Материалы по тегу: isa

30.07.2021 [21:05], Алексей Степин

Конец эпохи: Intel окончательно прекратила поставки процессоров Itanium

Первая попытка Intel покорить рынок массовых 64-бит систем окончилась неудачей — любопытная сама по себе архитектура Itanium (IA64) была несовместима со сложившейся экосистемой x86. Однако лишь сегодня в истории можно окончательно поставить точку: компания прекратила последние отгрузки процессоров Itanium.

Сейчас поддержка 64-бит вычислений привычна и является частью любого достаточно современного процессора. Но так было не всегда: в конце 90-х и начале 2000-х ограничения, накладываемые 32-бит разрядностью хотя и были очевидны, рынок высокопроизводительных 64-бит процессоров для серверов и рабочих станций принадлежал компаниям Sun, Silicon Graphics, DEC и IBM. Все они имели RISC-архитектуру и не имели совместимости с x86.

Форм-фактор Itanium: нечто среднее между слотовыми Pentium II/III и привычным PGA/LGA

Форм-фактор Itanium: нечто среднее между слотовыми Pentium II/III и привычным PGA/LGA

Itanium, или IA64, совместная разработка Intel и Hewlett-Packard, должна была вернуть этим компаниям первенство в сфере мощных CPU. И ставка была сделана на уникальную архитектуру EPIC (разновидность VLIW) с явным параллелизмом команд. Сама по себе IA64 обладала рядом преимуществ, однако требовала тонкой проработки ПО на уровне компилятора, поскольку процессоры EPIC во многом полагаются именно на него, а не на аппаратный планировщик.

Itanium: радужные надежды и суровая реальность (красная линия)

Itanium: радужные надежды и суровая реальность (красная линия)

Отказ от последнего позволял потратить освободившийся транзисторный бюджет на более важные, по мнению Intel и HP, цели — например, на увеличение производительности вычислений с плавающей запятой. Но инфраструктура программного обеспечения к моменту анонса Itanium уже была весьма развитой. При этом новое, 64-бит ПО ещё надо было создать и, что гораздо важнее и сложнее, правильным образом оптимизировать, а уже имевшееся на новых CPU работало медленно из-за необходимости эмуляции x86.

Компании пытались развивать IA64 до 2017 года, когда были представлены чипы Itanium Kittson с 8 ядрами и частотой до 2,66 ГГц, но то, что затея с новой архитектурой оказалась неудачной, было понятно уже после анонса первых процессоров AMD x86-64, полностью совместимых как с 32-бит, так и с 64-бит приложениями x86. В начале 2021 года Линус Торвальдс объявил о фактической смерти архитектуры и поддержка IA64 была исключена из новых ядер Linux. А сегодня можно говорить об окончательном завершении эры Itanium.

Раритет: Supermicro i2DML-iG2 в форм-факторе EATX. Найти такую плату почти невозможно

Раритет: Supermicro i2DML-iG2 в форм-факторе EATX с поддержкой Itanium 2. Найти такую плату почти невозможно

Сама Intel ещё в 2019-ом официально поставила на Itanium крест, но из-за сложившейся экосистемы заказы на процессоры принимались вплоть до 30 января 2020 года. А вчера компания официально объявила о прекращении поставок последних партий Itanium. Теперь ещё одна процессорная архитектура стала достоянием истории, хотя HPE формально будет поддерживать её до 2025 года. Сами CPU нередко встречаются на онлайн-аукционах, например, на Ebay, но даже для энтузиастов они малоинтересны — найти подходящую системную плату невероятно сложно, а стоить она может намного дороже самих процессоров, да и форм-фактор имеет специфический.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1045632
17.06.2021 [18:28], Андрей Галадей

SUSE возьмётся за оптимизацию системных библиотек для x86-64 в openSUSE и SLES

В дополнение к openSUSE Tumbleweed, где планируется использовать выборочную загрузку оптимизированных под используемый CPU библиотек, аналогичные возможности могут появиться и у SUSE Linux Enterprise и openSUSE Leap. При этом, как и в случае с грядущим RHEL 9, предложенные для (open-)SUSE изменения ограничены всего лишь уровнем x86-64-v2, то есть не предполагают даже наличия AVX-инструкций первого поколения.

