Intel Sandy Bridge. Микроархитектура

Устройства организации внеочередного исполнения

Устройства организации внеочередного исполнения (out-of-order, сокр. OOO) подверглись не менее серьезной модернизации.

Основное нововведение в архитектуре Sandy Bridge — это новый набор 256-битных инструкций Advanced Vector Extensions (Intel AVX), в некотором смысле являющемся расширением 128-битных инструкций SSE. Использование операндов длинной 256 бит должно было существенно отразится на размерах устройств внеочередного исполнения, и как следствие размере ядра. Чтобы обыграть это, в Sandy Bridge был реализован новый метод работы с данными — Physical register file (PRF). Суть работы PRF сводится к тому, что регистры складываются в общедоступные хранилища PRF, а дальнейшая работа в OOO ведется лишь со ссылками на них. Такая организация дает значительное увеличение скорости работы блока OOO и снижение затрат на операции, связанные с обработкой данных. При этом отпадает необходимость в увеличении размера ядра процессора и снижается энергозатраты на работу кластера.

В свою очередь, в блоке OOO оставалось узкое горлышко для 256-битных инструкций AVX — пропускная способность кластера. Что бы обойти его, было увеличено количество буферов, ну и само собой добавлены буферы для PRF.

Улучшения в блоке организации внеочередного исполнения:

• Данные копируются только один раз
• Отпала необходимость в перемещениях данных после вычислений
• Увеличение числа буферов расширило окно данных кластера на 33%

Изменения для устройств внеочередного исполнения в целом были направлены на реализацию расширения AVX, с которым Intel связывает большие планы.