Компания Intel представила свежую версию облегчённого набора инструкций x86S, который лишён обратной совместимости со старым ПО — он поддерживает только 64-битные ОС и софт. В версии 1.2 компания продолжила процесс сокращения старых функций, убрав множество 16- и 32-битных функций. Ранее производитель обещал провести оптимизацию архитектуры x86.

Источник изображения: Rubaitul Azad / unsplash.com

Набор инструкций x86S реализует план Intel в отношении процессоров x86, на которых ПК работают уже не первое десятилетие. Первоначальный вариант архитектуры появился в 1978 году, когда вышел 16-битный чип Intel 8086. По мере роста вычислительных потребностей Intel на протяжении десятилетий добавляла в набор новые функции для работы с 16- и 32-битными вычислениями. При этом архитектура усложнялась и раздувалась, и в мае прошлого года компания выступила с идеей перейти на оптимизированную версию x86S только для 64-битных процессоров, которая поможет оптимизировать и конструкцию чипов.

Обновлённая версия 1.2 спецификации x86S стала очередным шагом в реализации плана — набор инструкций лишился нескольких 16- и 32-битных функций. Это, в частности, реальный и защищённый 16-битные режимы, 16-битная адресация, кольца защиты с уровнями привилегий 1 и 2, а также другие устаревшие и малоиспользуемые компоненты. При этом «32-битный режим совместимости» пока ещё присутствует. Intel также отметила, что для работы 64-битных систем конца 2000-х — начала 2010-х годов используется виртуализация, которая, таким образом, касается всех 16- и 32-битных платформ от DOS до Windows XP.

Пока нет ясности, насколько далеко компания готова зайти во имя эффективности. Одним из важнейших достоинств архитектуры x86 всегда была непревзойдённая совместимость, простирающаяся на десятилетия назад; а старое ПО и оборудование продолжали работать ещё долгое время после выпуска обновлённых стандартов. И если Intel переведёт будущие процессоры на x86S, это будет означать радикальный разрыв с данной идеей. С другой стороны, благодаря Apple и Qualcomm теперь набирает силу первоначально чуждая, но более эффективная архитектура Arm.

Свои решения Intel не сможет принимать в вакууме — потребуется вклад её давнего партнёра и конкурента в лице AMD. Когда-то «красные» проложили путь для развития самой 64-битной архитектуры, выпустив расширение AMD64 для x86 — после неудачного опыта Intel Itanium. Теперь двум компаниям, вероятно, придётся координировать свои действия.

Компания Intel объявила о стратегических изменениях, направленных на укрепление своего финансового положения и технологического потенциала, включая выделение бизнеса по производству чипов в самостоятельную компанию и сделку с Amazon по производству ИИ-чипов. Компания нацелена на сокращение расходов и пересмотр инвестиций в производство, а также повышении эффективности капитальных вложений.

Intel объявила о масштабной реструктуризации бизнеса, которая затронет практически все аспекты деятельности компании, начиная от производства и заканчивая продуктовым портфелем. Генеральный директор Intel Пэт Гелсингер (Pat Gelsinger) в своём обращении к сотрудникам 16 сентября 2024 года подчеркнул, что целью преобразований является повышение эффективности, оптимизация расходов и усиление фокуса на ключевых направлениях, таких как разработка x86-совместимых процессоров и бизнес по производству чипов (Intel Foundry). «Мы должны действовать быстро, чтобы создать более конкурентоспособную структуру затрат и достичь целевого показателя экономии в $10 млрд», — заявил Гелсингер.

Одним из ключевых шагов станет превращение Intel Foundry в независимую дочернюю компанию внутри Intel. «Такая структура обеспечит нашим клиентам и поставщикам Foundry большую прозрачность и независимость от остального Intel, — пояснил Гелсингер. — Это также позволит Intel Foundry активнее привлекать внешнее финансирование и оптимизировать свою капитальную структуру для ускорения роста ».