Ожидается, что уже в openSUSE Leap 15.4 и SLES 15 SP4 появятся оптимизированные варианты базовых системных библиотек, что позволит ускорить работу системы в целом. При этом разработчики признают, что скорого релиза ждать не стоит, и эта опция может появиться в Leap 15.5 и SP5.

hp.com

hp.com

Напомним, что свежие выпуски компиляторов GCC и Clang уже поддерживают различные уровни микроархитектурных оптимизаций для платформ x86-64. А в Glibc 2.33 добавлена поддержка HWCAPS, то есть возможность динамической загрузки оптимизированных версий библиотек. Оба подхода позволяют задействовать более современные инструкции CPU, что приводит к росту быстродействия «из коробки».

Постоянный URL: http://servernews.ru/1042221
11.06.2021 [19:54], Владимир Агапов

Архитектура RISC-V метит в суперкомпьютеры и другие HPC-решения

Некоммерческая организация RISC-V International сообщила о намерении расширить архитектуру (ISA) новыми возможностями для поддержки высокопроизводительных вычислений (HPC) и развить экосистему ПО для них. Специально созданная группа SIG-HPC займётся включением в RISC-V более широкого набора аппаратных возможностей для HPC, необходимого для высполнения соответствующих рабочих нагрузок (AI/ML/DL).

Новая группа изучит целевые рынки, проанализирует свободные ниши и определит потенциальные возможности внедрения. По словам председателя группы, Джона Д. Дэвиса (John D Davis), сегодня HPC-решения нужны везде: от суперкомпьютеров, прогнозирующих погоду, рассчитывающих гидродинамические процессы, моделирующих новые материалы и процессы свёртывания белков, до сугубо промышленных приложений.

embedded.com

Embedded.com

«Целью SIG-HPC является обеспечение всех этих и других рабочих нагрузок. Поэтому в списке рассылки уже 141 член, среди которых есть исследователи, учёные, представители различных индустрий. И их число растет в геометрической прогрессии. Группа объединилась в том, чтобы сделать RISC-V доступным для HPC», — сказал Джон.

В ближайший год группа займётся автоматизацией обнаружения открытого HPC ПО (библиотек, фреймворков, приложений), работающего «из коробки» на архитектуре RISC-V. На базе этой работы будет создан план по дальнейшему развитию программной экосистемы. Джон надеется, что в будущем HPC-решения будут полностью открытыми. Это позволит компаниям совместно разрабатывать аппаратное и программное обеспечение, проводить больше исследований и разработок.

Для RISC-V обязательным является лишь базовый набор инструкций, который по желанию можно дополнить различными расширениями. Источник: Siemens

Для RISC-V обязательным является лишь базовый набор инструкций, который по желанию можно дополнить различными расширениями. Источник: Siemens

«Намерение вывести Open Source чипы RISC-V за пределы встраиваемых и одноплатных компьютеров и сделать их конкурентоспособным в сегменте HPC — интересная и амбициозная задача, и создание благоприятной экосистемы является важной вехой», — прокомментировал новость Филипп Вагнер (Philipp Wagner), директор некоммерческой организации FOSSi Foundation.

На базе RISC-V действительно мощных решений пока немного. Можно вспомнить 16-ядерные SoC XuanTie 910, которые Alibaba создала для своего облачного бизнеса. Правда, это проприетарное решение, и пользы сообществу RISC-V оно не принесло. Более серьёзную заявку на успех сделала Индия, которая планирует создать суперкомпьютеры на базе чипов SHAKTI. Также на базе RISC-V разрабатываются и ускорители: ИИ-чип ET-SoC-1 от Esperanto или EPI EPAC 1.0, HPC-ускоритель для будущих европейских суперкомпьютеров.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1041807
11.06.2021 [17:40], Андрей Галадей

openSUSE стремится улучшить поддержку процессорных архитектур с инициативой FrontRunner

openSUSE поделилась подробностями об инициативе FrontRunner, которая направлена на улучшение аппаратной поддержки в SUSE Linux Enterprise (SLE) и openSUSE. Она входит в общий проект openSUSE Leap и должна обеспечить максимально быстрое внедрение поддержки новых процессорных архитектур в дистрибутивы.

Помимо этого, в рамках инициативы планируется исправлять проблемы, возникающие в старых версиях openSUSE, которые могут не работать с новыми процессорами. На данный момент, к примеру, идёт работа по улучшению поддержки оборудования ARMv7. Отметим, что FrontRunner — это подпроект системы Open Build Service, который, в свою очередь, относится к инициативе openSUSE Step.

