AVX-512 คืออะไรและเหตุใด Intel จึงปิดตัวลง?

CPU ในอุปกรณ์ของคุณทำการคำนวณหลายล้านครั้งต่อวินาที และมีหน้าที่รับผิดชอบในการทำงานของคอมพิวเตอร์ของคุณ การทำงานกับ CPU คือหน่วยประมวลผลเลขคณิต (ALU) ซึ่งรับผิดชอบงานทางคณิตศาสตร์และขับเคลื่อนโดยไมโครโค้ดของ CPU

ตอนนี้ไมโครโค้ดของ CPU นั้นไม่คงที่และสามารถปรับปรุงได้ และหนึ่งในการปรับปรุงดังกล่าวคือชุดคำสั่ง AVX-512 ของ Intel อย่างไรก็ตาม Intel ถูกตั้งค่าให้ฆ่า AVX-512 โดยลบฟังก์ชันการทำงานออกจากซีพียูให้ดี แต่ทำไม? เหตุใด Intel จึงปิด AVX-512

คลิปวิดีโอประจำวันนี้

ALU ทำงานอย่างไร?

ก่อนทำความรู้จักกับชุดคำสั่ง AVX-512 จำเป็นต้องทำความเข้าใจว่า ALU ทำงานอย่างไร

ตามชื่อที่แนะนำ หน่วยประมวลผลเลขคณิตใช้เพื่อทำงานทางคณิตศาสตร์ งานเหล่านี้รวมถึงการดำเนินการต่างๆ เช่น การบวก การคูณ และการคำนวณจุดลอยตัว เพื่อให้งานเหล่านี้สำเร็จ ALU ใช้วงจรดิจิทัลเฉพาะแอปพลิเคชัน ซึ่งขับเคลื่อนโดยสัญญาณนาฬิกาของ CPU

ดังนั้นความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ CPU จะกำหนดอัตราที่คำสั่งจะถูกประมวลผลใน ALU ดังนั้น หาก CPU ของคุณทำงานบนความถี่สัญญาณนาฬิกา 5GHz ALU สามารถประมวลผลคำสั่งได้ 5 พันล้านคำสั่งในหนึ่งวินาที ด้วยเหตุนี้ ประสิทธิภาพของ CPU จึงดีขึ้นเมื่อความเร็วสัญญาณนาฬิกาเพิ่มขึ้น

ที่กล่าวว่าเมื่อความเร็วสัญญาณนาฬิกาของ CPU เพิ่มขึ้น ปริมาณความร้อนที่เกิดจาก CPU จะเพิ่มขึ้น ด้วยเหตุนี้ ผู้ใช้ระดับสูงจึงใช้ไนโตรเจนเหลวในการโอเวอร์คล็อกระบบ น่าเสียดายที่การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิที่ความถี่สูงนี้ทำให้ผู้ผลิต CPU ไม่สามารถเพิ่มความถี่สัญญาณนาฬิกาเกินเกณฑ์ที่กำหนดได้

แล้วโปรเซสเซอร์รุ่นใหม่ให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าเมื่อเทียบกับการทำซ้ำที่เก่ากว่าอย่างไร ผู้ผลิตซีพียูใช้แนวคิดเรื่องความเท่าเทียมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ ความขนานนี้สามารถทำได้โดยใช้สถาปัตยกรรมแบบมัลติคอร์ซึ่งใช้แกนประมวลผลที่แตกต่างกันหลายตัวเพื่อปรับปรุงพลังการคำนวณของ CPU

อีกวิธีหนึ่งในการปรับปรุงประสิทธิภาพคือการใช้ชุดคำสั่ง SIMD พูดง่ายๆ ก็คือ คำสั่ง Single Instruction Multiple Data ช่วยให้ ALU ดำเนินการคำสั่งเดียวกันในจุดข้อมูลต่างๆ ได้ การขนานประเภทนี้ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของ CPU และ AVX-512 เป็นคำสั่ง SIMD ที่ใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพของ CPU เมื่อทำงานเฉพาะ

ข้อมูลเข้าถึง ALU ได้อย่างไร

ตอนนี้เรามีความเข้าใจพื้นฐานเกี่ยวกับวิธีการทำงานของ ALU แล้ว เราต้องเข้าใจว่าข้อมูลเข้าถึง ALU ได้อย่างไร

