AVX-512 అంటే ఏమిటి మరియు ఇంటెల్ దానిని ఎందుకు నాశనం చేస్తోంది?

మీ పరికరంలోని CPU ప్రతి సెకనుకు మిలియన్ల కొద్దీ గణనలను నిర్వహిస్తుంది మరియు మీ కంప్యూటర్ ఎలా పనిచేస్తుందో దానికి బాధ్యత వహిస్తుంది. CPUతో పని చేయడం అనేది అరిథ్మెటిక్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ (ALU), ఇది గణిత పనులకు బాధ్యత వహిస్తుంది మరియు CPUల మైక్రోకోడ్ ద్వారా నడపబడుతుంది.

ఇప్పుడు, ఆ CPU మైక్రోకోడ్ స్థిరమైనది కాదు మరియు మెరుగుపరచబడుతుంది మరియు అటువంటి మెరుగుదలలలో ఒకటి Intel యొక్క AVX-512 సూచనల సెట్. అయినప్పటికీ, ఇంటెల్ AVX-512ని చంపడానికి సిద్ధంగా ఉంది, దాని CPUల నుండి దాని కార్యాచరణను తొలగిస్తుంది. కానీ ఎందుకు? ఇంటెల్ AVX-512ని ఎందుకు చంపుతోంది?

రోజు యొక్క వీడియోను తయారు చేయండి

ALU ఎలా పని చేస్తుంది?

AVX-512 సూచనల సెట్ గురించి తెలుసుకునే ముందు, ALU ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థం చేసుకోవడం చాలా అవసరం.

విండోస్ 10 ని యుఎస్‌బికి ఎలా ఇన్‌స్టాల్ చేయాలి

పేరు సూచించినట్లుగా, అరిథ్మెటిక్ ప్రాసెసింగ్ యూనిట్ గణిత పనులను నిర్వహించడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ టాస్క్‌లలో కూడిక, గుణకారం మరియు ఫ్లోటింగ్ పాయింట్ లెక్కల వంటి ఆపరేషన్‌లు ఉంటాయి. ఈ పనులను పూర్తి చేయడానికి, ALU అప్లికేషన్-నిర్దిష్ట డిజిటల్ సర్క్యూట్రీని ఉపయోగిస్తుంది, ఇది CPU యొక్క క్లాక్ సిగ్నల్ ద్వారా నడపబడుతుంది.

కాబట్టి, CPU యొక్క క్లాక్ స్పీడ్ ALUలో సూచనలను ప్రాసెస్ చేసే రేటును నిర్వచిస్తుంది. కాబట్టి, మీ CPU 5GHz క్లాక్ ఫ్రీక్వెన్సీలో నడుస్తుంటే, ALU ఒక సెకనులో 5 బిలియన్ సూచనలను ప్రాసెస్ చేయగలదు. ఈ కారణంగా, గడియారం వేగం పెరిగేకొద్దీ CPU పనితీరు మెరుగుపడుతుంది.

CPU క్లాక్ స్పీడ్ పెరిగేకొద్దీ, CPU ద్వారా ఉత్పత్తి అయ్యే వేడి మొత్తం పెరుగుతుంది. ఈ కారణంగా, విద్యుత్ వినియోగదారులు తమ సిస్టమ్‌లను ఓవర్‌క్లాక్ చేసేటప్పుడు ద్రవ నత్రజనిని ఉపయోగిస్తారు. దురదృష్టవశాత్తూ, అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద ఈ ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల CPU తయారీదారులు క్లాక్ ఫ్రీక్వెన్సీని నిర్దిష్ట థ్రెషోల్డ్‌లో పెంచకుండా నిరోధిస్తుంది.

