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Intels neue ISA könnte Desktop-CPUs einen Vorteil verschaffen

Intel’s kommende Generation von Arrow Lake-S Desktop CPUs könnte einen Vorteil in Bezug auf die Befehlssatz-Unterstützung gegenüber ihren mobilen Arrow Lake-H Geschwistern haben. Laut dem 50. Future ISA Guide von Intel wird die ISA (Instruction Set Architecture) von Arrow Lake zwischen Desktop- und Laptop-Plattformen unterschiedlich sein. Bei der 2. Generation von Core Ultra Laptops fehlen nämlich einige Funktionen wie AVX-VNNI-INT16 und mehr.

Der ISA Guide ist im Wesentlichen eine Aufstellung von Befehlssätzen, die entweder bereits vorhanden sind oder einer CPU-Familie von Intel hinzugefügt werden können. Intel hat bekannt gegeben, dass die Arrow Lake Desktop CPUs die Unterstützung für verschiedene Befehlssätze wie AVX-VNNI-INT16, SHA512, SM3 und SM4 sowie LBR Event Logging bieten werden. Diese Befehlssätze werden jedoch nicht in den Arrow Lake-H Mobilchips enthalten sein, die für mobile Anwendungen entwickelt wurden. Obwohl Intel keine Erklärung für diese Entscheidung abgegeben hat, könnte dies mit der Anwendbarkeit der genannten Befehlssätze und der Kernstruktur beider CPU-Familien zusammenhängen.

Quelle: Intel

Was die einzelnen Befehlssätze betrifft, so handelt es sich bei AVX-VNNI-INT16 um eine Art “Vector Neural Network Instructions”, die darauf abzielen, Aufgaben im Bereich des maschinellen Lernens und der Künstlichen Intelligenz deutlich schneller zu erledigen. Die Tatsache, dass diese in den Arrow Lake-H Mobilchips fehlen werden, würde zu einer erheblich geringeren Leistung bei KI-bezogenen Workloads im Vergleich zu den Arrow Lake-S Teilen führen. Für den durchschnittlichen Nutzer, der sich nicht für KI interessiert, hätte dies jedoch kaum Auswirkungen auf Mainstream-Anwendungen. Daher sollten sich Verbraucher, die keine KI-Anwendungen nutzen, keine Sorgen darüber machen.

Die SHA512-, SM3- und SM4-kryptografischen Befehlssätze sind ebenfalls darauf ausgerichtet, die Leistung von Algorithmen zu verbessern und die Sicherheit an Bord zu erhöhen. Durch die Hardwareunterstützung dieser Algorithmen kann der Prozessor Hash-Berechnungen und Verschlüsselungs-/Entschlüsselungsvorgänge viel schneller durchführen als softwarebasierte Implementierungen. Darüber hinaus werden alle Arrow Lake-Chips auch einige Befehlssätze enthalten, wie CMPCCXADD, AVX-IFMA, AVX-NE-CONVERT, RDMSRLIST, LASS und UIRET.

Es wird vermutet, dass die Arrow Lake-S CPUs von Intel für Zwei-Kern-Architekturen entwickelt werden, nämlich Lion Cove für P-Cores und Skymont für E-Cores. Hingegen werden Arrow Lake-H und mobile Chips eine Drei-Kern-Architektur verwenden, mit Lion Cove für P-Cores, Skymont für E-Cores und Crestmont für energieeffiziente E-Cores, die auf dem I/O-Tile verbleiben. Da Crestmont jedoch nicht den neuesten ISA unterstützt, werden die Arrow Lake-H-Chips nicht vollständig von den Vorteilen des neuesten ISA profitieren können. Dies deckt sich mit früheren Berichten, die Meteor Lake und Arrow Lake-Chips mit einer sehr ähnlichen VPU erwähnten, während Lunar Lake ein großes Update erhalten soll.

Es ist bekannt, dass Intel möglicherweise in der Zukunft eine bestimmte Produktreihe mit Befehlssätzen ausstatten wird. Deshalb ist die Unterstützung für solche Befehlssätze seitens des Unternehmens niemals endgültig. Es besteht also die Möglichkeit, dass auch Arrow Lake Mobile CPUs in Zukunft von diesen Befehlssätzen profitieren können.

Quelle: @InstLatX64

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eastcoast_pete

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1,610 Kommentare 935 Likes

Interessant! Spekulation meinerseits: einige AVX Funktionen (v.a. die breiten AVX 512) haben in der Vergangenheit die CPUs gut aufgeheizt, und zum Drosseln des Arbeittakts geführt. Wenn ein Programm aber AVX 512 einsetzen konnte, war die Geschwindigkeit allerdings trotzdem oft mehrfach schneller. Kann mir vorstellen, daß es hier nicht nur um die extra Transistoren geht, sondern auch um PL1 und PL2. Bei mobilen Geräten hat man weniger Spielraum bei der Kühlung, und Batteriefresser will man da auch vermeiden. Bei Desktop ist die Leistung natürlich vorrangig.

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gerTHW84

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Vermutlich eher unwahrscheinlich. Der Grund dürfte schlicht in den unterschiedlichen Projektteams für die Kernentwicklung liegen und Lion Cove auf Intels 20A dürfte schon ein wenig länger in der Entwicklung sein als das entsprechende Pendant auf TSMCs N3 (für den Desktop). Vermutlich wird man sich hier den späteren Einstieg zunutze gemacht haben um gleich eine leicht überarbeitete Kernarchitektur zu implementieren, bzw. hat vielleicht grundsätzlich schlicht die nächste (Klein)Iteration der Architektur zur Implementation herangezogen.
Irgendwelche nennenswerten Vor- oder Nachteile wird es da für den Markt insgesamt per se erst mal nicht geben. Dieser AllIn-AI-HyperTrain läuft gerade erst mal langsam an sowie die zugehörige SW-Adaption und Intel kann schon in seiner aktuellen MTL-Generation an vier unterschiedlichen Stellen AI-Operationen prozessieren lassen. Das wird sich auch bei den unterschiedlichen ARL-CPUs nicht ändern, nur dass hier voraussichtlich die jüngste Entwicklung noch ein paar zusätzliche kleine Anpassungen in den Vektor-Einheiten der Rechenkerne aufweisen und mit in den Markt bringen wird, die ab da und allen folgenden Kernimplementationen schlicht zum Standard werden.
Die Arch wird ja perse umfangreich umgekrempelt und modernisiert. AVX 10.1, dann 10.2 als finaler Zielumbau, 64Bit-only und Rentable Units ... da wird sich in nächster Zeit viel tun und dazu dann noch die Weiterentwicklungen im Packaging, allgemein und dann mit neueren EMIB- und Foveros-Implementationen und auf der Prozessseite GAA-Transistoren und BSPDN ...

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About the author

Igor Wallossek

Chefredakteur und Namensgeber von igor'sLAB als inhaltlichem Nachfolger von Tom's Hardware Deutschland, deren Lizenz im Juni 2019 zurückgegeben wurde, um den qualitativen Ansprüchen der Webinhalte und Herausforderungen der neuen Medien wie z.B. YouTube mit einem eigenen Kanal besser gerecht werden zu können.

Computer-Nerd seit 1983, Audio-Freak seit 1979 und seit über 50 Jahren so ziemlich offen für alles, was einen Stecker oder einen Akku hat.

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