HW novinky: unikátní FPU v procesorech AMD Bulldozer (diskuse)

[Jan Kundrát (jkt)]

Nu, zrovna jsem si precetl na LWN, ze napr. memmove() z glibc pouziva SSE instrukce, ktere patri do floating point rodiny. Je tedy otazka, jak moc je FPU skutence vyuzivana.

[Michal Kubeček]

V dnešních linuxových systémech obvykle na glibc implementaci ani nedojde, protože funkce tohoto typu implementuje přímo gcc, přičemž konkrétní implementace závisí na tom, pro jakou rodinu procesorů se optimalizuje. Takže se dá očekávat, že při optimalizaci pro Bulldozer se přednostně použijí vektorové funkce zmiňované v článku. Problém ale samozřejmě může nastat u distribučních binárek, protože ty budou přeloženy pro nějakou základní x86_64, aby běžely všude.

[Acci]

Řekl bych, že minimálně celočíselné SSE instrukce FPU vůbec nepoužívají.

[Mandarinka]

Zdálo by se, avšak u AMD veškeré SIMD jede přes FPU jednotky - je tomu tak v k7 a následovnících, jakž i v Bulldozeru (ať už pracují s pohyblivou čárkou nebo ne). Mnohem spíš by se mělo mluvit o vektorové jednotce nebo tak něco.

[Mandarinka]

Pár poznámek k tomu, co je v článku.

Komprese videa sice používá SIMD, ale pouze celočíselné. A co jsem slyšel, tak AVX bude pouze pro práci s plovoucí čárkou (takže blééé... Intel však do SB zabudoval speciální jednotku na kódování videa, a možná, že se bude dát použít v x264 - jestli to právně/korporátně a technicky vyjde).

(A ano, SIMD kód v x264 půjde přes tu sdílenou fpu, takže by to mělo brzdit - podle vávojářů stráví x264 v SIMD 40-60% času).

[Peter Fodrek]

odporucam si precitat http://www.pgroup.com/lit/presentations/pgisc06.pdf http://www.hpcwire.com/hpc/1096734.html

Bulldozer je uplne nove jadro navrhnute Witekom AMD Acquisition of Alchemy Semiconductor Expands Market Focus

SUNNYVALE, CA -- 2/6/2002

Witek was the co-architect of the Alpha processor and the architect of the StrongARM processor while at Digital Equipment Corporation. Hoeppner was the implementation lead for the Alpha processor and the site and engineering director for the Austin, Texas, design center for Digital Equipment Corporation. Both Witek and Hoeppner will join AMD, reporting directly to Edwards. http://www.amd.com/us/press-releases/Pages/Press_Release_14491.aspx

REDMOND, WASH. -- 12/21/2006 -- AMD (NYSE: AMD) today announced the formation of a new Advanced Architecture and Technology Lab led by Rich Witek, AMD corporate fellow and

chief architectural officer.

The new lab will focus on technology and platform development beyond the five-year time horizon, further extending AMD’s strong tradition of advanced silicon planning. http://www.amd.com/us/press-releases/Pages/Press_Release_115133.aspx

SUNNYVALE, CA -- 9/23/2002 -- AMD (NYSE: AMD) recently named Rich Witek corporate fellow, the highest position in the company’s Member of Technical Staff (MTS) program. He is the first AMD employee to hold this position.

Witek has 25 years of hardware and software experience. He joined AMD when AMD acquired Alchemy Semiconductor in February 2002. Before co-founding Alchemy Semiconductor in 1999, Witek worked at Digital Equipment Corporation, where he was lead architect of the successful StrongARM processors and the first two Alpha™ processors, as well as co-architect of the Alpha architecture. Developed in 1992, the RISC-based Alpha was the industry’s first 64-bit single-chip microprocessor.