FrontRunner будет площадкой для отладки и поможет наладить связь между разработчиками SUSE и openSUSE, а наработки, полученные в рамках этой инициативы, в конце концов, попадут и в очередной Service Pack для SLES, и в openSUSE Leap. Напомним, что теперь эти дистрибутивы имеют общую кодовую базу.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1041767
13.01.2021 [23:29], Андрей Галадей

Разработчики ядра Linux обсуждают отказ от ряда старых процессоров

Ядро Linux 5.10 стало очередным релизом с долгосрочной поддержкой (LTS), который будет поддерживаться как минимум в течение следующих пяти лет. И потому в сообществе началось обсуждение отказа от поддержки ряда устаревших процессоров и архитектур. В числе аргументов сторонники удаления отмечали, что многие платформы не получали обновлений и коммитов уже много лет.

Разработчик Арнд Бергманн (Arnd Bergmann) предложил список из 30 с лишним платформ Arm, которые можно было бы безболезненно убрать. Большая часть из них, попав в основную ветку ядра, получала обновления в течение 1-3 лет, после чего была заброшена. Другая часть относится к «доисторическим», то есть к таким, которые уже давным-давно не производятся.

hackster.io

hackster.io

Наконец, есть перечень платформ, которые давно «мертвы» и не поддерживаются разработчиками порядка 10 лет:

  • H8300
  • C6X
  • SPARC/Sun4M
  • PowerPC: CELL (не считая PS3), CHRP, AmigaOne, Maple
  • M68K: Apollo, HP300, Sun3, Q40
  • MIPS JAZZ и Cobalt

Кроме того, есть и архитектуры, которые тоже можно рассмотреть в качестве кандидатов на исключения из ядра Linux:

  • 80486SX/DX — поддержка 80386 прекратилась в 2012 году, нет смысла поддерживать и 80486.
  • Alpha 2106x — системами на базе любых Alpha вряд ли кто-то пользуется.
  • IA64 Merced — первое поколение Itanium, на смену которым через год пришли Itanium II.
  • MIPS R3000/TX39xx: 32-бит чипы MIPS-II (не путать с более современной MIPS32), которые с 1991 года вытеснены 64-бит MIPS-III.
  • SuperH SH-2 — популярная в середине 90-х архитектура для встраиваемых систем.
  • 68328 (DragonBall) — поддержка похожих микроконтроллеров 68360 удалена в 2016 году. Поддержка более новых 68020+ и Coldfire MCF5xxx сохранится.

Вопрос об удалении старых архитектур возник не на пустом месте. Арнд Бергманн изучал текущее состояние 32-бит платформ и потенциальную возможность отказа от них, так как полный переход на поддержку только 64-бит архитектур значительно облегчил бы жизнь разработчиков во многих аспектах. Ранее он предположил, что через десять лет среди массовых архитектур останутся только x86-64, ARM и RISC-V.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1029884
08.01.2021 [00:36], Андрей Галадей

В Red Hat Enterprise Linux 9 повысятся минимальные требования к x86-64 CPU

Разработчики из Red Hat уже давно обсуждали возможность отказа от поддержки старых процессоров x86_64 в последующих релизах дистрибутивов. Сначала речь зашла о Fedora, а затем и о RHEL. Теперь же компании уточнила свои планы относительно Red Hat Enterprise Linux 9 — для этого релиза предлагается использовать набор x86-64-v2.

Напомним, что в релизах GCC 11 и LLVM 12 появилась возможность оптимизации сборки с учётом микроархитектурных особенностей процессоров x86-64. Всего есть четыре набора (или уровня) инструкций, которые были подобраны совместными усилиями AMD, Intel, Red Hat и SUSE.

Конкретно x86-64-v2 требует со стороны процессора поддержки инструкций CMPXCHG16B, LAHF-SAHF, POPCNT, SSE3, SSE4.1, SSE4.2, SSSE3. В случае Intel это примерно соответствует поколению Nehalem, а у AMD «отсекаются» только самые старые модели. Как сообщается, это должно увеличить скорость работы ОС и производительность в целом. Также это упростит поддержку за счёт отказа от старых решений — всё равно полноценная поддержка части из них уже «выкинута» из основной ветки ядра.

Red Hat хочет иметь унифицированную сборку, поэтому выбор x86-64-v2 в качестве базового уровня микроархитектуры для создания пакетов Red Hat Enterprise Linux 9 ей кажется разумным компромиссом. Кроме того, есть свежие процессоры вроде Atom P5900 для периферийных вычислений, где нет поддержки инструкций AVX2, которые относятся к набору x86-64-v3.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1029493
03.11.2020 [17:40], Илья Коваль

GCC 11 и LLVM 12 позволят учитывать микроархитектурные различия x86-64

Два популярных открытых средства разработки, GCC 11 и LLVM Clang 12, получили возможность более тонкой оптимизации собираемого кода с учётом наличия того или иного типового набора общих инструкций x86-64. Это не отменяет возможность оптимизации под конкретные поколения процессоров, но позволяет легче задавать системные требования не только для отдельных программ, но и, например, для крупных проектов, которые могут работать на разных CPU.