ในการเข้าถึง ALU ข้อมูลจะต้องย้ายผ่านระบบจัดเก็บข้อมูลต่างๆ การเดินทางข้อมูลนี้ขึ้นอยู่กับลำดับชั้นหน่วยความจำของระบบคอมพิวเตอร์ ภาพรวมโดยย่อของลำดับชั้นนี้แสดงไว้ด้านล่าง:

หน่วยความจำรอง: หน่วยความจำรองในอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ประกอบด้วยอุปกรณ์จัดเก็บข้อมูลถาวร อุปกรณ์นี้สามารถเก็บข้อมูลได้อย่างถาวร แต่ไม่เร็วเท่า CPU ด้วยเหตุนี้ CPU จึงไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรงจากระบบจัดเก็บข้อมูลสำรอง
หน่วยความจำหลัก: ระบบจัดเก็บข้อมูลหลักประกอบด้วยหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (RAM) ระบบจัดเก็บข้อมูลนี้เร็วกว่าระบบจัดเก็บข้อมูลสำรอง แต่ไม่สามารถจัดเก็บข้อมูลอย่างถาวรได้ ดังนั้น เมื่อคุณเปิดไฟล์ในระบบของคุณ ไฟล์นั้นจะย้ายจากฮาร์ดไดรฟ์ไปยังแรม ที่กล่าวว่าแม้ RAM จะไม่เร็วพอสำหรับ CPU
ข้อมูลที่ถูกเก็บไว้: หน่วยความจำแคชฝังอยู่ใน CPU และเป็นระบบหน่วยความจำที่เร็วที่สุดในคอมพิวเตอร์ ระบบหน่วยความจำนี้แบ่งออกเป็นสามส่วนคือ แคช L1, L2 และ L3 . ข้อมูลใดๆ ที่ต้องประมวลผลโดย ALU จะย้ายจากฮาร์ดไดรฟ์ไปยัง RAM จากนั้นไปที่หน่วยความจำแคช ที่กล่าวว่า ALU ไม่สามารถเข้าถึงข้อมูลได้โดยตรงจากแคช
การลงทะเบียน CPU: การลงทะเบียน CPU บนอุปกรณ์คอมพิวเตอร์มีขนาดเล็กมากและขึ้นอยู่กับสถาปัตยกรรมคอมพิวเตอร์ การลงทะเบียนเหล่านี้สามารถเก็บข้อมูลได้ 32 หรือ 64 บิต เมื่อข้อมูลย้ายไปยังรีจิสเตอร์เหล่านี้ ALU จะสามารถเข้าถึงและทำงานในมือได้

AVX-512 คืออะไรและทำงานอย่างไร?

ชุดคำสั่ง AVX 512 เป็นการทำซ้ำครั้งที่สองของ AVX และมาถึงโปรเซสเซอร์ Intel ในปี 2013 ย่อมาจาก Advanced Vector Extensions ชุดคำสั่ง AVX ได้รับการแนะนำครั้งแรกในสถาปัตยกรรม Xeon Phi (Knights Landing) ของ Intel และต่อมาได้กลายเป็นเซิร์ฟเวอร์ของ Intel โปรเซสเซอร์ในซีพียู Skylake-X

ตัวเรียกใช้ที่ดีที่สุดสำหรับ android tv box 2018

นอกจากนี้ ชุดคำสั่ง AVX-512 ได้เข้าสู่ระบบที่อิงกับผู้บริโภคด้วยสถาปัตยกรรม Cannon Lake และได้รับการสนับสนุนในภายหลังโดยสถาปัตยกรรม Ice Lake และ Tiger Lake

เป้าหมายหลักของชุดคำสั่งนี้คือเพื่อเร่งงานที่เกี่ยวข้องกับการบีบอัดข้อมูล การประมวลผลภาพ และการคำนวณด้วยการเข้ารหัส ชุดคำสั่ง AVX-512 ให้พลังในการคำนวณเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับการทำซ้ำที่เก่ากว่า ให้ประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก

ดังนั้น Intel จะเพิ่มประสิทธิภาพของ CPU เป็นสองเท่าโดยใช้สถาปัตยกรรม AVX-512 ได้อย่างไร

ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ALU สามารถเข้าถึงข้อมูลที่มีอยู่ในการลงทะเบียนของ CPU เท่านั้น ชุดคำสั่ง Advanced Vector Extensions จะเพิ่มขนาดของรีจิสเตอร์เหล่านี้

เนื่องจากขนาดที่เพิ่มขึ้นนี้ ALU จึงสามารถประมวลผลจุดข้อมูลหลายจุดในคำสั่งเดียว ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพของระบบ

ในแง่ของขนาดรีจิสเตอร์ ชุดคำสั่ง AVX-512 มีรีจิสเตอร์ 512 บิต 32 ตัว ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าเมื่อเทียบกับชุดคำสั่ง AVX รุ่นเก่า

เหตุใด Intel จึงสิ้นสุด AVX-512

ตามที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ ชุดคำสั่ง AVX-512 มีข้อดีหลายประการในการคำนวณ อันที่จริง ไลบรารียอดนิยมอย่าง TensorFlow ใช้ชุดคำสั่งเพื่อให้การคำนวณเร็วขึ้นบน CPU ที่สนับสนุนชุดคำสั่ง

เหตุใด Intel จึงปิดการใช้งาน AVX-512 บนโปรเซสเซอร์ Alder Lake ล่าสุด

วิธีลบการค้นหา google ของคุณ

โปรเซสเซอร์ Alder Lake นั้นแตกต่างจากโปรเซสเซอร์รุ่นเก่าที่ผลิตโดย Intel ในขณะที่ระบบรุ่นเก่าใช้คอร์ที่ทำงานบนสถาปัตยกรรมเดียวกัน โปรเซสเซอร์ Alder Lake ใช้คอร์ที่แตกต่างกันสองคอร์ คอร์เหล่านี้ในซีพียู Alder lake เรียกว่า P และ E-cores และขับเคลื่อนด้วยสถาปัตยกรรมที่แตกต่างกัน

ในขณะที่ P-cores ใช้ Golden Cove microarchitecture แต่ E-cores ใช้ Gracemont microarchitecture ความแตกต่างในสถาปัตยกรรมนี้ป้องกันไม่ให้ตัวจัดกำหนดการทำงานอย่างถูกต้องเมื่อคำสั่งเฉพาะสามารถทำงานบนสถาปัตยกรรมหนึ่งได้ แต่ไม่สามารถทำงานบนสถาปัตยกรรมอื่นได้

ในกรณีของโปรเซสเซอร์ Alder Lake ชุดคำสั่ง AVX-512 เป็นตัวอย่างหนึ่ง เนื่องจาก P-cores มีฮาร์ดแวร์ในการประมวลผลคำสั่ง แต่ E-cores ไม่มี

ด้วยเหตุนี้ ซีพียู Alder Lake จึงไม่รองรับชุดคำสั่ง AVX-512

ที่กล่าวว่าคำสั่ง AVX-512 สามารถทำงานบนซีพียู Alder Lake บางตัวซึ่ง Intel ไม่ได้หลอมรวมเข้าด้วยกัน ผู้ใช้ต้องปิดการใช้งาน E-cores ระหว่างไบออส

AVX-512 จำเป็นสำหรับชิปเซ็ตสำหรับผู้บริโภคหรือไม่

ชุดคำสั่ง AVX-512 จะเพิ่มขนาดของรีจิสเตอร์ของ CPU เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพ การเพิ่มประสิทธิภาพนี้ทำให้ซีพียูประมวลผลตัวเลขได้เร็วขึ้น ทำให้ผู้ใช้สามารถเรียกใช้อัลกอริธึมการบีบอัดวิดีโอ/เสียงด้วยความเร็วที่เร็วขึ้น

ที่กล่าวว่าการเพิ่มประสิทธิภาพนี้สามารถสังเกตได้เฉพาะเมื่อคำสั่งที่กำหนดไว้ในโปรแกรมได้รับการปรับให้เหมาะกับชุดคำสั่ง AVX-512

ด้วยเหตุนี้ สถาปัตยกรรมชุดคำสั่ง เช่น AVX-512 จึงเหมาะสำหรับปริมาณงานของเซิร์ฟเวอร์ และชิปเซ็ตระดับผู้บริโภคสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องใช้ชุดคำสั่งที่ซับซ้อน เช่น AVX-512