Witek has also done architecture work on ARM and PowerPC processors. He holds 22 patents in the areas of CPU, cache and system design, and is co-author of “Alpha Architecture Reference Manual” and numerous technical papers. http://www.amd.com/us/press-releases/Pages/Press_Release_43200.aspx

Uz vtedy som tvrdil, ze AMD pripravuje nieco so spotrebou StrongArmu a vykonom Alpha-y

hlavne Witek nie je ziadny zaciatocnik (a ani terajsi prezident AMD Dirk Meyer nim nie je )

Who are the Computer Architects?

PRISM (Parallel Reduced Instruction Set Machine), 1989 - Dave Cutler, Dileep Bhandarkar, Rich Witek, Dave Orbits, and Wayne Cardoza HR-32, started in 1984 - Rich Witek and Dave Dobberpuhl microPRISM - Rich Witek (lead microarchitect)

Alpha - Dick Sites and Rich Witek Dick Sites and Dirk Meyer, Alpha architecture video, April 1992 21064 (EV4), 1992 - Rich Witek (lead)

StrongARM

* StrongARM 110, 1996 - Rich Witek (lead), Greg Hoepnner, Ray Stephany, Jim Montanaro, + o Sribalan Santhanam, StrongArm 110: A 160MHz 32b 0.5W CMOS ARM Processor (Hot Chips 8 slides) * StrongARM 1100, 1997 - Rich Witek (lead microarchitect), Ray Stephany (implementation)

V podstate z Meyera este stale AMD zije

* AMD Athlon (K7), 1999 - Dirk Meyer (Dir. Engr.), Fred Weber, ...

* x86-64 architecture - Kevin McGrath and Dave Christie o Kevin McGrath, x86-64 architecture (video), September 2000

* AMD Opteron (K8), 2003 - Jim Keller and then Fred Weber o Jim Keller left and the initial K8 design was canceled o Fred Weber led the project to revise the K7 into a 64-bit core

skoda,ze to AMD s Kellerom nevyuslo pri K8

# 21164 (EV5), 1995 - John Edmondson (lead during design), Pete Bannon, and Jim Keller (lead during advanced development)

32-bit computer family, VAX - William Strecker 8800/8700/8500, 1986

* pipelined the microinstructions * I-box and E-box - Jim Keller, project leader

[Mandarinka]

Ah...

V případě, že se tím nesouhlasilo s mým komentářem(?)... to, že (celočíselné i plovoucí) SIMD instrukce (mmx, sse, avx) pojedou skrz sdílenou fpu je i v zveřejněných schématech Bulldozeru.

[Peter Fodrek]

tie schemy nemam k dispozicii.

To je divne, ze aj Bulldozer je stale len

Alpha AXP 21164PC model PCA57

z roku 1997 na steroidoch. To by bol rekord v IT.

[bubak]

mozna prijde den, kdy FPU v CPU nebude vubec a bude jen v GPU. treba vcera jsem float, double vubec nepotreboval

[Sten]

CPU, GPU i FPU se už dnes přesouvají všichni do jednoho čipu.

[fred]

hm takze v ramci nesmyslnych uspor se procesor voskube. bude sice rychlejsi a drazsi, ale zato se bude petkrat tolik cekat. no hlavneze pakaz bude na emaily pouzivat osmijadra

[Jan Grmela]

To mi připomíná situaci v počítačových učebnách PEF MENDELU -- na Word, Pascal, PSPad a občas nějaký ten Rational Rose se používají stanice HP s Core 2 Quad Q9400 2.66 GHz, 8G DDR2-ECC RAM a ATI FirePro V3700 256MB + (aby byly pěkné barvy buňek v Excelu) 24" HP LP 2475w.

Zbývá si položit otázku "Proč se proboha za státní (= naše) peníze tak neuvěřitelně plýtvá?"

[honza]

Patrně zbyly na konci roku peníze. Pokud je neutratíte, tak nejenom, že vám je vezmou, ale i příští rok dostanete o patřičnou částku nižší rozpočet.

Tak to často funguje.

