Home-theater-designers
CPE v vaši napravi vsako sekundo izvede na milijone izračunov in je odgovoren za delovanje vašega računalnika. S CPE dela aritmetična procesna enota (ALU), ki je odgovorna za matematične naloge in jo poganja mikrokoda CPE.
Zdaj ta mikrokoda CPU ni statična in jo je mogoče izboljšati, in ena takih izboljšav je bil Intelov nabor navodil AVX-512. Vendar naj bi Intel ubil AVX-512 in za vedno odstranil njegovo funkcionalnost iz svojih procesorjev. Ampak zakaj? Zakaj Intel ubija AVX-512?
MAKEUSEOF VIDEO DNEVA
Kako deluje ALU?
Preden spoznate nabor navodil AVX-512, je nujno razumeti, kako deluje ALU.
Kot že ime pove, se aritmetična procesna enota uporablja za izvajanje matematičnih nalog. Te naloge vključujejo operacije, kot so seštevanje, množenje in izračuni s plavajočo vejico. Za izpolnjevanje teh nalog ALU uporablja digitalno vezje, specifično za aplikacijo, ki ga poganja signal ure CPE.
popravilo unmontable boot volume windows
Zato takt CPE določa hitrost, s katero se navodila obdelujejo v ALU. Torej, če vaš CPE deluje na taktni frekvenci 5 GHz, lahko ALU obdela 5 milijard navodil v eni sekundi. Zaradi tega se zmogljivost procesorja izboljša z večanjem takta.
Kljub temu se z večanjem takta procesorja poveča količina toplote, ki jo ustvari procesor. Zaradi tega razloga izkušeni uporabniki uporabljajo tekoči dušik pri overclockanju svojih sistemov. Na žalost to povišanje temperature pri visokih frekvencah preprečuje proizvajalcem procesorjev, da bi povečali taktno frekvenco nad določeno mejo.
Kako torej procesor nove generacije nudi boljšo zmogljivost v primerjavi s starejšimi iteracijami? No, proizvajalci procesorjev uporabljajo koncept paralelizma za povečanje zmogljivosti. To vzporednost je mogoče doseči z uporabo večjedrne arhitekture, kjer se za izboljšanje računalniške moči CPE uporablja več različnih procesorskih jeder.
Drug način za izboljšanje zmogljivosti je uporaba nabora navodil SIMD. Preprosto povedano, navodilo z enim navodilom in več podatki omogoča ALU, da izvede isto navodilo v različnih podatkovnih točkah. Ta vrsta paralelizma izboljša zmogljivost CPE-ja, AVX-512 pa je ukaz SIMD, ki se uporablja za povečanje zmogljivosti CPE-ja pri izvajanju določenih nalog.
Kako podatki dosežejo ALU?
Zdaj, ko imamo osnovno razumevanje delovanja ALU, moramo razumeti, kako podatki dosežejo ALU.
Da dosežejo ALU, se morajo podatki premikati skozi različne sisteme za shranjevanje. To potovanje podatkov temelji na pomnilniški hierarhiji računalniškega sistema. Spodaj je kratek pregled te hierarhije:
- Sekundarni pomnilnik: Sekundarni pomnilnik v računalniški napravi je sestavljen iz trajne pomnilniške naprave. Ta naprava lahko trajno shranjuje podatke, vendar ni tako hitra kot CPE. Zaradi tega CPE ne more dostopati do podatkov neposredno iz sekundarnega sistema za shranjevanje.
- Primarni pomnilnik: Primarni sistem za shranjevanje je sestavljen iz pomnilnika z naključnim dostopom (RAM). Ta sistem za shranjevanje je hitrejši od sekundarnega sistema za shranjevanje, vendar ne more trajno shranjevati podatkov. Zato se, ko odprete datoteko v sistemu, premakne s trdega diska v RAM. Kljub temu tudi RAM ni dovolj hiter za CPE.
- Predpomnilnik: Predpomnilnik je vdelan v CPE in je najhitrejši pomnilniški sistem v računalniku. Ta spominski sistem je razdeljen na tri dele, in sicer na Predpomnilnik L1, L2 in L3 . Vsi podatki, ki jih mora obdelati ALU, se premaknejo s trdega diska v RAM in nato v predpomnilnik. Kljub temu ALU ne more dostopati do podatkov neposredno iz predpomnilnika.
