Процесорното ядро Golden Cove е с 42% по-бързо от Skylake

По време на събитието Architecture Day компанията Intel официално представи своето ново високопроизводително процесорно ядро за своите бъдещи чипове, под кодовото име Golden Cove (P-ядро) за което вече излезе частична информация. То ще бъде интегрирано в клиентските и сървърните процесор Alder Lake и Sapphire Rapids и ще осигури ръст на IPC (брой инструкции на такт) с 19% в сравнение с процесорните ядра от предишно поколение Sunny Cove (от Ice Lake) и Cypress Cove (от Rocket Lake).

Корпорацията съобщи, че ядрото Golden Cove е специално проектирано за постигане на висока производителност и ниски латентности при натоварвания с по-малко нишки. Ето защо при неговото създаване е обърнато специално внимание на броя едновременно изпълнявани инструкции и е повишена ефективността при работа с данните. Специалистите на Intel подчертаха, че преимуществата на Golden Cove се проявяват най-вече в приложенията със сложен код, в който има много условни преходи.

Средното преимущество в бързодействието, което осигурява Golden Cove ядрото в сравнение с ядрото Cypress Cove (процесорите Rocket Lake) при една и съща тактова честота е 19%. Но Cypress Cove е с 19% по-производително от Skylake, като по този начин новото Golden Cove е с около 42% по-производително от Skylake.

За постигането на подобни резултати в Golden Cove са направени редица архитектурни подобрения. Ядрото има шест декодера, докато при Skylake и Cypress Cove те са пет, увеличена е възможността за запис на до 4 000 записа в кеша за микрооперациите (вместо 1500 и 2250 при Skylake и Cypress Cove) плюс поддръжката на 12 порта (вместо 8 и 10 при Skylake и Cypress Cove). Освен това с 50% е увеличен размерът на буфера за преподреждане на процесорните инструкции.

Сред другите подобрения са по-високата точност на работа на модула за прогнозиране на условните преходи, намалената латентност на L1 кеша и предварителна подготовка на данните за постигането на по-добра пропускателна способност на L2 кеша. В процесорното ядро Golden Cove са интегрирани 3 гейтуея за зареждане на данните и 2 гейтуея за тяхното извеждане, докато при Skylake и Cypress Cove се използват схемите 2+1 и 2+2. Нещо повече, процесорната архитектура на Golden Cove има съществено увеличена L2 кеш памет – до 1,25 MB в клиентските чипове и до 2 MB на ядро в сървърните (преди това Intel поставяше по 256 или 512 KB). Капацитетът на кеш паметта от първо ниво си е останал същият – 48 KB.

Важно нововъведение в Golden Cove е новият комплект процесорни инструкции Intel Advanced Matrix Extensions (AMX), с които се извършва хардуерно ускорение на тензорните изчисления, които се използват в машинното обучение. Това са на практика разнообразни операции с матрици. В сравнение с AVX-512 инструкциите, AMX ускоряват работата на алгоритмите с елементи на изкуствен интелект цели 7-8 пъти. Тези инструкции ще бъдат достъпни само в новите сървърни процесори на Intel.

Ядрата Golden Cove ще се използват в процесорите Alder Lake, които трябва да излязат през четвъртото тримесечие на тази година.