LLVM принимает новые опции через параметр -march=, а GCC — через опцию --with-arch_64=. Список ключей, которые соответствуют наборам инструкций, одинаков:

  • x86-64: CMOV, CMPXCHG8B, FPU, FXSR, MMX, FXSR, SCE, SSE, SSE2
  • x86-64-v2: CMPXCHG16B, LAHF-SAHF, POPCNT, SSE3, SSE4.1, SSE4.2, SSSE3
  • x86-64-v3: AVX, AVX2, BMI1, BMI2, F16C, FMA, LZCNT, MOVBE, XSAVE
  • x86-64-v4: AVX512F, AVX512BW, AVX512CD, AVX512DQ, AVX512VL
Фото: Jeh/Wikipedia

Фото: Jeh/Wikipedia

Первый уровень является наиболее общим и универсальным вариантом для всех 64-бит процессоров x86. x86-64-v2 близок по набору дополнительных инструкций к архитектуре Nehalem, а x86-64-v3 — к Haswell. А вот x86-64-v4 из-за требования AVX-512 на текущий момент фактически ограничен достаточно современными процессорами Intel. В дальнейшем число наборов будет наверняка расширено, так как в v4, к примеру, не попали инструкции AVX-VNNI (в текущем виде это пока что полный эквивалент AVX512-VNNI).

Стандартизация наборов проведена при участии Red Hat, которая уже давно хочет повысить минимальные системные требования, чтобы более полно использовать возможности современных процессоров, а не собирать код под наиболее общий вариант x86-64, который включает CPU 15-летней давности. Новый инструментарий GCC и LLVM поможет компании в осуществлении задуманного. Этот шаг, очевидно, повлияет и на других игроков в индустрии.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1024493
25.09.2020 [21:31], Илья Коваль

Серверные архитектуры Arm Neoverse N2 и V1 всё-таки относятся к поколению ARMv8, а не ARMv9

Анонс новых платформ Neoverse V1 (Zeus) и N2 (Perseus) на этот раз оказался несколько скупым. Разработчики рассказали об основных возможностях и сферах применения будущих чипов, но при этом даже опосредованно не указали, к какому поколению их архитектура относится. Что, в свою очередь, привело к подозрениям, что они являются первыми представителями ARMv9.

Спешим обрадовать (или расстроить), что это не так. Ресурс Phoronix обратил внимание на первую серию подготовительных патчей, которые Arm начала рассылать буквально через несколько дней после презентации, что само себе не слишком типично и косвенно указывает на относительно скорый выход первых продуктов на базе новых дизайнов компании.

И в них указывается, что Neoverse N2 относится к поколению ARMv8.5-A, а V1 «приписан» к ARMv8.4-A. Также указывается поддержка SVE/SVE2, работа с числами FP16/Bfloat16 и матричные операции с INT8. Таким образом, можно предположить, что ARMv9 появится не раньше 2022 года и станет основной для Poseidon. На текущий момент в действительно массовом производстве находятся чипы на базе ARMv8.2-A, а решения с ARMv8.3-A появятся в конце этого и начале следующего года.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1021563
31.08.2020 [19:51], Илья Коваль

Разработчик Linux: к 2030 году среди массовых архитектур останутся только x86-64, ARM и RISC-V

На мероприятии Linux Plumbers Conference Анд Берманн (Arnd Bermann), один из ключевых разработчиков Linux, рассказал о развитии поддержки различных архитектур в основной ветке ядра и поделился своим видением того, как будет выглядеть распределение ISA в 2030 году: нас ждёт гораздо меньшее разнообразие и уход «динозавров» эры Big Endian.

Важно отметить, что речь идёт именно об основной ветке ядра, что означает, по сути, массовую поддержку платформ, которые туда попали. Это не касается разработок самих производителей, которые могут поддерживать собственную ветку — такое обычно происходит в самом начале и в самом конце жизненного пути архитектуры. Доклад охватывает в первую очередь SoC, а не отдельные CPU.

