul specializat, Intel Sunny Cove va introduce o serie de imbunatatiri care vizeaza domenii si functionalitati specifice. Criptografia va fi un semn distinctiv al strategiei de securitate a Intel, astfel incat aceasta va avea un impuls major.

Comprimarea este si ea importanta, deoarece datele sunt actualmente comprimate  prin pipeline-uri, pentru a maximiza stocarea unor block-uri mari de date care genereaza costuri. Pentru aceasta, Intel adauga si instructiuni specializate. Intel a prezentat o demonstratie cu 7-zip  si a  aratat o crestere a performantei de compresie de 75% utilizand unele dintre noile caracteristici Sunny Cove.

Alte capabilitati majore sunt legate de memorie si de securitate. Aici vedem spatiul Linear Adress care se mareste de la 48 la 57 de biti, iar spatiul Physical Adress pana la 52 de biti. Acest lucru va avea un impact major, deoarece spatiul de memorie se va mari de la 64TB la 4PB. In timp ce este putin probabil sa vedem 4PB intr-un singur sistem in curand, daca tehnologia de interconectare se imbunatateste, alaturi de DIMM-urile consacrate, nu va fi prea greu ca 64TB sa devina prea putin in viitorul apropiat.

Impreuna cu aceste adaugiri apar si imbunatatiri de securitate. Multi-Key Total Memory Encryption va fi vazut ca foarte interesant pentru host-urile de virtualizare si furnizorii de cloud. Aceasta va permite criptarea memoriei folosind diferite chei pentru fiecare utilizator. Acest lucru va insemna ca VM1 sa utilizeze cheile de criptare ale User-ului 1 in timp ce VM2 poate folosi cheile User-ului 2. AMD a promovat criptarea memoriei securizate. Daca si Intel va urmari acest traseu,inseamna ca providerii de cloud sunt probabil interesati de acest concept.

Concluzie

Luind in considerare faptul ca ca multi dintre cititorii acestui articol au un interes redus fata de microarhitectura si pur si simplu vor sa stie ce inseamna acest lucru pentru cumpararea de servere, impactul acestor modificari este simplu. Imbunatatirile generale de performanta vor fi mult mai mari de 3-5% ,comparand o generatie cu alta. Dupa aparitia generatiei Lake nu vom mai putea pur si simplu sa luam doua procesoare de generatii succesive la aceleasi viteze , sa multiplicam performanta generatiei anterioare cu aproximativ 4% si sa obtinem un rezultat foarte aproapiat de performanta generatiei urmatoare. Vom vedea cresteri de performanta in procente cu doua cifre doar de la core-urile imbunatatite. Dincolo de aceasta, Intel lanseaza o serie de optimizari pentru aplicatii si domenii in care software-ul poate fi optimizat pentru a beneficia de performante si mai mari.