కాబట్టి పాత పునరావృతాలతో పోలిస్తే కొత్త తరం ప్రాసెసర్ మెరుగైన పనితీరును ఎలా అందిస్తుంది? బాగా, CPU తయారీదారులు పనితీరును పెంచడానికి సమాంతరత భావనను ఉపయోగిస్తారు. CPU యొక్క గణన శక్తిని మెరుగుపరచడానికి అనేక విభిన్న ప్రాసెసింగ్ కోర్‌లను ఉపయోగించే మల్టీకోర్ ఆర్కిటెక్చర్‌ని ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ సమాంతరతను సాధించవచ్చు.

పనితీరును మెరుగుపరచడానికి మరొక మార్గం SIMD సూచనల సెట్‌ను ఉపయోగించడం. సరళంగా చెప్పాలంటే, ఒకే సూచన బహుళ డేటా సూచన వివిధ డేటా పాయింట్‌లలో ఒకే సూచనను అమలు చేయడానికి ALUని అనుమతిస్తుంది. ఈ రకమైన సమాంతరత CPU పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది మరియు AVX-512 అనేది నిర్దిష్ట విధులను నిర్వహిస్తున్నప్పుడు CPU పనితీరును పెంచడానికి ఉపయోగించే SIMD సూచన.

ALUకి డేటా ఎలా చేరుతుంది?

ఇప్పుడు మనకు ALU ఎలా పని చేస్తుందనే దానిపై ప్రాథమిక అవగాహన ఉంది, ALUకి డేటా ఎలా చేరుతుందో మనం అర్థం చేసుకోవాలి.

ALUని చేరుకోవడానికి, డేటా వేర్వేరు స్టోరేజ్ సిస్టమ్‌ల ద్వారా తరలించాలి. ఈ డేటా ప్రయాణం కంప్యూటింగ్ సిస్టమ్ యొక్క మెమరీ సోపానక్రమం మీద ఆధారపడి ఉంటుంది. ఈ సోపానక్రమం యొక్క సంక్షిప్త అవలోకనం క్రింద ఇవ్వబడింది:

సెకండరీ మెమరీ: కంప్యూటింగ్ పరికరంలోని సెకండరీ మెమరీ శాశ్వత నిల్వ పరికరాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ పరికరం డేటాను శాశ్వతంగా నిల్వ చేయగలదు కానీ CPU వలె వేగంగా ఉండదు. దీని కారణంగా, CPU సెకండరీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ నుండి నేరుగా డేటాను యాక్సెస్ చేయదు.
ప్రాథమిక జ్ఞాపకశక్తి: ప్రాథమిక నిల్వ వ్యవస్థలో రాండమ్ యాక్సెస్ మెమరీ (RAM) ఉంటుంది. ఈ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ సెకండరీ స్టోరేజ్ సిస్టమ్ కంటే వేగవంతమైనది కానీ డేటాను శాశ్వతంగా నిల్వ చేయదు. అందువల్ల, మీరు మీ సిస్టమ్‌లో ఫైల్‌ను తెరిచినప్పుడు, అది హార్డ్ డ్రైవ్ నుండి RAMకి కదులుతుంది. CPU కోసం RAM కూడా తగినంత వేగంగా లేదు.
కాష్ మెమరీ: CPUలో కాష్ మెమరీ పొందుపరచబడింది మరియు ఇది కంప్యూటర్‌లో వేగవంతమైన మెమరీ సిస్టమ్. ఈ మెమరీ సిస్టమ్ మూడు భాగాలుగా విభజించబడింది, అవి L1, L2 మరియు L3 కాష్ . ALU ద్వారా ప్రాసెస్ చేయవలసిన ఏదైనా డేటా హార్డ్ డ్రైవ్ నుండి RAMకి ఆపై కాష్ మెమరీకి మారుతుంది. ALU కాష్ నుండి నేరుగా డేటాను యాక్సెస్ చేయదు.
CPU నమోదులు: కంప్యూటింగ్ పరికరంలోని CPU రిజిస్టర్ పరిమాణం చాలా చిన్నది మరియు కంప్యూటర్ ఆర్కిటెక్చర్ ఆధారంగా, ఈ రిజిస్టర్‌లు 32 లేదా 64 బిట్‌ల డేటాను కలిగి ఉంటాయి. డేటా ఈ రిజిస్టర్‌లలోకి మారిన తర్వాత, ALU దానిని యాక్సెస్ చేయగలదు మరియు చేతిలో ఉన్న పనిని చేయగలదు.

