В мире процессоров и графических ускорителей регистрация патентов происходит так часто, что редко привлекает внимание. Однако недавняя заявка от Intel вызвала интерес, поскольку предлагает уникальный способ повысить эффективность процессоров по критерию производительность на ватт. Похоже, что гибридный подход Intel к процессорам может уступить место дизайну, основанному исключительно на E-ядрах.
В конце 2023 года Intel подала заявку в Патентное ведомство США на так называемые 'программно определяемые суперархитектурные ядра' (SDC). Хотя заявка еще рассматривается, очевидно, что компания уже давно работает над этой технологией.
Это не означает, что мы увидим SDC в следующем поколении процессоров Core Ultra. Патенты не всегда воплощаются в жизнь: реализация может оказаться слишком дорогой или зависеть от факторов, на которые Intel не может повлиять.
Идея SDC проста. В игровом ПК каждый физический ядро процессора обрабатывает команды от одного или двух потоков. SDC решает проблему неравномерной загрузки, распределяя инструкции между соседними ядрами.
Технически это создает единую виртуальную конвейерную линию, вдвое шире обычной, что увеличивает параллелизм. Это похоже на работу графических процессоров. Разница в том, что CPU-ядра могут выполнять разные части одной задачи, а не одинаковые задачи из разных потоков.
Intel отказалась от SMT для Arrow Lake, где каждое P- и E-ядро обрабатывает только один поток. E-ядра всегда работали так, но с 2002 года основные CPU-ядра Intel поддерживали SMT.
Почему Intel отказалась от SMT для Lunar и Arrow Lake? Это снижает энергопотребление, а новые E-ядра превосходят предыдущие модели. Нет необходимости в P-ядрах с двумя потоками, если E-ядра справляются, и в итоге это улучшает производительность на ватт.
Цель SDC — увеличить производительность, сохраняя эффективность. Это требует технологий, но позволяет использовать меньше ядер без ущерба для производительности.
Учитывая изменения в Arrow Lake и детали патента SDC, Intel, вероятно, стремится к процессорам с полностью E-ядрами. Они будут использоваться для большинства задач индивидуально, а при необходимости SDC объединит их для увеличения IPC (инструкций в такт).
Пока SDC могут появиться в серверных процессорах, где уже есть процессоры Intel с только E-ядрами. Если технология воплотится в жизнь, серверные процессоры станут первыми, кто ее получит.
Современные 3D-игры пока не сильно зависят от многопоточности и IPC, но это изменится. С ростом масштаба и сложности игр потребуется больше потоков, и единая архитектура процессора поможет управлять ими более эффективно.
Пока рано говорить о конце P-ядер в игровых процессорах, но концепция 'супер-ядер', улучшение E-ядер и стремление к снижению энергопотребления указывают на будущее без P- и E-ядер – только идентичные 'супер'-ядра.
Продвигаясь вперед, Intel словно возвращается к своим истокам.
Интересная статья! Кажется, Intel всерьез нацелена на изменение подхода к архитектуре процессоров. Будет интересно увидеть, как это отразится на рынке, особенно в игровых системах. Надеюсь, новые технологии действительно повысят производительность и снизят энергопотребление.