Как INTEL се изгавриха с алчният разбирач от хардуер и защо работна станция с XEON Scalable Processor e класи над Core i9?

Intel, но също и AMD много хитро задоволиха нуждите от лъжи и синтетична суета на диванните инженери, въображаеми дизайнери и други специалисти, по нищо.

В потребителските серии, сложиха два вида ядра, "яките" powerful Performance-cores (P-ядра) и flexible Efficient-cores (E-ядра). Постигайки с това потресаваща неефективност и чудовищна консумация, отиваща към половин киловат (при клок).

P-ядрата, бидейки по-мощни в еднопоточен режим, достигат невероятни резултати в старите, дървени игри, които нито са оптимизирани за много ядра, нито за новите яки инструкции като AVX-512. Толкова реклама, толкова фантастични резултати за AVX-512 и накрая - йок, тихомълком оттеглиха тази ключова инструкция във "великите" Core i9 от 13-та генерация. С какво тогава 12/13-та генерация са по-актуални като инструкции от един древен Haswell? Интересно, че Intel въвеждат AVX-512, а сега само в потребителските процесори на AMD я има тази инструкция.

 

AVX-512 има само в професионалните Intel Xeon Scalable Processor, и то по два AVX-512 блока, хардуерни, не някакви синтетични. С което, всеки който наистина се занимава с някаква работа на компютър, изпада в шок, спрямо твърденията на кварталния философ, че Core i9 ставали за нещо различно от суета и самохвалство.  

В интерес на истината, Intel направиха мини революция в процесорите, но само в професионалните, балъците с маски и ваксини, така или иначе няма как да усетят истинската мощ, нито могат да я ползват. Intel XEON Gold и Platinum са революция, още от първото си поколение, и никакви жалки нови потребителски процесори не могат да компенсират тази разлика. Разликата между потребителски и професионални процесори никога не е била толкова огромна! И като възможности, и като цена. Колкото до цената, AVX-512 и много от технологиите в Intel Xeon Scalable Processor идват от чудовищно скъпата разработка, от Xeon Phi.

Изумително, но в Intel, в потребителският сегмент, вместо да се развиват процесори и архитектури, те деградират. Пример е дори евтиният в наши дни Intel Core i7-7820X, който е с мащабируема/скалируема архитектура и също има два хардуерни AVX-512 блока. Но това е логично, когато клиенти са ти само някакви келеши, търсещи клок и синтетични рекорди, с които да се хвалят по форуми за други балъци. 

Изненадващо за "модерните" разбирачи, но всичко се върти около ключовата архитектура Intel Skylake, точно тя е в основата на E-ядрата в най-новите процесори. Оказва се, че да се сложат E-ядра Skylake на същото място силициева площ е много по-икономично и ефективно, от изтъпанчването на P-ядра, и това ще бъде застъпено в бъдещите Xeon процесори с 384-ри E-ядра. Интересно се получава, че между синхронизация и синхрон на P-ядра и E-ядра стои само някаква софтуерна оптимизация, която работи както ѝ падне, или струва доста пари като отделно решение, но пак си остава не апаратно решение, а измислено. Така, че радвате се след рестарта на сбирщайна си на няколко добри синтетични резултата, рестарт, и пак. И всяка вечер гасите компютъра, че така или иначе харчи потресаващо много ток. 

Професионалните Xeon Skylake-SP поддържат не някаква жалка версия на AVX-512, колкото за отметка, че имат както при потребителските процесори, където даже от срам махнаха отметката. 

Xeon Skylake-SP има апаратен ускорител, в два блока за всички AVX-512 инструкции.
 

Какво обаче е AVX-512? 

AVX-512 е набор от инструкции, които са включени в по-новите генерации на процесорите на Intel и на някои процесори на AMD (EPYC и дори Ryzen). Тези инструкции позволяват на софтуерните разработчици да използват напълно възможностите на мултиядрените процесори и да подобрят ефективността на своите приложения. AVX-512 има много предимства за приложения, които използват много нишки (multithreaded), като например високопроизводителни изчисления в областта на научните изследвания, финансовите модели, виртуализацията, машинното обучение и други. Тези инструкции позволяват на приложенията да работят с по-големи набори от данни едновременно и да използват по-ефективно многопоточността на съвременните процесори.

AVX-512 инструкциите са предназначени да ускорят много видове приложения, като например:

1. Изкуствен интелект и машинно самообучение, а това вече не е бъдеще, за закъсняло настояще
   
2. Обработка на сигнали и видео, накъде сте тръгнали със смешните Core i-уй?
   
3. Научни изчисления и моделиране, точно че е за инженери компютъра, не за ръкоблудници
   
4. Симулации и игри, AVX-512 може да даде скок в графиката, не биткоин карта
   
5. Криптография и сигурност
6. Инженерни и научни приложения за проектиране и разработка, тоест CAD
   

Кварталният дебил си знае неговата, но може да попита Chat GPT за AVX-512 и ще получи същите отговори. 

Приказките са си приказки, но ето някои от конкретните приложения, които използват AVX-512 инструкции:

1. Adobe Photoshop и After Effects
2. Autodesk Maya и 3ds Max
3. Blender
4. Intel MKL (Math Kernel Library) и OpenBLAS
5. Microsoft Office
6. TensorFlow и PyTorch

Тези са само някои от много приложения, които могат да използват AVX-512 инструкциите за подобрена производителност. Това са само по-известните, има и далеч по-бутикови приложения и много скъп софтуер, без крак в Замунда.

