Intel

Сравнение «на минималках» в оче­ред­ной раз да­ло по­вод счи­тать, что у ин­дус­т­рии па­мя­ти нет ра­зум­ных аль­тер­на­тив ре­ше­ни­ям, ми­ни­ми­зи­ру­ющим ши­ри­ну ши­ны и мак­си­ми­зи­ру­ю­щим час­то­ту пе­ре­да­чи, од­ним из пи­о­не­ров ко­то­рых была и остается Ram­bus. Мы по­счи­та­ли, что спус­тя 20 лет мож­но не­пред­взя­то оце­нить зна­чи­мость RDRAM, тес­ти­руя на рав­ных луч­шие из мо­ду­лей RIMM и, ес­ли не то­по­вые, то впол­не до­стой­ные DIMM-мо­ду­ли PC-2100.

В силу ограничений системной логики Intel Morgan Hill i865GV, срав­ни­тель­ное ис­сле­до­ва­ние ла­тен­т­но­с­ти мо­ду­лей па­мя­ти DDR и глав­но­го в ту по­ру кон­ку­рен­та — RDRAM, ока­за­лось все­го лишь ус­лов­ным ин­ди­ка­то­ром про­из­во­ди­тель­но­с­ти со­пер­ни­ча­ю­щих тех­но­ло­гий. В про­ве­ден­ном экс­пе­ри­мен­те, DDR ра­бо­та­ет на эф­фек­тив­ной час­то­те пе­ре­да­чи дан­ных 266 МГц. Умно­жив эту ве­ли­чи­ну на ко­ли­че­ст­во байт в од­ном ка­на­ле DDR (8) и ко­ли­че­ст­во ка­на­лов (2), по­лу­чим те­о­ре­ти­че­ский ли­мит про­пуск­ной спо­соб­но­с­ти для ши­ны опе­ра­тив­ной па­мя­ти — око­ло 4.2 GBPS.

История с гибридным сценарием на­ча­лась не се­го­дня: в ее ос­но­ве ле­жит пред­ло­жен­ная ARM ар­хи­тек­ту­ра big.LITTLE. Од­ним из из­вест­ных ва­ри­ан­тов ре­а­ли­за­ции та­кой идеи стал сим­би­оз мощ­ных, но «про­жор­ли­вых» и быст­рых, но «эко­ном­ных» ядер, фор­ми­ру­ю­щих про­филь платформы Apple M1. По­хо­жую тра­ек­то­рию из­бра­ла для се­бя и ком­па­ния Intel, про­дви­гая се­мей­ст­во про­цес­со­ров 12-го по­ко­ле­ния под ко­до­вым на­зва­ни­ем Alder Lake. Ку­да вы­ве­ла кри­вая, раз­би­ра­ем­ся, ли­с­тая экс­перт­ные мне­ния и пе­рво­ис­точ­ни­ки.

Это может выглядеть не­мно­го стран­ным, но мы все же решили в рамках не­боль­шо­го рет­ро-экс­пе­ри­мен­та раз­об­рать­ся в осо­бен­но­с­тях эво­лю­ции та­ких древ­них про­цес­со­ров, как Pen­ti­um 4. Мик­ро­ар­хи­тек­ту­ры трех ранних поколений этого CPU об­ла­да­ют од­ним свой­ст­вом, ко­то­рое мо­жет по­ка­зать­ся вто­ро­сте­пен­ным, но кар­ди­наль­но вли­я­ет на про­из­во­ди­тель­ность опе­ра­тив­ной па­мя­ти. Речь по­йдет о спо­соб­но­сти этих про­цес­со­ров Intel про­дол­жать опе­ре­жа­ю­щую вы­бор­ку дан­ных (дру­ги­ми сло­ва­ми — спе­ку­ля­тив­ную за­груз­ку) в за­ви­си­мо­с­ти от кон­тек­ста од­но­го из «та­ин­ст­вен­ных» ме­ха­низ­мов кэ­ши­ро­ва­ния.

Виртуальная память, ос­но­ван­ная на транс­ля­ции ли­нейно­го ад­ре­са в фи­зи­ческий, а так­же при­ме­не­ние TLB для ус­ко­ре­ния про­цес­са за­мет­но вли­я­ет на про­из­во­ди­тель­ность вы­чис­ли­тель­ных плат­форм. Со­пут­ст­ву­ю­щая за­да­ча — обес­пе­че­ние син­хро­ни­за­ции со­дер­жи­мо­го TLB меж­ду ло­ги­че­ски­ми CPU. Ины­ми сло­ва­ми, все вы­пол­ня­е­мые по­то­ки, от­но­ся­щи­е­ся к за­дан­но­му про­цес­су, дол­ж­ны оди­на­ко­вым об­ра­зом «ви­деть» его ад­рес­ное про­ст­ран­ст­во. Ак­се­ле­ра­цию этой за­да­чи при­зва­на обес­пе­чить тех­но­ло­гия Re­mote Ac­tion Re­quest bas­ed TLB shoot­downs. Не при­ни­мая во вни­ма­ние ус­то­яв­шу­ю­ся аб­бре­ви­а­ту­ру, ее на­зва­ние со­кра­ща­ют до RAR.

Когда уже продавать ничего не нуж­но и страс­ти улег­лись, мож­но спо­кой­но вер­нуть­ся к про­цес­со­рам и сис­тем­ной ло­ги­ке про­шлых лет с тем, что­бы ре­аль­но оце­нить их быст­ро­дей­ст­вие. Се­го­дня вы­бор плат­форм для это­го не­ве­лик: не все пла­ты под­дер­жи­ва­ют объ­ем па­мя­ти, до­ста­точ­ный для стар­та и ком­форт­ной ра­бо­ты од­ной из со­вре­мен­ных вер­сий Mic­ro­soft Win­dows.

Создавая тестовую среду для оцен­ки про­из­во­ди­тель­но­с­ти ОЗУ, не­об­хо­ди­мо учи­ты­вать вза­и­мо­вли­я­ние спо­со­бов ад­ре­са­ции вир­ту­аль­ной па­мя­ти, фак­то­ра TLB и тех спе­ку­ля­тив­ных ме­то­дов («на­ме­ков»), ко­то­рые в ар­хи­тек­ту­ре кон­крет­но­го про­цес­со­ра мо­гут оп­ре­де­лять та­кие кар­ди­наль­ные па­ра­мет­ры плат­фор­мы, как ла­тент­ность до­сту­па и про­пуск­ная спо­соб­ность опе­ра­тив­ной па­мя­ти.