Архитектура AMD Bulldozer. Инструкции

Несколько месяцев назад AMD представила новую архитектуру, которая будет использоваться в новых процессорах, начиная с 2011 года. Новая архитектура носит имя Bulldozer и полностью отличается от нынешней архитектуры AMD64, которую AMD использует с 2003 года.

Архитектура Bulldozer унаследует некоторые технологические решения, введенные с архитектурой AMD64, такие как: встроенный контроллер памяти и использования шины HyperTransport для связи между процессором и чипсетом.

Bulldozer – это кодовое название архитектуры, а не имя конкретного процессора. Как это обычно бывает, первый релиз процессоров будет ориентирован на рынок серверов, далее релиз для рынка дорогих высокопроизводительных компьютеров, после для среднеценового сегмента, и в конце для рынка бюджетного уровня.

Хотя компания AMD не раскрывала характеристики новых процессоров, они отметили, что первые процессоры для настольного компьютера, будут выполнены на новом сокете AM3 +, который будет совместим с существующими сокетом AM3. Однако Socket AM3+ не будут совместим с материнскими платами под Socket AM3.

Архитектура Bulldozer будет иметь технология аналогичную Intel Turbo Boost, позволяющая автоматически разгонять процессор.
Прежде чем говорить о внутренней архитектуре Bulldozer, рассмотрим набор инструкций поддерживаемых новой архитектурой.

Архитектура Bulldozer, помимо того, что совместима со стандартом инструкций x86, будет поддерживать следующие дополнительные наборы инструкций:

  • SSE4.1 и SSE4.2
  • AVX (Advanced Vector Extensions) с двумя дополнительными инструкциями XOP и FMA4
  • AES (Advanced Encryption Standard) – расширенный стандарт шифрования
  • LWP (Light Weight Profiling)

SSE4.1 и SSE4.2

Наконец процессоры AMD будут поддерживать набор инструкций SSE4. В настоящее время процессоры AMD не поддерживают этот наборы инструкций, который увеличивает производительность в мультимедийных приложениях (к примеру, приложения по обработке изображения и видео). На данный момент процессоры AMD поддерживают собственный набор инструкций называемый SSE4a, что не одно и то же с SSE4.

AVX (Advanced Vector Extensions)

В свое время, AMD предлагала использовать новый набор инструкций SSE5. Именно поэтому, Intel решила создать свою собственную реализацию того, что называлось SSE5 и назвали эту инструкцию – AVX (Advanced Vector Extensions). Компания AMD решила добавить этот набор инструкций для архитектуры Bulldozer.

Инструкции AVX также будут поддерживаться новыми процессорами от Intel на архитектуре Sandy Bridge.

Набор инструкций AVX добавляет 12 новых инструкций и увеличивает размер регистров XMM от 128 бит до 256 бит.

В архитектуре Bulldozer, AMD решила использовать некоторые из инструкций, которые были предложены для SSE5. Таким образом, использование AVX в архитектуре Bulldozer более полное, чем у Intel. Эти дополнительные инструкции называются XOP и FMA4. AMD также отметили о том, что в AVX иметься подгруппа команд FMAC(Fused Multiply Accumulate), но фактически, она является частю набора инструкций XOP

AES (Advanced стандарт шифрования)

Этот набор команд уже используется в новых процессоров Intel, на основе архитектуры “Westmere” (кроме Core i3), и состоит из шести новых инструкций связанных с шифрованием. Intel называет этот набор инструкций AES-NI.

LWP (Light Weight Profiling)

Инструкции LWP позволят повысить производительность многопоточного программного обеспечения, работающего на многоядерных процессорах. LWP включает шесть новых инструкций.

Архитектура AMD Bulldozer. Инструкции

Архитектура AMD Bulldozer. Модули вычисления

Архитектура AMD Bulldozer. Структура процессора