Някои CAD (Computer-Aided Design) програми използват AVX-512 инструкции за подобрена производителност. Някои от тези програми включват:

1. AutoCAD от Autodesk
2. CATIA от Dassault Systèmes
3. SolidWorks от Dassault Systèmes
4. Siemens NX от Siemens PLM Software
5. PTC Creo от PTC

Тези програми използват AVX-512 инструкции за ускоряване на определени функции и задачи, като например обработка на големи модели и симулации, които изискват интензивна обработка на данни.

Въпреки, че в момента не е много разпространено използването на AVX-512 в игрите, все пак има и такива игри, това са:

1. Total War: Three Kingdoms
2. Total War: Warhammer II
3. Shadow of the Tomb Raider
4. Battlefield V
5. Civilization VI
6. God of War
   

Тези игри използват AVX-512 за някои от своите интензивни изчисления, като например за физически симулации, обработка на звук и др.

Въпреки, че AVX-512 работи доста криво на 12-та генерация Intel Core, та после му орязaха тази поддръжка, историята помни това, тест на игра с AVX-512, разликата никак не е малка.

Бъдещето е за AVX-512 игрите, така че с най-нов Core i9 от 2023-та, до две години ще сте смешни. Ето една наша, ултра актуална машина, за малко пари, с гейм процесор и добра видеокарта, машина с 2 апаратни блока AVX-512.
 

AVX-512 FMA Units се отнасят до определен тип инструкции в AVX-512 инструктурен набор, наречен Fused Multiply-Add (FMA). Тези инструкции позволяват изпълнението на две операции - умножение и събиране на числа, в рамките на една и съща инструкция. Това сериозно ускорява изчисленията, свързани с матрично умножение, решаване на системи от линейни уравнения и други подобни изчисления, които се използват в области като компютърна графика, машинно обучение, изкуствен интелект, криптография, симулации, графика и други. AVX-512 FMA Units са налични във всички процесори, които поддържат AVX-512 инструкциите, във всички профи процесори. И след ъпдейт на BIOS в Intel Core потребителски процесори, край, йок, с поддръжката.

Това е супер компютъра, HP Z8 G4 с два процесора Intel Xeon Gold 6148, за разлика от новите потребителски процесори, той няма нужда от водно охлаждане. Дори с двата Xeon Skylake (40 физически и 80 логически ядра) процесора, е по-икономичен, много по-тих и безкрайно по-стабилен от сбирщайн с Intel Core i9, от 12-та или 13-та генерации. В HP Z8 G4 може да поставите и второ поколение, Intel Xeon или Platinum. а бидейки машина от най-върхов клас, може да поема не само 150-165 ватови процесори, но и 240-ватови, и то на въздушно охлаждане.

Професионалният компютър, базиран на скалируеми/мащабируеми процесори има и много други благини, които потребителски клас машина няма как да има. 

• Не някаква древна двуканална памет, а 6-канална. Не с едва 128GB RAM, а с до 3TB (в това HP Z8 G4)
  
• Много повече PCI-e шини и възможност за свързване на много повече видеокарти
• Много по-бърза, надеждна, обемна, дискова система
• Несъизмеримо повече мрежови възможности, на фантастични скорости
• Огромен, икономичен, ефективен, тих и надежден захранващ блок, в случая, 1450 вата
  

Най-ярката особеност обаче на Intel Xeon Scalable архитектурата, оставам за накрая. Потребителските процесори остават с древното пръстеновидно разпределение на кеша, докато Xeon Gold, Platinum, Silver, W-series, E-series минават към Mesh Cache. Ето какво значи това.  

Мрежовият кеш (Mesh Cache) е нова архитектура за организация на кеш-паметта, която се използва в Intel Xeon Scalable Processor. Това е алтернатива на класическата кеш-архитектура, която използва йерархия от кешове с различна скорост и капацитет, свързани във верига. В Mesh Cache архитектурата, кеш-паметта се организира като мрежа от кеширани възли, които са свързани в мрежа от маршрутизатори. Това позволява на различни процесорни ядра да имат равен достъп до кеша и да споделят данни по-лесно. Мрежата е динамична и може да се променя в зависимост от конкретните нужди на приложението, което го използва. С Mesh Cache архитектурата, процесорите се взаимодействат през мрежовия кеш, вместо да имат достъп до обща кеш-памет, като в случая на класическата кеш-архитектура. Това може да доведе до по-ефективно използване на кеш-паметта, намаляване на латентността и подобряване на производителността.

Intel Skylake само на пръв поглед се оказаха еднакви, точно в това поколение се появи огромното разделение на професионални решения, и потребителски. Има чист Skylake с древната пръстеновидна организация на кеша, и Skylake-SP (Scalable Processor) с новият  Mesh Cache. Никак не е удивително, че Microsoft включиха в поддържаните от Windows 11 всички Skylake-SP процесори и изключиха чистите, потребителски Skylake.

Отново да ви напомня, синтетичните резултати са нищо, важни са реалните технологии, мащабируемост, стабилност, икономичност и тишина. Колкото до машината, HP Z8 G4, взимате ѝ един по-нов, Intel XEON Platinum 8280 и си гледате кефа. 

Цена на работната станция HP Z8 G4 при нас. 

По-достъпни компютри с Intel Xeon Scalable Processor, Mesh Cache и AVX-512 при нас, на тези цени.