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英特爾介紹Thread Director:硬件層面上讓混合架構完美運行

2021-08-20 08:38 · 稿源: cnbeta

在 Architecture Day 演講中,英特爾介紹了 Thread Director, 這是 “Alder Lake” 芯片上的一個硬件組件,它使處理器的混合架構能夠完美運行。“Alder Lake-S” 是第一款具有兩種 x86 CPU 內核的臺式機處理器——較大的 Performance P 內核和較小的 Efficient E 內核,不過工作原理和 ARM 的 big.LITTLE 有所不同。

基于 x86 的 “Alder Lake” 處理器具有更復雜的 ISA, 并且 E 核不具備 P 核所具備的所有指令集或硬件功能。這兩個內核在非常不同的性能/瓦特頻段下運行,并針對截然不同的工作負載進行了優(yōu)化。

將工作負載發(fā)送到錯誤類型的內核不僅會影響性能,還會由于 ISA 不匹配而導致崩潰。英特爾意識到僅僅只是在操作系統(tǒng)級別上無法解決問題的,因此創(chuàng)造了 Thread Director。

簡單來說,Thread Director 就是一個高度專業(yè)化的硬件抽象層 (HAL),一方面作為操作系統(tǒng)和軟件的接口,另一方面是兩組 CPU 核心的接口。它的工作是在粒度級別(即線程級別)分析工作負載,將其分配到 P-core 或 E-core 集群中。如果應用程序的特定線程不調用某些類型的指令并被確定為低優(yōu)先級,則將它們分派到 E-core 集群。失去優(yōu)先級的線程也從 P 核停放在 E 核上。

當線程需要 P 核專有的指令(例如 AVX-512 或 DLBoost) 時 ,P 核獲得優(yōu)先權。 Thread Director 還與 OS 內核一起工作,以區(qū)分后臺任務和前臺/優(yōu)先任務。這可能適用于包含在 Chipset INF 軟件中的軟件端組件,如果不是專用驅動程序的話。

Thread Director 確保輕量級或低優(yōu)先級的任務不會不必要地調用 P 核,并且當系統(tǒng)空閑時,處理器的電源管理可能會為 P 核提供電源以實現(xiàn)主要節(jié)能(這是假設 Alder Lake 具有電源門控技術類似于 “Lakefield”)。

英特爾將推薦 Windows 11 作為 “Alder Lake” 的最佳操作系統(tǒng),因為它與 Thread Director 與操作系統(tǒng)調度程序對混合處理器架構的認識相得益彰。然而 ,Thread Director 是否需要這個還有待觀察。

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