На заході architecture day компанія intel представила енергоефективне процесорне ядро gracemont, призначене для використання в складі перспективних процесорів alder lake поряд з ядрами golden cove (e-ядро). Незважаючи на те, що gracemont є ідеологічним послідовником процесорів atom, intel обіцяє, що нове ядро істотно перевершує skylake по продуктивності на ват.
Як було зазначено під час доповіді, ядра gracemont розроблялися компанією з прицілом на досягнення максимальної багатопотокової продуктивності. Вони не підтримують технологію hyper-threading, але за рахунок внутрішньої простоти мають порівняно невеликий розмір і можуть додаватися в сучасні процесори кластерами по чотири штуки, які займають на кремнієвому кристалі приблизно таку ж площу, як одне продуктивне ядро golden cove.
Разом з цим intel називає gracemont своєю найбільш енергоефективною мікроархітектурою, і вказує, що ядра на її основі здатні функціонувати в дуже широкому діапазоні тактових частот. Передбачається, що в звичайному стані gracemont працюють зі зниженою напругою живлення в режимі малого споживання, але при вимогливих навантаженнях зможуть помітно наростити свою продуктивність.
Згідно з оцінками intel, однопотокова продуктивність gracemont при однаковому енергоспоживанні перевищує продуктивність skylake на 40 %. І навпаки, при однаковій продуктивності ядро gracemont виявляється на 40% економічніше ядра skylake.
Більш того, у випадку чотирипоточного навантаження чотири ядра gracemont випереджають два ядра skylake з hyper-threading приблизно на 80%, демонструючи при цьому менше споживання і тепловиділення.
Такі результати досягнуті за рахунок цілого ряду змін в мікроархітектурі. В оповіданні про ядра представники компанії виділили покращене передбачення переходів; збільшений до 64 кбайт кеш для інструкцій першого рівня (кешу мікрооперацій в gracemont при цьому немає), два незалежних блоку по три декодера для незалежних гілок коду; буфер переупорядкування інструкцій на 256 входжень і 17 простих виконавчих портів (з них 4 alu і 4 agu). Однак внутрішня організація ядра gracemont така, що на постійній основі воно не може виконувати більше 5 інструкцій за такт — темп обмежується можливостями виконавчого конвеєра з розміщення інструкцій в планувальнику. Проте, в окремих ситуаціях темп може короткочасно зростати за рахунок широкого виконавчого домену.
Обсяг розділяється кеш-пам’яті другого рівня в gracemont становить до 4 мбайт на чотирьохядерний кластер. На відміну від попередніх енергоефективних ядер intel, в gracemont також реалізована підтримка avx-розширень поряд з новими розширеннями для підтримки цілочисельних операцій ші.
Gracemont
Мікроархітектура ядер gracemont знайде застосування в клієнтських процесорах alder lake, які будуть проводитися за технологічним процесом intel 7 (раніше — 10 нм enhanced superfin) і вийдуть в четвертому кварталі 2021 року.
