процессорное

[netch80]

Может, баян, но я для себя ещё не формулировал.

Общеизвестная критика Intel с позиции "этот ваш x86 полный отстой, надо было делать как в ARM/MIPS/etc., конверсия во внутренний RISC не нужна, команды разбирать слишком дорого", которой полны соответствующие форумы - обычно заканчивается тем, что оппонент или стихает, или переходит в режим "от обоснуя слышу" и на этом обсуждение заканчивается якобы победой критика.

Но я ни разу не видел возражения на это, что RISC, VLIW, etc. организации банально нерасширяемы. Да, иногда цена расширения велика - начиная от тотального OOO+Tomasulo во внутренней логике (дорогая таки штука) до префиксов на каждую операцию (в x86-64 коде, ~38% всех команд с префиксом REX, и это я не считал те, у которых он подразумевается из-за единственности сути), но она подъёмна и, главное, перспективна в плане сохранения совместимости с существующими готовыми продуктами. X86-32 пережило даже внедрение AVX:) и умирать не собирается.

Отсюда обратный вывод - что x86 живо только пока идёт бурное развитие (по закону Мура). Как только последний остановится, она потеряет преимущество и лет за 10 уйдёт в ноль; но пока рост есть - она непобедима. Закон Чёрной королевы в действии.

Но странно другое. Практически каждое архитектурное решение Intel это в лучшем случае оптимальность на один шаг вперёд, уже через два шага побочные эффекты сиюминутной выгоды становятся явными недостатками. Результат выглядит как корабль, слой ракушек на котором в несколько раз толще ширины корабля. Зачем? Я не верю, что у них так плохо с мозгами.

Comments

[oboguev.livejournal.com]

>> VAX vector и SSE -- это совершенно разные вещи.
>> SSE не покушается на крее-подобную архитектуру, поэтому утверждать, что "SSE догнал VAX Vector" -- бессмысленно.
> Вы, наверно, говорите о чём-то другом (возможно, VAX 9000?) Я говорю об вот этом, которое ничем принципиально не отличается от того же SSE

VAX Vector -- это процессор с длиной вектора 64 double и SIMD-фактором 64 с набором команд ориентированным на плавающую точку и рудиментарной поддержкой целых чисел и битовых операций (насколько помню, всего по 1 команде из последних категорий).
SSE -- это процессор с очень короткой длиной вектора (лень смотреть, но примерный SIMD-фактор 2-4, позднее при продвижении к AVX чуть больше) ориентированный первоначально по преимуществу на битовые и целочисленные операции, с первоначально третьестепенной и далее нарастающей ролью floating point.

Это совершенно разные устройства с совершенно разными назначениями:
VAX Vector -- это сопроцессор клонирующий архитектуру Cray-1/2 предназначенный для задач типа газовой динамики и т.п. решаемых алгоритмически так, как они решались на Cray-1/2 или других машинах подобной же архитектуры вроде Convex C1-C4.
SSE -- это набор команд с коротким SIMD-вектором предназначенный изначально в основном для битовых и целочисленных операций, т.е. для задач multimedia, и потом очень медленно расширявшийся в сторону большей пригодности для BLAS.

SSE совершенно не является аналогом VAX Vector.
Аналогом SSE является Alpha MVI.

Поскольку по сей день Интел не нашел рыночно оправданным попытки воспроизведения крееподобной архитектуры, то уже из одного этого опыта ясно, что отказ от инвестирования в разработку и производство крееподобного сопроцессора для Альфы было совершенно верным решением.

> Я не предлагаю включать машину времени и срочно гнать векторные расширения (не "крееподобные"!) в изделия 90-го года. Но я говорю, что сама по себе возможность лёгкого включения таких расширений без глобального перелома архитектуры и без массового заката солнца вручную оказалась важнее, чем другие полезные свойства.

В Альфе эта возможность не только существовала, но и была осуществлена в виде MVI.

>> http://en.wikipedia.org/wiki/DEC_Alpha#Motion_Video_Instructions_.28MVI.29
> Это эквивалент для 1-2 первых этапов в цепочке. Но не для неограниченного развития.