AVX-512 అంటే ఏమిటి మరియు ఇది ఎలా పని చేస్తుంది?

AVX 512 సూచన సెట్ AVX యొక్క రెండవ పునరావృతం మరియు 2013లో ఇంటెల్ ప్రాసెసర్‌లకు దారితీసింది. అడ్వాన్స్‌డ్ వెక్టర్ ఎక్స్‌టెన్షన్‌లకు సంక్షిప్తంగా, AVX ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్ మొదట ఇంటెల్ యొక్క జియోన్ ఫై (నైట్స్ ల్యాండింగ్) ఆర్కిటెక్చర్‌లో ప్రవేశపెట్టబడింది మరియు తరువాత ఇంటెల్ సర్వర్‌లోకి మార్చబడింది. Skylake-X CPUలలో ప్రాసెసర్లు.

అదనంగా, AVX-512 ఇన్స్ట్రక్షన్ సెట్ కానన్ లేక్ ఆర్కిటెక్చర్‌తో వినియోగదారు-ఆధారిత సిస్టమ్‌లకు దారితీసింది మరియు తరువాత ఐస్ లేక్ మరియు టైగర్ లేక్ ఆర్కిటెక్చర్‌లచే మద్దతు లభించింది.

డేటా కంప్రెషన్, ఇమేజ్ ప్రాసెసింగ్ మరియు క్రిప్టోగ్రాఫిక్ గణనలతో కూడిన పనులను వేగవంతం చేయడం ఈ సూచనల సెట్ యొక్క ప్రధాన లక్ష్యం. పాత పునరావృతాలతో పోల్చితే రెట్టింపు గణన శక్తిని అందిస్తూ, AVX-512 సూచనల సెట్ గణనీయమైన పనితీరు లాభాలను అందిస్తుంది.

కాబట్టి, AVX-512 ఆర్కిటెక్చర్‌ని ఉపయోగించి Intel దాని CPUల పనితీరును ఎలా రెట్టింపు చేసింది?

బాగా, ముందుగా వివరించినట్లుగా, ALU CPU యొక్క రిజిస్టర్‌లో ఉన్న డేటాను మాత్రమే యాక్సెస్ చేయగలదు. అడ్వాన్స్‌డ్ వెక్టర్ ఎక్స్‌టెన్షన్స్ ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్ ఈ రిజిస్టర్‌ల పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది.

ఈ పరిమాణంలో పెరుగుదల కారణంగా, ALU ఒకే సూచనలో బహుళ డేటా పాయింట్‌లను ప్రాసెస్ చేయగలదు, సిస్టమ్ పనితీరును పెంచుతుంది.

రిజిస్టర్ సైజు పరంగా, AVX-512 ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్ ముప్పై-రెండు 512-బిట్ రిజిస్టర్‌లను అందిస్తుంది, ఇది పాత AVX ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్‌తో పోల్చినప్పుడు రెట్టింపు.

పవర్ ప్లాన్ విండోస్ 10 ని మార్చలేరు

ఇంటెల్ AVX-512ను ఎందుకు ముగించింది?

ముందుగా వివరించినట్లుగా, AVX-512 సూచనల సెట్ అనేక గణన ప్రయోజనాలను అందిస్తుంది. వాస్తవానికి, TensorFlow వంటి ప్రముఖ లైబ్రరీలు సూచనల సెట్‌కు మద్దతు ఇచ్చే CPUలపై వేగవంతమైన గణనలను అందించడానికి సూచనల సెట్‌ను ఉపయోగిస్తాయి.