[tomboytom-deviant]

A najdou se lidi, kterým to připadá v pořádku! :(

[Jan Grmela]

To chápu. Problém je v tom, že místo toho, aby se investovalo do něčeho rozumného, tak se vyhazují prachy za hovadiny, které nikdo nepotřebuje. Pak je to utrácení jen pro utrácení.

Příklad správého využití: Namotovat do každé přednáškové místnosti IP kamery s mikrofony a vše streamovat na školní web. Finanční náročnost nijak šílená, implementace tak na týden pro zkušeného vývojáře a užitek pro studenty nezměrný. Místo toho se škola vymlouvá "že by se o tom musel někdo starat a popisovat záznamy, nahrávat je" a podobně. Nesmysl. Copak je problém na základně znalosti rozvrhu v místnosti (což je jen nějaký SQL dotaz do univerzitního Oracle) automaticky generovat videa se správným popiskem "Učebna: Přenášející -- Předmět (datum, čas)" s upozorněním, že informace pocházejí z rozvrhů a nemusí být vždy přesné?

A i kdyby nebyl žádný archiv a bylo jen to streamování -- dost bych to osobně ocenil. Jezdit do školy na jednu přednášku uprostřed dne je minimálně hodina ztraceného času okolo té doby. Takhle bych si k obědu pustil výklad třeba i přednášky, kam normálně nechodím protože mě ten předmět až tolik nezajímá a třeba bych se i něco naučil.

[Jirka]

Namotovat do každé přednáškové místnosti IP kamery s mikrofony a vše streamovat na školní web.

Na FIT VUT je to už roky. Zaměstnanec školy musí záznam nastříhat, opatřit titulky a dát překódovat do něčeho menšího k archivaci. Takže nějaká práce s tím je. Vyučování je od 7:00 do 21:00, pět dní v týdnu a je 7 přednáškových místností. Samozřejmě ne ve všech je přednáška, ale práce s tím je.

Kromě toho je to opruz. Já se nedonutím roztřídit ani své vlastní fotografie a dokážu si představit, že kdybych to měl dělat na škole já, tak záznamy nebudou k dispozici nikdy.

Zpět k streamu/záznamům: postupem času je stav takový, že přednášející streamy a často i záznamy zakazují, protože jim na přednášky nikdo nechodí (ale jen málokdy se tím situace zlepší :-P) a tímto si chtějí zajistit účast. Záznamy pak zakazují především ti, kteří zároveň přednáší ty nejsložitější a nejnáročnější předměty na škole, zřejmě aby studentům usnadnili sutdium.

[Jan Grmela]

No sice chápu, že ruční zpracování zajistí lepší kvalitu ale zase si myslím, že automatizované řešení by v dnešní době nebyl nejmenší problém. Opruz to totiž vskutku je.

S tím zakazováním bych to vyřešil jednoduše: v aplikaci by bylo vidět, kolik uživatelů (optimálně kdo konkrétně) stream sleduje. Něco jako škola v Demoliton manovi Tím by kantor získal pocit, že ho někdo poslouchá. Dokážu si představit i nějaký chat, kam by studenti mohli posílat své dotazy k probíranému tématu.

Obávám se však, že by se tím přišlo na zcela evidentní věc: osobní účast studentů ve škole je u většiny předmětů naprosto zbytečná. V dnešní době by v podstatě stačil nějaký videoserver s bandou videí a videotutoriálů k probíraným tématům + nějaká doprovodná skripta či opory. Student by pak přišel jen na zkoušku. Takové telestudium (ze slova teleworking ) Náklady minimální, spokojenost studentů velká. Jen tam trochu chybí ten sociální rozměr školy, což pro mě je dost velkou motivací k návštěvě onoho ústavu.

[Michal Kubeček]

Nedá mi to a musím se zeptat: vy jste nikdy nestál "na druhé straně", že?

[Jan Grmela]

Měl jsem tu možnost si to na rok vyzkoušet. A právě z okolo uvedených důvodů bych ve školství opravdu pracovat nechtěl.