С другой стороны, практически все современные процессоры уже давно превратились в SoC, а в будущем автор доклада предсказывает рост популярности многочиповых сборок. Кроме того, есть несколько массовых архитектур, которые практически не поддерживаются Linux, но это связано с использованием различных RTOS или отсутствием ОС как таковой. Но есть и вариант перехода на такое ПО, так как со временем меняется область применения чипа.

За последние два года из ядра Linux было «изгнано» 9 архитектур. Отчасти это связано с отсутствием сопровождения, что указывает на их ненужность массовому пользователю. Отчасти — с переходом самих чипов на другую архитектуру. Чаще всего на ARMv7/v8. Собственно говоря, именно ARM показывает наилучшую динамику роста за последние 10 лет как по уровню поддержки различных конечных устройств и SoC, так и по числу применений. Правда, это же указывает и на высокую фрагментацию платформы в отличие от x86-64, например.

Ещё одна важная тенденция — отказ от 32-бит платформ и переход к 64-бит. Это связано и с возросшими потребностями, и с постепенными удешевлением памяти. И здесь ARM снова на коне — скорость роста поддержки ARMv8 выше, чем у остальных платформ. К 2030 предсказано появление уже 128-бит архитектур. Другая тенденция — переход от Big Endian к Little Endian. Частично из-за ухода старых архитектур, частично из-за их перевода на другой порядок байтов.

Всё ещё поддерживаются в ядре, но, по-видимому, скоро будут удалены архитектуры вроде Itanium и SPARC, на базе которых уже не будет новых продуктов, но есть всё ещё работающие системы на основе старых решений. Но это же касается, например, и MIPS. Последние дизайны популярности не снискали, а вот прошлые всё ещё используются при создании новых продуктов. Интересна ситуация с POWER и z. Формально их поддержка никуда не денется, но тянуть всю разработку будет только IBM. OpenPOWER не «взлетел», а вот мейфреймы, по мнению автора, всё так же будут необходимы.

Из новых архитектур успеха добьются только RISC-V и, вероятно, ARC. Последняя весьма популярно сама по себе, но вне контекста Linux, а первая выглядит очень многообещающей, но её реального успеха ещё надо дождаться. Все остальные архитектуры значимой доли рынка не достигнут. Как итог — в 2030 году нас ждёт доминирование x86-64, ARMv8 и старше, а также 64-бит RISC-V. Тогда же начнётся окончательный закат 32-бит эпохи: последними станут ARMv7 и RISC-V. Из альтернативных «больших» архитектур сохранит развитие IBM z. И начнётся новая эра.

Постоянный URL: http://servernews.ru/1019549
09.10.2019 [22:22], Алексей Степин

ARM разрешила добавлять в ARMv8-M собственные инструкции

До недавних пор компания ARM, разработчик одноимённых процессорных архитектур, уделяла пристальное внимание переносимости кода. Единожды созданный код для конкретной версии ядра должен работать везде, вне зависимости от того, какая именно компания реализовала это ядро в «кремнии». 

Более того, ARM в прошлом году на специально созданном сайте, который был спешно удалён, прямо указывала, что для конкурирующей, открытой архитектуры RISC-V есть риск фрагментации из-за возможности добавления собственных инструкций. Однако теперь компания сама пошла на попятную.

На мероприятии ARM Techcon 2019 компания анонсировала возможность добавления собственных инструкций для процессоров с архитектурой ARMv8-M. Первыми её получат ядра Cortex-M33 для микроконтроллеров. Стоимость лицензирования при этом не изменится. Дизайн Cortex-M33, таким образом, получит возможность оптимизации для ускорения выполнения популярных ныне задач машинного обучения и искусственного интеллекта.

Архитектурно поддержка настраиваемых инструкций осуществляется за счёт добавления в состав ядра Cortex-M33 специального настраиваемого модуля, делящего интерфейсы доступа с обычным ALU. Для модификации доступно до 8 регионов, в зависимости от типа и количества специфических инструкций, которые планируется добавить. 

В качестве меры защиты от излишней фрагментации будет добавлено особое исключение NOCP, которое будет выдаваться ядром при попытке запуска неподдерживаемого кода. Кроме того, наличие базового набора инструкций всё равно остаётся обязательным. 

Внедрение поддержки наборов настраиваемых инструкций планируется начать в первой половине 2020 года. Появление новых процессоров ARM с настраиваемыми инструкциями следует ожидать в 2020 или 2021 году. Интерес проявили такие компании, как STMicro, NXP и Silicon Labs. Подробную информацию о поддержке кастомных инструкций можно найти на сайте ARM Developer.

Постоянный URL: http://servernews.ru/995358
Система Orphus