Intel AVX10, AVX10.2 und APX: Neue Instruktionen für mehr Leistung auf P- und E-Cores
In gleich vier Dokumenten enthüllt Intel die kommenden Instruktionen AVX10, AVX10.2 sowie APX. Sie werden ab Granite Rapids Einzug halten und das nicht nur in den großen P-, sondern auch in den E-Cores. Diese werden damit je nach Anwendung auf einen Schlag deutlich performanter und entwachsen so den Kinderschuhen.
Erster Ausblick auf AVX10, AVX10.2 und APX
Die vier Dokumente, die Intel in den Fußnoten des Beitrags „Introducing Intel Advanced Performance Extensions (Intel APX)“ auf dem Entwicklerportal bereithält, erstrecken sich von kurzen sieben hinauf bis zu 1.310 Seiten. Letzteres betrifft vor allem die Einführung der neuen AVX-Instruktionen, die in den letzten Jahren zu einem mächtigen Werkzeugkasten herangewachsen sind. Zum Teil wurden sie dabei auch extrem aufgebläht, AVX10 sowie AVX10.2 (mit dem vorbereitenden Zwischenschritt AVX10.1) sollen vor diesem Hintergrund auch etwas aufräumen.
Der Wechsel wird mit Granite Rapids aber nicht auf einen Schlag erfolgen, die älteren Instruktionen werden via Legacy-Support mitgenommen. Dies wiederum zielt jedoch nur auf die P-Cores, denn nur dort und ausschließlich im Xeon-Segment gibt es aktuell AVX-512. Ab AVX10.2 gibt es das neue AVX jedoch auch für E-Cores, dort jedoch komplett ohne Legacy-Support für AVX-512.
The Intel AVX-512 ISA will be frozen as of the introduction of Intel AVX10 and all CPUID feature flags will continue
to be enabled on future P-core processors for legacy support. All new subsequent vector instructions will be
enumerated only as part of Intel AVX10. Apart from a few special cases, those instructions will be supported at all
vector lengths, with 128-bit and 256-bit vector lengths being supported across all processors, and 512-bit vector
lengths additionally supported on P-core processors.
Intel
Intel AVX10 für P-Cores, AVX10.2 für P- und E-Cores
Insofern überrascht es nicht, dass das neue AVX10 auch bei Xeon starten wird. AVX10.2 dann auch für die E-Cores anzubieten, dürfte ebenfalls aus dieser Richtung kommen. Denn mit Sierra Forest hat Intel in Zukunft auch CPUs für Profis im Angebot, die ausschließlich auf E-Cores setzen. Während die erste Generation dieser E-Core-Xeon die neuen Instruktionen noch nicht erhalten wird, dürfte die zweite, Intel Clearwater Forest, sie ab 2025 aufbieten.
Am Ende werden wie üblich aber auch Consumer-Produkte davon profitieren, sind die Kerne im Kern in der Regel doch die gleichen. Welches Feature-Set am Ende welche CPU aufbieten kann, entscheidet Intel letztlich zur Not auch über die Firmware. Mit erweitertem AVX-Support dürften die auf E-Cores basierenden Prozessoren jedoch ein gutes Stück den Kinderschuhen entwachsen und damit die Atom-Ära, aus der sie stammen, langsam wirklich hinter sich lassen. Und so heißt es abschließend bei Intel:
Future development of the Intel AVX10 ISA will
continue to provide a rich, flexible, and consistent environment that optimally supports both Server and Client
products.
Intel
Intel Advanced Performance Extensions (Intel APX)
Neben den AVX-Zusatzinstruktionen will sich Intel auch um die generelle Leistung der Prozessoren kümmern. Hierfür wird es APX geben, zusätzliche Register und Kniffe sollen helfen, ohne größeren zusätzlichen Platz- oder Energiebedarf mehr Leistung aus den Kernen zu holen.
Intel® APX doubles the number of general-purpose registers (GPRs) from 16 to 32. This allows the compiler to keep more values in registers; as a result, APX-compiled code contains 10% fewer loads and more than 20% fewer stores than the same code compiled for an Intel® 64 baseline.2 Register accesses are not only faster, but they also consume significantly less dynamic power than complex load and store operations.
Intel
Die frühe Offenlegung der Dokumente durch Intel soll sicherstellen, dass die Software bereits jetzt angepasst werden kann respektive dass die Entwickler die neuen Instruktionen für die Zukunft auf dem Schirm haben. Granite Rapids wird frühestens ab Mitte/Ende 2024 die erste Unterstützung aufbieten, so richtig los wird es dann vermutlich ab dem Jahr 2025 gehen.