AMD прощается с Bulldozer и начинает подготовку к Zen

Компания Advanced Micro Devices на прошлой неделе начала публикацию обновлений для операционной системы Linux, которые включают поддержку новых инструкций микропроцессоров на базе микроархитектуры Zen. Помимо добавления поддержки новых команд, обновления для ОС оповещают, что чипы на базе Zen не будут поддерживать целый ряд инструкций, специфичных для поколения Bulldozer.
Добавление поддержки новых наборов инструкций в Linux является важным шагом на пути выведения процессоров на рынок, который подтверждает серьёзность намерений компаний. Поскольку Linux является операционной системой с открытым исходным кодом, невозможно добавить поддержку новых команд секретно. Таким образом, компании вынуждены раскрывать технические подробности о своих будущих микропроцессорах публично. Так, ранее в этом месяце компания AMD опубликовала заплатку для ОС GNU Binutils, проливающую свет на чипы поколения Zen. В ближайшие недели и месяцы стоит ждать обновления для Linux kernel, различных компиляторов и т.д.

Микропроцессор AMD

Согласно описанию обновления к GNU Binutils, архитектура AMD x86-64 третьего поколения (x86-64-arch-3) в первой итерации (znver1) будут поддерживать инструкции SMAP, RDSEED, SHA, XSAVEC, XSAVES, CLFLUSHOPT, ADCX и CLZERO. Все наборы команд, кроме последней, уже поддерживаются различными процессорами Intel, начиная с Ivy Bridge. Данные инструкции предназначены для улучшения безопасности компьютерных платформ, увеличения производительности в криптографических операциях, а также в суперкомпьютерных вычислениях.
Разумеется, список новых команд, поддерживаемых процессорами AMD Zen, далеко не полон. В ближайшие месяцы компания выпустит свежие обновления для Linux с поддержкой дополнительных инструкций. Кроме того, следует ожидать, что AMD начнёт выпускать специальные технические документы для разработчиков программного обеспечения, объясняя, как оптимизировать свои приложения для будущих центральных процессоров. Как правило, такие документы для программистов показывают особенности микроархитектуры, а также возможные конфигурации микропроцессоров на её основе. Примерные характеристики коммерческих процессоров будут раскрыты только разработчикам аппаратного обеспечения.

Микропроцессор AMD FX-8370 на базе микроархитектуры Bulldozer второго поколения

Кроме заявления о поддержке новых инструкций, AMD также отметила, что процессоры Zen не будут поддерживать команды TBM, FMA4, XOP и LWP, которые были специально разработаны для микросхем с архитектурой Bulldozer. Устранение подобных инструкций ясно указывает на то, что новая микроархитектура AMD очень далеко ушла от Bulldozer. Удаление поддержки старых наборов команд — как это случилось когда-то с AMD 3DNow! — говорит о том, что в AMD более не находят их перспективными, а потому не считают нужным тратить на них транзисторный бюджет будущих CPU.
Наборы команд FMA4 и XOP могли бы увеличить производительность в игровых, мультимедийных и суперкомпьютерных приложениях. Что касается технологии LWP (lightweight profiling), то она могла бы позволить программистам лучше задействовать многоядерные микропроцессоры. Написание приложений с LWP потенциально могло бы дать возможность программам распознавать количество доступных для них ядер, а затем самостоятельно принимать решения о распараллеливании исполнения задач в зависимости от доступности ресурсов. Использование аппаратных и программных возможностей LWP было призвано обеспечить рост производительности приложений по мере роста количества ядер в микропроцессорах. Судя по всему, технология не прижилась в среде разработчиков ПО.
Хотя мы по-прежнему мало что знаем о микроархитектуре Zen, теперь нам известно, что она будет поддерживать целый ряд современных наборов команд, которые уже поддерживаются процессорами Intel. К сожалению, AMD пришлось распрощаться с рядом перспективных инструкций, однако, возможно, высвободившийся транзисторный бюджет даст возможность повысить производительность процессоров при использовании типичных вычислительных ресурсов.