[Michal Kubeček]

Tak to mne překvapuje. Nečekal bych, že člověk, který má s přednášením osobní zkušenosti, bude tvrdit takové věci jako např. že přednášku dokáže adekvátně nahradit přednahraný videotutoriál.

[Jan Grmela]

Špatně jsem moji odpověď formuloval, tou druhou stranu jsem myslel jen kancelářskou práci v rámci jednoho ústavu, nikoli výuku samotnou.

Je třeba posuzovat tyto možnosti předmět od předmětu -- třeba u základů práva mi přednáška k ničemu není když se stejně musím naučit knížku, co k předmětu náleží, v podstatě nazpaměť nebo do úrovně velmi blízké tomuto stavu. Jiné to bude u diskusních předmětů typu sociální komunikace, kde každý rád přihodí nějakou svou informaci.

Ale možná mám jen zkreslený pohled protože na přednášky převážně nechodím a tak nemusím vědět, co by mi potenciálně mohly přinést

[petr_p]

Ale takhle jednoduše to přeci nejde. Na studii proveditelnosti e-learningu musíte nejprve vypsat výzkumný záměr, získat grant a za dva a půl roku musíte vydat 400stránkovou zprávu s 50stránkovým závěrem a 20stránkovým výtahem závěru, který bude naprosto nesrozumitelný a nikomu nic neřekne.

[Jirka]

Ty streamy zase nejsou žádné terno. Nudná přednáška bude nudná i přes stream. Záznamy jsou fajn v tom, že si můžu pustit problematickou pasáž znova. Celý problém je v očích přednášejících je prý v tom, že jsou tací, kteří si video zrychlí na 120-140% (znám přednášejícícho, kde by nebyl problém i 180%) a projedou záznamy za celý semestr dva dny před zkouškou.

[Jendа]

Celý problém je v očích přednášejících je prý v tom, že jsou tací, kteří si video zrychlí na 120-140% (znám přednášejícícho, kde by nebyl problém i 180%) a projedou záznamy za celý semestr dva dny před zkouškou.

Já u některých při 1,0 neudržím pozornost… Ale je pravda, že se jedná o přednášky, které jsou jaksi nad rámec SŠ a nehrozí mi z nich tedy zkoušení. Pro získání většiny informací je to v pohodě a detaily bych si stejně nepamatoval.

[tomboytom-deviant]

Cizí peníze nemrzí. Zatím nikdo nepřišel nato, jak pohlídat správnost vynaložených prostředků při přerozdělování, takže jako jediné funkční řešení je snížit přerozdělování. Ale takový krok prý postrádá sociální cítění, takže nynější stav se dá nazvat "sociálním rozkrádáním" ...

[Ondrej 'SanTiago' Zajicek]

No, to trochu michas dohromady skutecne prerozdelovani (socialni transfery jako duchody, podpora v nezamestnanosti, pridavky na deti a pod.) a vlastni naklady statni spravy (a jinych verejnych instituci). Zatimco v druhem pripade se ma smysl ptat na efektivitu vynalozenych prostredku (zda zamestnanci placeni z verejnych penez nakupuji smysluplne vybaveni), u socialnich transferu ta otazka dost pozbyva smysl - prijemce socialniho transferu alokuje tyto sve penize uplne stejne 'efektivne' jako zamestnanec sve penize ze mzdy.

[kralyk z abclinuxu]

Jo jasně, zatímco platit za něco, co v CPU v 99% případů nevyužiješ má opravdu smysl, že...

[fred]

mluv za sebe

[kralyk z abclinuxu]

Jestli potřebuješ hodně FPU na více jádrech najednou, asi si nekoupíš tento CPU, logicky. Nebo chceš cíleně hledat problém, kde není?

[Mti.]

Souhlas. Pokud to znamena, ze takovy cpu bude min topit a porad bude mit rozumny vykon s ohledem na cenu? Proc ne... Navic malokdy je kod slozeny ciste z fpu operaci... vetsinou je mezi tim spousta "normalniho" sena. ... a pokud se do toho zapoctou zpozdeni hdd>ram>cache>cache>cache>cpu... treba to tak zle nebude.