Компания также пересматривает свои инвестиции в производство, стремясь к большей эффективности капитальных вложений, в том числе приостанавливает проекты по строительству новых фабрик в Польше и Германии на два года, ориентируясь на текущий рыночный спрос. Что касается запуска производственного центра в Малайзии, то он будет достроен, но его ввод в эксплуатацию будет синхронизирован с рыночными условиями и загрузкой существующих мощностей. При этом Intel подтверждает свою приверженность инвестициям в производство в США и продолжает реализацию проектов в Аризоне, Орегоне, Нью-Мексико и Огайо. Вместе с тем, компания намерена сместить акцент с агрессивного наращивания производственных мощностей на более гибкое и эффективное планирование, соответствующее темпам развития технологий.

Источник изображения: Intel

Одновременно с этим объявлено о расширении стратегического партнёрства с Amazon Web Services (AWS). AWS выбрала Intel Foundry для производства нового ИИ-чипа на базе передовой технологии Intel 18A, а также специализированного процессора Xeon 6 на базе Intel 3.

В рамках реструктуризации Intel также оптимизирует свой портфель продуктов, стремясь к большей интеграции и фокусировке на ключевых направлениях. «Наш главный приоритет — максимизировать ценность франшизы x86 на рынках клиентских устройств, периферийных вычислений и центров обработки данных, — подчеркнул генеральный директор. — Компания продолжит инвестировать в развитие ИИ-технологий, включая лидерство в категории ПК с искусственным интеллектом и укрепление позиций в центрах обработки данных». При этом для повышения эффективности ряд подразделений будут реорганизованы. В частности, Edge и Automotive будут объединены с CCG, а Integrated Photonics Solutions перейдёт в DCAI.

Гелсингер в своём обращении также отметил, что для достижения намеченного целевого показателя экономии в $10 млрд Intel продолжит сокращать расходы. Для этого уже предприняты определённые действия: сокращено по программе добровольного увольнения более половины штата сотрудников (примерно 15 000), планируется отказаться от примерно двух третей недвижимости по всему миру к концу года, а также продать часть доли в Altera для получения дополнительных средств. «Нам предстоит принять ещё ряд сложных решений, — признал Гелсингер. — Но все эти меры направлены на то, чтобы превратить Intel в более гибкую, простую и эффективную систему, способную успешно конкурировать на рынке и обеспечивать долгосрочный рост».

Стоит отметить, что недавно Intel получила около $3 млрд прямого финансирования в рамках федерального «Закона о чипах и науке» (CHIPS and Science Act) подписанного президентом Джо Байденом (Joe Biden) США в 2022 году.

Intel представила APX (Advanced Performance Extensions) — новые расширения системы команд x86-64, с помощью которых она собирается реформировать архитектуру и поднять производительность будущих процессоров при работе с практически любыми приложениями.

Расширения APX предполагают увеличение числа процессорных регистров общего назначения и добавление некоторых других возможностей, которые снизят накладные расходы при исполнении самого обычного кода, что приведёт к росту производительности процессоров без заметного увеличения их энергопотребления и транзисторного бюджета.

Intel опубликовала документацию для разработчиков, подробно описывающую расширения APX. Из неё следует, что основные изменения, которые собирается провести компания, включают: удвоение (с 16 до 32) числа регистров общего назначения; добавление трёхоперандного формата большинству существующих целочисленных инструкций; добавление дополнительных условных инструкций для облегчения предсказания переходов; а также новую 64-битную инструкцию безусловного перехода.

Речь идёт о фундаментальных переменах в архитектуре x86-64, однако Intel утверждает, что внедрение APX пройдёт гладко и без каких-либо эксцессов. Компания ссылается на гибкость архитектуры x86-64, изначально использующей команды переменной длины, что позволяет реализовывать новые возможности путём добавления к существующим командам дополнительных префиксов. Это значит, что с одной стороны процессоры с APX сохранят полную совместимость со старым кодом, а с другой — от разработчиков не потребуется дополнительных усилий по внедрению поддержки APX в своих программах. Всё может быть решено на уровне компилятора: поддержку APX после перекомпиляции автоматически получат в том числе и старые программные продукты.

Intel не даёт конкретных оценок прироста производительности, который будет получен после внедрения APX. Однако указывает, что одно только удвоение числа регистров общего назначения приведёт к 10-% сокращению числа загрузок данных из памяти и к 20-% уменьшению числа пересылок данных в память, которые являются очень медленными операциями по сравнению со скоростью работы процессора с регистрами. Вместе с этим, за счёт уменьшения числа обращений к памяти и более широкого использования трёхоперандных команд внедрение APX сделает код на 10 % компактнее, даже несмотря на добавление в него новых префиксов.