- Registri procesorja: Register CPE v računalniški napravi je zelo majhen in glede na arhitekturo računalnika lahko ti registri vsebujejo 32 ali 64 bitov podatkov. Ko se podatki premaknejo v te registre, lahko ALU dostopa do njih in izvede nalogo.
Kaj je AVX-512 in kako deluje?
Nabor navodil AVX 512 je druga ponovitev AVX in se je do Intelovih procesorjev prebil leta 2013. Okrajšava za Advanced Vector Extensions je nabor navodil AVX prvič predstavljen v Intelovi arhitekturi Xeon Phi (Knights Landing), kasneje pa je prišel na Intelov strežnik. procesorjev v procesorjih Skylake-X.
Poleg tega se je nabor navodil AVX-512 prebil do potrošniških sistemov z arhitekturo Cannon Lake, pozneje pa sta ga podprli arhitekturi Ice Lake in Tiger Lake.
Glavni cilj tega niza navodil je bil pospešiti naloge, ki vključujejo stiskanje podatkov, obdelavo slik in kriptografske izračune. Z dvojno računalniško močjo v primerjavi s starejšimi iteracijami nabor navodil AVX-512 nudi znatno izboljšanje zmogljivosti.
Torej, kako je Intel podvojil zmogljivost svojih procesorjev z uporabo arhitekture AVX-512?
No, kot je bilo že razloženo, lahko ALU dostopa samo do podatkov, ki so prisotni v registru CPE. Nabor navodil Advanced Vector Extensions poveča velikost teh registrov.
Zaradi tega povečanja velikosti lahko ALU obdela več podatkovnih točk v enem ukazu, kar poveča zmogljivost sistema.
Kar zadeva velikost registra, ponuja niz ukazov AVX-512 dvaintrideset 512-bitnih registrov, kar je dvakrat več v primerjavi s starejšim nizom ukazov AVX.
Zakaj Intel ukinja AVX-512?
Kot je bilo že pojasnjeno, nabor navodil AVX-512 ponuja več računalniških prednosti. Pravzaprav priljubljene knjižnice, kot je TensorFlow, uporabljajo nabor navodil za zagotavljanje hitrejših izračunov na procesorjih, ki podpirajo nabor navodil.
Torej, zakaj Intel onemogoča AVX-512 na svojih nedavnih procesorjih Alder Lake?
No, procesorji Alder Lake niso podobni starejšim, ki jih proizvaja Intel. Medtem ko so starejši sistemi uporabljali jedra, ki delujejo na isti arhitekturi, procesorji Alder Lake uporabljajo dve različni jedri. Ta jedra v procesorjih Alder lake so znana kot P in E-jedra in jih poganjajo različne arhitekture.
Medtem ko P-jedra uporabljajo mikroarhitekturo Golden Cove, uporabljajo E-jedra mikroarhitekturo Gracemont. Ta razlika v arhitekturah preprečuje, da bi razporejevalnik deloval pravilno, ko se določena navodila lahko izvajajo na eni arhitekturi, na drugi pa ne.
V primeru procesorjev Alder Lake je nabor navodil AVX-512 en tak primer, saj imajo P-jedra strojno opremo za obdelavo navodil, E-jedra pa ne.
Zaradi tega razloga procesorji Alder Lake ne podpirajo nabora navodil AVX-512.
Kljub temu se navodila AVX-512 lahko izvajajo na določenih procesorjih Alder Lake, kjer jih Intel ni fizično združil. Če želite storiti enako, morajo uporabniki med BIOS-om onemogočiti E-jedra.
Ali je AVX-512 potreben na naborih čipov za potrošnike?
Nabor navodil AVX-512 poveča velikost registra procesorja, da izboljša njegovo zmogljivost. To povečanje zmogljivosti omogoča procesorjem, da hitreje zmanjkuje številk, kar uporabnikom omogoča hitrejše izvajanje algoritmov za stiskanje videa/zvoka.
Kljub temu je to izboljšanje zmogljivosti mogoče opaziti le, če je navodilo, definirano v programu, optimizirano za izvajanje na naboru navodil AVX-512.
moja opravilna vrstica ne deluje v sistemu Windows 10
Zaradi tega razloga so arhitekture naborov navodil, kot je AVX-512, bolj primerne za delovne obremenitve strežnikov, nabori čipov potrošniškega razreda pa lahko delujejo brez kompleksnih naborov navodil, kot je AVX-512.