开心棋牌

革命还是渐进 AMD“推土机”架构解读

2019-09-17 03:36 admin

  10月22日,AMD创新技术大会在京召开,AMD向业界展示了在CPU和GPU设计方面的创新成果和技术趋势。虽然AMD全球首发的Radeon HD6800系列显卡以及“融聚CPU和GPU”的APU设计足够夺人眼球,不过令笔者更加关注的还是AMD的下一代处理器架构“Bulldozer”(“推土机”),毕竟,自1999年K7架构问世以来,这将是AMD最为不同的一代处理器架构。

  或许应该用“革命”这样的形容词,因为“推土机”将是一个全新的处理器架构,基于“推土机”架□◁构的处理器,将和K7之后的所有AMD处理器都不尽相同。

  对此,AMD也有自己的官方理由:“推土机”采用的是介于传统的“多核”和同步多线程(simultaneous multithreading,简称SMT)之间▲●…△的第三种方式。我们知道,之前的AMD皓龙处理器采用的是“芯片多处理器”(chip multiprocessing, 即CMP)设计,每个独立的核心运行一个线程,比如AMD双核、四核皓龙,采用的就是CMP设计;而SMT技术是允许两个或更多的线程共享相同的核心,并发执行,比如像英特尔的Hyper-▪…□▷▷•Threading。

  CMP:CMP的方式非常直接,简单来说,CMP是通过“复制”物理核心来扩展处理器在多线程软件中的性能,这是获得最佳◁☆●•○△性能一种•●最简单和最有效的方式。但CMP的缺点是制造成本很昂▽•●◆贵,并且也要受到处理器制造工艺的限制,毕竟不能将芯片做的越来越大。并且CMP的方式对负载要求也很高,只有经过适当并行优化的负载才能充分发挥CMP的性能,很多核心的CMP常常会浪费资源,在一些应用◇=△▲中,主频更高、结构更简单的双核和四核处理器就往往可以获得更好的性能。

  SMT:SMT是一个相对廉价的技术,比如英特尔的Hyper-Threading,允许每个物理▼▲核心运行◆■两个同步线程。SMT的设计思想是充分利用每◆●△▼●个核心的资源。如果一个物理核心只有一个执行线程,那么在等待内存中的关键代码或数据的时候,线程处于停顿◇•■★▼状态,这样核心的利用率是低下的。而SMT技术允许一个物理核心运行两个或更多的线程,可以根据当前的状况动态进行切换,如果一个线程处于停顿状态等待内存,另一个线程的指△▪▲□△令则可•□▼◁★▽…◇▼以使用这个物理核心的所有执行单元,让物理核心利用的更加充分。

  为了让SMT正常工作,处理器的所有代码和存储部分需要被复制或分区。例如,一个双线程SMT处理器需要两套架构寄存器和重命名寄存器,一套给线程A,一套给线程B。另外组成指令窗口的共享指令队列要具备很大的空间,这样指令窗口才能容纳足够多的来自两个线程的指令,让执行单元可以保持在忙碌状态。最后,两个线程任何共享单元,比如处理管线不同部分的指令缓存,都不能被任一个线程独占。换句话说,SMT核心的两个线程需要和另一个紧密的共享资源,保证核心的缓存单元不会空置没有线程利用。

  SM★◇▽▼•T技术对那些不需要核心线程(threads)全负荷运行的多线程负载比较有意义,对于一个双线程SMT▪▲□◁设计◆▼来说,如果这两个线程都需要花费很长时间等待•☆■▲主内存,那么这个双线程SMT会表现的就一个CMP双核处理器,甚至更加高效——因为它比CMP双核成本要低得多。在这种理想的状况下,一个双线程SMT核心几乎可以等同于一个双核处理器,并且能耗上还要低的多。

  但SMT的效率根据负载不同会有很大差异,AMD认为在真实的应用情况中,一个双线程SMT核心仅仅等同于1.3个常规核心的效能,因为很多时候线程都在执行资源而不是等待主内存响应,换句话说,如果主内存不再是瓶颈,SMT的▪•★执行单元就过剩了,而一个SMT核心也就不再比一个单纯的核心更高效,毕竟SMT核心需要增加一些电路设计,比一个单纯的核心成本要高一些。

  10月22日,AMD创新技术大会在京☆△◆▲■召开,AMD向业界展示了在CPU和GPU设计方面的创新成果和技术趋势。虽然AMD全球首发的Radeon HD6800系列显卡以及“融聚CPU和GPU”的APU设计足够夺人眼球,不过令笔者更加关注的还是AMD的下一代处理器架构“Bulldozer”(...

开心棋牌