В архитектуре Альфы не существует никаких ограничений для "неограниченного развития".

>> Что, TPU или Rdb или Oracle работали неудовлетворительно?
> Есть ссылка на сравнения тех времён при примерно равной цене за решение?

Разумеется есть: тесты SPECххх, TPC и других смесей, которые совершенно несомненным образом позиционировали Альфа-системы в качестве самых высокопроизводительных микропроцессорных машин своего времени, с далеким отрывом.
До тех пор, пока этот отрыв не был преодолен увеличением глубины спекулятивного исполнения в x64, со всей стоимостью этого решения.

>> Иными словами, сегодяшний максимально-быстрый на отдельном потоке процессор с архитектурой Альфы не был бы радикально быстрее, чем максимально-быстрый процессор с архитектурой x64, но он был бы (при прочих равных обстоятельствах, как то условно-равных масштабах и накладных расходах производства) в несколько раз дешевле и в несколько раз энерго-экономичнее.
> Почти безусловно, так (с заменой "Alpha" на "почти generic RISC").

Нет, без замены: RISC-архитектура сама по себе вовсе не подразумевает устранение implied зависимостей между командами.

>> В конечом счете, архитектура x64 значимо хуже Альфы ровно в одном, но важном фукциональном отношении: массой имплицитных взаимозависимостей в наборе инструкций, каковые зависимости из набора инструкций Альфы тщательно устранены.
> Это отдельная долгая тема. Но заметим, что современная компиляция для x86 уверенно направлена на то, чтобы эти зависимости сократить до минимума, и это в основном получается.

Это получается не за счет компиляции (опыт Itanium-а показывает, что эффективная статически-предиктивная компиляция недостижима), а за счет глубокого спекулятивного исполнения, т.е. за счет увеличения по сравнению с Альфой в несколько раз площади и стоимости кристалла процессора и его энергопотребления.

[netch80.livejournal.com]

> VAX Vector -- это сопроцессор клонирующий архитектуру Cray-1/2 предназначенный для задач типа газовой динамики и т.п. решаемых алгоритмически так, как они решались на Cray-1/2 или других машинах подобной же архитектуры вроде Convex C1-C4.

Отлично. Но под что он использовался кроме этого? И аналогичные векторные процессоры конкурентов? Использование под нужды графики и аналогичные, да и просто короткие пачки сихронных однотипных операций, возникло достаточно рано и показало основное направление, а также то, что это направление может развиваться достаточно долго. Газовая динамика, 64 значения - это всё уже вторично.

> В Альфе эта возможность не только существовала, но и была осуществлена в виде MVI.

И насколько его можно было расширять? Могло оно пройти полный путь нынешнего векторного процессинга в x86? Думаю, ответ очевиден.

> В архитектуре Альфы не существует никаких ограничений для "неограниченного развития".

Это требует доказательства. Доказательство должно начинаться с того, каким именно образом неограниченное расширение предполагается в архитектуре с фиксированным размером команды. Пожалуйста, косвенные методы типа "префиксов", которые что-то заливают в спец. регистры, не предлагать.

> До тех пор, пока этот отрыв не был преодолен увеличением глубины спекулятивного исполнения в x64, со всей стоимостью этого решения.

OK, предположим (с поправкой, что x86-64 сам по себе тут ни при чём). И что плохого в этой стоимости, если она приемлема для >99% применений?

> Это получается не за счет компиляции (опыт Itanium-а показывает, что эффективная статически-предиктивная компиляция недостижима), а за счет глубокого спекулятивного исполнения, т.е. за счет увеличения по сравнению с Альфой в несколько раз площади и стоимости кристалла процессора и его энергопотребления.

То есть, в переводе на понятный язык, на десктопе и выше она перестала тянуть из-за слабой расширяемости и недостаточно "спекулятивного" исполнения, а для более embedded ниш она в разы кривее MIPS, ARM и прочих конкурентов.