కాబట్టి, ఇంటెల్ దాని ఇటీవలి ఆల్డర్ లేక్ ప్రాసెసర్‌లలో AVX-512ని ఎందుకు నిలిపివేస్తోంది?

బాగా, ఆల్డర్ లేక్ ప్రాసెసర్‌లు ఇంటెల్ తయారు చేసిన పాత వాటికి భిన్నంగా ఉంటాయి. పాత సిస్టమ్‌లు ఒకే ఆర్కిటెక్చర్‌పై నడుస్తున్న కోర్లను ఉపయోగించగా, ఆల్డర్ లేక్ ప్రాసెసర్‌లు రెండు వేర్వేరు కోర్లను ఉపయోగిస్తాయి. ఆల్డర్ లేక్ CPUలలోని ఈ కోర్లను అంటారు పి మరియు ఇ-కోర్లు మరియు వివిధ నిర్మాణాల ద్వారా శక్తిని పొందుతాయి.

పి-కోర్‌లు గోల్డెన్ కోవ్ మైక్రోఆర్కిటెక్చర్‌ను ఉపయోగిస్తుండగా, ఇ-కోర్లు గ్రేస్‌మాంట్ మైక్రోఆర్కిటెక్చర్‌ను ఉపయోగిస్తాయి. ఆర్కిటెక్చర్‌లలో ఈ వ్యత్యాసం నిర్దిష్ట సూచనలను ఒక ఆర్కిటెక్చర్‌పై అమలు చేయగలిగినప్పుడు షెడ్యూలర్ సరిగ్గా పని చేయకుండా నిరోధిస్తుంది.

ఆల్డర్ లేక్ ప్రాసెసర్‌ల విషయంలో, AVX-512 ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్ అటువంటి ఉదాహరణ, ఎందుకంటే P-కోర్‌లు సూచనలను ప్రాసెస్ చేయడానికి హార్డ్‌వేర్‌ను కలిగి ఉంటాయి, కానీ E-కోర్‌లు అలా చేయవు.

ఈ కారణంగా, ఆల్డర్ లేక్ CPUలు AVX-512 సూచనల సెట్‌కు మద్దతు ఇవ్వవు.

AVX-512 సూచన నిర్దిష్ట ఆల్డర్ లేక్ CPUలపై అమలు చేయగలదు, ఇక్కడ ఇంటెల్ వాటిని భౌతికంగా కలపలేదు. అదే చేయడానికి, వినియోగదారులు BIOS సమయంలో E-కోర్‌లను నిలిపివేయాలి.

వినియోగదారు చిప్‌సెట్‌లలో AVX-512 అవసరమా?

AVX-512 సూచనల సెట్ దాని పనితీరును మెరుగుపరచడానికి CPU యొక్క రిజిస్టర్ పరిమాణాన్ని పెంచుతుంది. పనితీరులో ఈ బూస్ట్ సంఖ్యలను వేగంగా క్రంచ్ చేయడానికి CPUలను అనుమతిస్తుంది, వినియోగదారులు వీడియో/ఆడియో కంప్రెషన్ అల్గారిథమ్‌లను వేగవంతమైన వేగంతో అమలు చేయడానికి అనుమతిస్తుంది.

AVX-512 ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్‌లో అమలు చేయడానికి ప్రోగ్రామ్‌లో నిర్వచించబడిన సూచనలను ఆప్టిమైజ్ చేసినప్పుడు మాత్రమే పనితీరులో ఈ బూస్ట్ గమనించబడుతుంది.

ఈ కారణంగా, AVX-512 వంటి ఇన్‌స్ట్రక్షన్ సెట్ ఆర్కిటెక్చర్‌లు సర్వర్ వర్క్‌లోడ్‌లకు మరింత సరిపోతాయి మరియు AVX-512 వంటి సంక్లిష్ట సూచన సెట్‌లు లేకుండా వినియోగదారు-గ్రేడ్ చిప్‌సెట్‌లు పని చేయగలవు.