Секретные CPU E2 от Microsoft взорвут рынок процессоров

Решаемая Microsoft проблема давно известна в компьютерной индустрии: не только тактовые частоты, но и другие значения производительности коммерчески доступных процессоров практически не меняются уже в течение многих лет. Эксперты предупреждают, что приближается тот момент, когда мы испытаем на себе действие закона Мура. Это значит, что еще меньшие полупроводниковые структуры будет строить значительно труднее.

В то же время затраты на разработку растут, поэтому, например, новые процессоры не выгодны при производстве настольных компьютеров. Разработка технологии многоядерных процессоров, ведущаяся в последние два десятилетия должна прервать стагнацию. Но при этом актуальные архитектуры также упираются в рамки экономической эффективности. Одновременно с этим программные требования растут с космической скоростью: если искусственный интеллект будет вскоре внедрен в смартфоны, домашних роботов или в автономные транспортные средства, это потребует соответственно высоких вычислительных мощностей, которых пока еще нет.

Довольно неповоротливому лидеру рынка процессоров – компании Intel – уже довольно долго не удается выпустить ничего принципиально нового после x86. А вот Microsoft, по-видимому, напротив, увидела здесь шанс перевернуть рынок, создав собственную архитектуру чипов.

Новая архитектура системы команд

для многоядерных машин

Летом Microsoft рассказала о секретном EDGE-проекте небольшой группе избранных представителей Silicon Valley. Исследователи Microsoft Дуг Бюргер и Аарон Смит вместе с главным директором Qualcomm по инженерии Грегом Райтом поделились информацией о текущим состоянии и закулисье проекта: в тесном сотрудничестве Microsoft и Qualcomm E2 разрабатывается новое семейство чипов, основанное на архитектуре Super-RISC EDGE. Аббревиатура EDGE означает «Explicit Data Graph Execution», эксплицитное выполнение диаграмм данных. Под диаграммами данных Microsoft понимает структурированные коллекции объектов данных.

Именно в структурировании заключается секрет EDGE: оно позволяет по мере необходимости распараллеливать компьютерный код на аппаратном уровне и, таким образом, прервать стагнацию производительности многоядерного принципа.

В отличие от обычных CPU, E2 разбивает исполняемый код на простые инструкции, которые могут обрабатываться параллельно, независимо друг от друга. При необходимости процессор E2 может объединять свои физические ядра в логические единства, чтобы легко обрабатывать различные рабочие нагрузки. По сути, речь идет о максимизации гиперпотока Intel.

Переход на гиперпоточность

С появлением технологии Hyper-Threading Intel попыталась лучше использовать многоядерные процессоры. Каждое физическое ядро ​​центрального процессора может разбиваться на два виртуальных ядра, позволяя одновременно работать с двумя логическими потоками.

В отличие от E2, технология Intel не может изменить количество виртуальных процессоров во время выполнения задач. Hyper-Threading реализует только виртуальные ядра, в то время как E2 / EDGE виртуализирует целые процессоры, каждый из которых потенциально может включать несколько ядер. Технология Intel требует не только поддержки от операционной системы и BIOS, но также нуждается в программном обеспечении, для оптимальной производительности запрограммированном на виртуальную многопоточность.

Microsoft EDGE не требует оптимизации кода на многоядерном процессоре

Вместо этого компилятор должен автоматически определять потенциал многопоточности и использовать специальные директивы для распределения потока объектов данных на несколько ядер во время работы.

Прототипы E2 для EDGE хорошо показывают себя на практике

Первые прототипы E2 компания Microsoft выпустила как FPGA от Qualcomm и Xilinx. FPGA, или Field Programmable Gate Array, переводится как программируемая логическая интегральная схема. Это такая схема использования CPU, работа которой может быть позже изменена с помощью соответствующих команд.

Первые два прототипа Qualcomm были изготовлены с использованием современной 10-нанометровой полупроводниковой технологии и имеют кодовое обозначение R0 и R1.

Microsoft уже портировала Windows и Linux

Успех новой архитектуры E2/EDGE пока предсказать трудно. Это зависит от того, будет ли новая технология принята в сообществе разработчиков. Microsoft действует в этом плане очень продуманно. С приобретением GitHub, ведущей облачной платформы для управления версиями кода в июне 2018 года, программный гигант Redmond уже успел завоевать уважение в этих влиятельных кругах.

Если же говорить о E2, то, как говорят, было проделано много работы за закрытыми дверями, чтобы сделать новую платформу привлекательной для разработчиков. Говорят о том, что Microsoft портировала на новую архитектуру не только собственную систему, но и некоторые варианты Linux, включая встроенный дистрибутив BusyBox и FreeRTOS, ведущую операционную систему реального времени сообщества Open source.

Уже существующая коллекция инструментов для разработки E2 впечатляет. Согласно отчетам инсайдеров, в дополнение к обычным библиотекам C/C ++ и .NET-Core он должен включать отладчик ядра Windows, различные средства командной строки для Visual C ++ и компилятор Just-in-Time-Compiler для .NET, называемый RyuJIT. Насколько серьезно Microsoft подходит к делу, показывает то, что компания портировала также среду разработки LLVM с открытым исходным кодом и соответствующими библиотеками. LLVM — это основа для разработки мобильных приложений для iOS и MacOS от Apple, а также программ под PS4.

Читайте также:

• Ноутбук Lenovo Yoga 7 Pro получил новейшие процессоры Intel
• Рассекречены мощные игровые процессоры Intel Core

Фото: Microsoft, Intel, Pixabay