[Jan]

Mě to připadá jako rozumný krok. Stále je zachována možnost 128b operací pro každé jádro, což by mělo stačit na dost aplikací. Já osobně si třeba s videem denně nehraju, takže si toho ani nevšimnu :)

[chrono]

Grafické programy často používajú výpočty pomocou FPU (a predpokladám, že k tomu smeruje aj Gimp). Ak sa to skombinuje s algoritmami, ktoré dokážu využiť viac jadier, tak rozdiel môže byť dosť výrazný.

[xurfa]

No, je ale otázka, jestli např. „ušetřením“ FPU nezbyde místo na chipu pro více jader. Nebo prostě jen bude chip o tolik levnější, že celkovým výkonem předhoní konkurenci(tm) mající stejný (průměrný) výkon / stejnou cenu.

[mimi.vx]

graficke programy dnes casto dou cestou cuda/opencl .....

a vzhledem k tomu ze gpu je masivene paralelni procak ... tak to jede rychleji nez intelovo avx ....

ono avx u Intelu je jen nouzovka proti pocitani na grafice .... vzhledem k tomu ze intel nema zadnou grafiku ktera by toho byla schopna , narozdil od amd.... a i nvidie

 

Power a dalsi risc cpu maji avx uz leta ..

[kralyk z abclinuxu]

Hm, tak tohle byl dost zjednodušující komentář...

graficke programy dnes casto dou cestou cuda/opencl .....

Zaprvé, zatím jich moc není. (Ačkoli dobudoucna se dá očekávat, že jich bude víc)

a vzhledem k tomu ze gpu je masivene paralelni procak ... tak to jede rychleji nez intelovo avx ....

ono avx u Intelu je jen nouzovka proti pocitani na grafice .... vzhledem k tomu ze intel nema zadnou grafiku ktera by toho byla schopna , narozdil od amd.... a i nvidie

 

Power a dalsi risc cpu maji avx uz leta ..

To, že "GPU je masivní paralelní procák", je mýtus. GPU nemá tu flexibilitu, co CPU, nemá tu programabilitu. Každej if, každej jump, každej branch má na GPU velký dopad na výkon. GPGPU je (se současnou technologií) efektivní pro single instruction multiple data, kde multiple data opravdu znamená hodně multiple.
Na GPU rozjedeš sice mnoho rychlých threadů paralelně vedle sebe, jenže každý ten thread musí dělat to samé. Jinak nastanou prostoje a výkon půjde do kytek.
Rozhodně se tedy nedá říct, že by AVX bylo nahouby, protože máme GPGPU. To je prostě blbost.

Power a dalsi risc cpu maji avx uz leta ..

Mají něco jako AVX už léta, problém je, že, pokud vím, každé CPU si to řeší trošku jinak a po svém.

[otasomil]

Prijit na trh dneska s nosicem majicim 25 resp 50 GB je takrka k smichu.

[kralyk z abclinuxu]

+1, tuplem když to je ROM médium.

[Michal Kubeček]

Proč? Pokud by cena byla rozumná a záznam by vydržel 20 a více let, bral bych to všema deseti.

[mimi.vx]

+1 , pokud by melo zarucenou dobu archivace ...

[pc2005]

Aktuálně je to Intel, kdo v rámci CPU udává prvenství svými 32nm procesory, ale AMD se taktéž chystá na 28nm výrobu.

To záleží za jak dlouho, aby je nepředběhl embedded ARM od Xilinxu (ten by se měl začít dodávat příští rok) .

[Suchý čert]

Zas tak unikátní to není, Sun už něco podobného měl v roce 2005 u Niagary (UltraSPARC T1). Tam byla jedna FPU jednotka na osm jader, ale asi se to moc neosvědčilo, protože u Niagary 2 (UltraSPARC T2) už mělo každé jádro vlastní.