AMD разрабатывает совершенно новый процессор

После того, как AMD завершила свою крупнейшую сделку в прошлом году — покупку Xilinx за 35 миллиардов долларов, первые шаги производителя в результате этого приобретения не заставили себя ждать. AMD подала заявку на патент на процессор со встроенной ПЛИС (программируемая логическая матрица) — область, в которой Xilinx является одним из лидеров.

Конкурент Intel уже имеет в своем портфеле Xeon Gold 6138P, который содержит классический процессор и FPGA, но это два отдельных кристалла в одном корпусе, что влияет на производительность и задержку, поскольку сложные операции, выполняемые в FPGA, должны быть получены из ЦП обрабатывает данные в ПЛИС, а затем результаты возвращаются в ЦП. Пока идея AMD заключается в полной интеграции FPGA в процессор на уровне ядра.

В заявке на патент описывается ряд интересных функций, которые компания могла бы реализовать в своем продукте. Например, процессор может включать в себя один или несколько перепрограммируемых исполнительных модулей (PEU), то есть он позволяет масштабировать производительность. Блок декодирования и диспетчер ЦП автоматически отправляют специализированные инструкции соответствующим PEU.

PEU может также ускорить рабочие нагрузки типа Int (целочисленные операции) или FP (операции с плавающей запятой), если это необходимо. Кроме того, PEU можно виртуализировать, сохранив при этом функции безопасности системы. Кроме того, блоки PEU можно перепрограммировать на лету, не выключая систему.

AMD собирается создать процессор, который будет обновляться на аппаратном уровне. Например, со временем к нему может быть добавлена ​​поддержка новых инструкций. Поскольку FPGA — это программируемая аппаратная логика, простое обновление прошивки позволит процессору перенастроить свой массив FPGA для обработки новых, экзотических инструкций, как только они будут выпущены.

Еще один аргумент в пользу интеграции FPGA заключается в том, что таким образом некоторые части кремния с фиксированными функциями, которые используются в современных процессорах для поддержки старых инструкций x86, могут быть исключены из матрицы FPGA, поэтому встроенная аппаратное ускорение, когда требуются эти инструкции.

Такой подход позволил бы AMD отключить процессор «темного кремния», доступный в настоящее время — по сути, это узкоспециализированные блоки аппаратного ускорения, которые неактивны и занимают место в матрице, только когда они не используются.

В результате получится процессор с меньшим объемом матрицы для узкоспециализированных операций и большим объемом для других ресурсов (например, большего количества ядер) и со встроенными элементами FPGA, которые можно будет реконфигурировать на лету по мере необходимости.

А если не требуются экзотические операции AI, например, элементы FPGA можно просто перенастроить для улучшения вычислений CPU Int и FP, увеличивая доступные ресурсы.

Безусловно, патентная заявка AMD интересна. Однако в конечном итоге такое решение вряд ли необходимо для потребительского рынка, поэтому с интеграцией FPGA компания, скорее всего, нацелится на рынок специализированных процессоров.