Сроки появления CPU с поддержкой APX официально названы не были, но предполагается, что первыми процессорами с этими расширениями станут серверные Granite Rapids, которые должны выйти в 2024 году. Также поддержка APX появится и в перспективных потребительских процессорах.

Ранее Intel выступала с инициативой упрощения архитектуры x86-64 за счёт отказа от поддержки 16- и 32-битных режимов, но про планы её воплощения «в кремнии» ничего не известно.

Китайский производитель электроники Powerleader заявил, что не так давно представленный процессор Powerstar P3-01105, даже внешне подозрительно похожий на продукцию Intel, был действительно создан при «поддержке» последней. Ранее компания не комментировала аналогичные слухи.

Источник изображения: Shutterstock

Основанная в 1997 году компания Powerleader специализируется на выпуске серверов и ПК для промышленных клиентов. Компания принадлежит Shenzhen Powerleader Investment Holding, также владеющий PowerLeader Science & Technology Group Co., акции которой торгуются на Гонконгской бирже. Шеньчженьский производитель, которого многие эксперты после премьеры процессора обвиняли в демонстрации старых процессоров Intel под своим брендом, наконец заявил, что процессор был действительно разработан «при поддержке Intel».

По данным портала Tom’s Hardware, ссылающегося на тесты Geekbench от 26 мая, фактически модель Powerstar P3-01105 является клоном Core i3-10105 Comet Lake производства Intel. Впрочем, в самой Powerstar заявляют, что речь идёт лишь о поддержке, а новый процессор является «кастомизированным» продуктом. В самой Intel ситуацию не комментируют.

В Powerstar заявили в социальной сети Weibo, что Powerstar P3-01105 предназначен в основном для коммерческих ПК-терминалов и компания не подавала заявок на получение муниципальных или государственных грантов или субсидий. При этом на презентации 6 мая Powerleader заявила, что процессор Powerstar разработаны на архитектуре x86 и подходит для «органов власти, образовательных учреждений, сферы энергетики, промышленности, здравоохранения, игр и розницы». Компания также говорила о намерении продавать по 1,5 млн экземпляров ежегодно.

После премьеры Powerleader вспомнили мошеннический скандал с процессорами Hanxin в 2006 году, в результате которого руководители нескольких ведущих китайских компаний отправились за решётку — проект получал средства шанхайского правительства с 2003 года.

Впрочем, в китайской социальной сети Weibo компания Powerleader заявляет, что компания будет «твёрдо придерживаться плана и… станет новой силой в китайской полупроводниковой индустрии». В компании пообещали «поступательно расти и делать осторожные шаги» вместо того, чтобы «жечь деньги». При этом подчёркивается, что компания будет «стоять на плечах гиганта Intel для того, чтобы достичь ещё более высокого уровня».

Intel предложила внести серию изменений в процессорную архитектуру x86, приведя её в соответствие с современными реалиями и отказавшись от сквозной обратной совместимости. Компания опубликовала спецификацию упрощённой архитектуры x86S без поддержки 16- и 32-битных операционных систем — только 64 бита.

Современные x86-процессоры способны обеспечить поддержку всей функциональности, которая предлагалась любыми предшествующими поколениями CPU, начиная с вышедшего в 1978 году Intel 8086. Однако, как считает Intel, в этом нет необходимости: никто не пользуется операционными системами, вышедшими пару десятков лет назад. К тому же среду для них можно эмулировать, подменяя отсутствующие аппаратные функции через технологии виртуализации. Поэтому полная x86-совместимость только усложняет дизайн процессоров, но не несёт практической пользы. А значит, архитектуру можно упростить и сделать эффективнее — именно такая идея заложена в x86S.

Привычный всем 64-битный режим должен при этом стать для x86S-процессоров основным. Это позволит отказаться от переключения из начального 16-битного в 32-битный, а потом в 64-битный режим, через которые при запуске каждый раз проходят современные x86-процессоры. В результате x86S-процессоры потеряют совместимость с 16- и 32-битными операционными системами, однако в ней уже давно нет особой необходимости — Windows 11, например, вообще не имеет 32-битной версии. Что же касается 32-битных приложений, то их работоспособность сохранится — они будут запускаться в «режиме совместимости» из 64-битных ОС, как это и происходит сейчас.

