ロードマップでわかる！当世プロセッサー事情 第578回

Ice Lake-SPはスループットがSkylake-SPの2倍以上になる　インテル CPUロードマップ

Ice Lake SPでは256H/512L系の命令を
動作周波数を下げずに実行可能になった

　もっとも若干の変更箇所がある。下の画像はクライアント向けIce Lakeの構造であるが、変更点として2つが挙げられる。

なぜか上の画像と左右が逆になっている。ちなみにこれは最新版の一つ前(042b)でのものだが、最新版(043)でも同じ

画像の出典は“Intel 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual”のFigure 2-1

• Ice Lake-SPではPort 5に2つ目のAVX512 FMA Unitが追加された
• L2 Cacheが512KB→1.25MBに増量された

　Out-of-orderのWindow SizeやScheduler Entries、In-fligh Loads/Storesの数などはクライアントと変わらないが、これはこのあたりに手を入れるとバランスの調整が大変になるためと思われる。TLB(Translation Lookaside Buffer)のサイズなども一緒である。

　Sky Lake-SPから比べるとL1 Data Cacheのサイズも増えるなど、全般的にバッファを大きめにしている感じが強いが、これはプロセス微細化で利用できるトランジスタ数が増えたことも大きな要因だろう。

　新たに追加された命令に関しては、これはクライアント向けのIce Lakeと違いがない。

新たに追加された命令はIce Lakeと同じ。GFNIは連載538回のTremontの説明の際に触れた

　なお、コア周りで言えば省電力関連でいくつか変更や新機能がある。まずAVX Frequency Improvement。

　もともとSkylake-SPの時代から、AVX256/AVX512をフルに使おうとする場合、動作周波数を若干引き下げる必要があった。これがIce Lake-SPでは、完全ではない(512Hでは多少下がる)ものの、256H/512L系の命令では動作周波数を下げずに実行可能になった。

SSE/256L、256H/512L、512Hという3つのパワーレベルに応じて動作周波数が変わるAVX Frequency Improvement。ちなみにコンシューマー向けではAVX Offsetといった名前でBIOS Setupに項目が用意されていた

　またSpeed Select Technologyが4種類の手法を選べるようになったのも新機能の1つである。

従来型はプロファイルに応じた、ここで言うところのSST-PPがインプリメントされていたが、新たにSST-BF/SST-CP/SST-TFといった手法が選択可能となった

　ちなみに詳細な説明がなかったので今ひとつインプリメントが筆者も理解できていないのだが、新たにMulti-Bufferなる手法を利用可能になった「らしい」。

謎なのが、これが「ソフトウェア/アルゴリズム」に分類されることだ。既存のAVX512命令で、こんな風に同時に複数のデータストリームを扱えるのか、それともなにか誤解しているのか、正直よくわからない

　要するに複数のデータストリームを並行してFetchできるようになったため、AVXやSHA/GFNIといった処理においては大幅に性能が改善されるらしいのだが、このBufferというのが物理的にどこの話で、どういう命令を使うとこのMulti-Bufferが実現できるのか、は今のところ定かではない。

　このあたりはSoftware Optimization ManualがIce Lake-SPに対応して、もう少し具体的な説明が出てくるのを待つしかなさそうだ。