Основные описанные в документе Intel нововведения в архитектуре x86S включают: прекращение поддержки 16-разрядной адресации; запуск процессора сразу в 64-битном режиме; работу исключительно с 64-разрядным UEFI; ликвидацию первого и второго колец защиты, ненужных для современных ОС; отключение доступа к портам ввода/вывода из третьего кольца защиты; отмену строковых операций с портами ввода/вывода; ликвидацию контроллера прерываний 8259; а также возможность запуска старых ОС исключительно через эмуляцию.

Прошлое крупное изменение в архитектуре x86 — добавление в неё 64-битных регистров и режимов x86-64 было реализовано по инициативе AMD, вынесшей соответствующее предложение в 1999 году. Первый процессор компании с поддержкой x86-64 появился в 2003 году, а Intel добавила поддержку 64-битных приложений лишь в 2004 году. Но на этот раз Intel решила выступить локомотивом прогресса и не отдавать конкуренту инициативу по внедрению давно назревших преобразований.

Впрочем, появление детализированной спецификации x86S совсем не означает, что Intel собирается начать её широкомасштабное внедрение в ближайшее время. Однако очевидно, что работа в этом направлении ведётся, и инженеры ищут направления для упрощения и повышения производительности будущих процессоров, в том числе и путём внесения изменений в базовую функциональность. Как полагает Intel, переход на архитектуру x86S станет логичным шагом после отказа от адресной линии A20 в 2008 году (через неё процессоры Intel 8086 могли адресовать до 1 Мбайт памяти) и происходящей сейчас ликвидации поддержки 16- и 32-битных ОС на уровне BIOS материнских плат.

Производитель чипов PowerLeader из Китая показал x86-процессор Powerstar, который дебютирует на местном рынке. Утверждается, что они значительно быстрее процессоров местного производства. Новинки показали в ходе недавней пресс-конференции в Китае. Производитель заявил, что намерен ежегодно продавать 1,5 млн экземпляров CPU Powerstar. Интересно, что новинка удивительным образом похожа на чипы Intel Core.

Источник изображения: WccfTech

Предполагается, что чрезвычайно быстрые новинки смогут успешно конкурировать с китайскими же процессорами Zhaoxin и Loongson нескольких поколений. PowerLeader рассчитывает, что Powerstar будут востребованы в различных сегментах рынка — от государственных ведомств до сферы финансов, медицины, розничной торговли и даже в игровой отрасли. Компания сообщила, что подготовила план выпуска продуктов и продолжит совершенствовать свои новые решения.

Ожидается, что в продаже появятся и готовые продукты с новыми процессорами, включая настольные компьютеры, рабочие станции и промышленные ПК. При этом пока не сообщалось, будут ли Powerstar продавать в розницу, обычным покупателям для самостоятельной сборки компьютеров. В ходе пресс-конференции компания продемонстрировала CPU с кодовым именем PL PSTAR P3 (P3-01105) с тактовой частотой ядер 3,7 ГГц.

Они удивительно похожи на процессоры Intel с сокетом LGA 1200. Кроме того, наименование новинки и частота очень напоминают Core i3-10105. А главное, QR-код в правом верхнем углу печатной платы Powerstar P3-01105 совпадает с кодом на процессорах Intel. Таким образом можно практически со 100-процентной уверенностью говорить, что Powerstar представляют собой ребрендинг процессоров Intel для китайского рынка.

На подробную информацию стоит рассчитывать только тогда, когда в распоряжении специалистов появится сам процессор и новые детали о платформе в целом. Отметим, что Intel давно сотрудничает с рядом китайских компаний на ниве адаптации своих процессоров к китайскому рынку — так, Montage Technology продаёт модифицированные Intel Xeon под брендом Jintide. Также есть и китайские клоны процессоров AMD Ryzen и EPYC от Hygon.

Зачем PowerLeader проводить ребрендинг Intel Core i3-10105? Весьма вероятно, что такой подход к брендингу обусловлен те, что китайские технологические компании могут получить выгодные субсидии, разрабатывая и выпуская «внутренние продукты».