Už jsme dnes psali o bolestivých krocích, kterými teď prochází Intel kvůli problémům firmy s rentabilitou. Ty jsou zejména způsobené tím, že udržuje a buduje vlastní továrny na čipy, bez nich jako „fabless“ aktér by pravděpodobně byl v zisku. Mezi opatřeními, která Lip-Bu Tan oznámil, je ale i jedna nečekaná věc. Procesory Intelu by se měly vrátit k technice Hyper-Threading zpracovávající více vláken najednou. A to je zvláštní…
HT se vrací
Hyper-Threading či HT (což je vlastní označení používané Intelem) nebo obecně řečeno SMT (Simultaneous Multi Threading) je technologie spočívající v tom, že jedno jádro procesoru umí současně zpracovávat více vláken – obvykle dvě, ale například některé procesory IBM Power nebo někdejší Sparc dokonce osm. Motivace je taková, že další vlákno či vlákna umožňují využít zdroje v procesoru, které jedno vlákno nevytíží, například protože program čeká na data z paměti. Obvykle by tato technika měla zlepšit mnohovláknový výkon.
HT byl v procesorech Intel stálice od architektury Nehalem (prvních procesorů s označením „Core i“ z roku 2008), byť předtím už ho jako první zkoušelo Pentium 4. Loni ho ale Intel oficiálně zavrhl v procesorech Core Ultra 200 pro notebooky (Lunar Lake) a pak i desktopy (Arrow Lake). Jejich jádro P-Core, kódově označené Lion Cove, zpracovává už jen jedno vlákno. Intel si od odebrání HT (SMT) sliboval zmenšení čipu a lepší efektivity díky tomu, že je jádro P-Core zcela specializováno na jednovláknový výkon. Podrobně jsme to popisovali v rozboru architektury:
Revitalizace x86
Teď Intel ve stejném prohlášení, v němž oznámil zrušení továren v Evropě a Kostarice, také uvádí, že chce učinit kroky, které by zastavily a obrátily ústup jeho tržního podílu v procesorech pro PC i servery, doslova revitalizovat „ekosystém Intel x86“.
A mezi těmito revitalizačními kroky či pokusy Lip-Bu Tan uvádí opětovný návrat k Hyper-Threadingu. Právě jeho opuštění dává za příklad chyby, která Intel stála podíl na trhu a tržby, doslova říká, že se tím firma dostala do „konkurenční nevýhody“ a zatímco návrat této technologie pomůže „dohnat deficit ve výkonu“.
…we are reintroducing simultaneous multi-threading (SMT). Moving away from SMT put us at a competitive disadvantage. Bringing it back will help us close performance gaps.
Je třeba upozornit, že tato slova o Hyper-Threadingu (Lip-Bu Tan mimochodem nepoužil firemní značku HT, ale generický termín SMT, kterým svojí implementaci označuje i AMD) padla v kontextu procesorů Xeon pro servery. Ty sdílí velká jádra (P-Core) s procesory Core / Core Ultra pro desktopy a notebooky, takže se tento výrok může vztahovat i na „klientské“ procesory pro běžného člověka. Ale také nemusí. Návrat HT by pro řadu uživatelů mohl být vítán, protože by zlepšil mnohovláknový výkon desktopových procesorů. Absence HT kvůli tomuto byla jednou z nejčastějších kritik na adresu nových procesorů Intelu (otázka je, zda ne zástupnou).
Intel Xeon 6700P (LGA 4710) a 6900P (LGA 7592)
Zrušení HT v serverech?
Celá tato zmínka o návratu HT ovšem v jedné věci nesedí a může tak být signifikantnějsí, než se zdá. To, že měly procesory Xeon pro servery HT (SMT) ztratit, je totiž něco, co se dosud nevědělo, takový plán nebyl znám. Ačkoliv totiž jádro Lion Cove v procesorech pro PC odstranilo podporu HT, samotný Intel upozorňoval, že jde o konfigurovatelný rys jádra a ač verze použitá v procesorech Lunar Lake a Arrow Lake tuto technologii nepoužila, v architektuře je na ni pamatováno. A co je důležité, přímo inženýři Intelu tehdy v rozhovorech říkali, že příští generace serverových procesorů odvozená od této architektury bude HT (SMT) stále používat.
Tou příští generací procesorů jsou Xeony 7000 „Diamond Rapids“ (následující po nynějších Xeonech Scalable 6. generace Granite Rapids). Ty nemají přímo jádro Lion Cove, ale je v nich odvozenina jen mírněji upraveného odvozeného jádra Cougar Cove vyráběná 1,8nm procesem (Cougar Cove bude i v procesorech Core Ultra 300 „Panther Lake“ pro PC, které vyjdou letos). Toto jádro není „tock“ či nová architektura a mělo by tak obsahovat jen menší evoluční změny.
Je nepravděpodobné, že by zrovna v tomto jádru Intel udělal tak radikální krok, že by ho od základu navrhl bez podpory Hyper-Threadingu, na rozdíl od předchozího Lion Cove. Takovéto velké změny by se daly čekat až v další generaci jádra P-Core, která právě přinese opět novou architekturu. To má nastat v jádru Coyotte Cove, jež už má pohánět další generaci procesorů pro desktop a notebooky v roce 2026 – Core Ultra 400 „Nova Lake“. Ovšem příští generace Xeonů už zase může být založená až na jeho evoluční verzi – ta snad má označení Griffin Cove (v PC by se měla objevit v Core Ultra 500 „Razer Lake“ v roce 2027).
Jenže zde je zase ten problém, že jádro Coyotte Cove už teď musí být dávno hotové, architekturu už Intel určitě uzavřel před nějakou dobou, jelikož do vydání Nova Lake zbývá okolo roku a půl času. Nova Lake zrovna nyní prochází nebo už prošlo tape-outem. Je zcela nemožné, aby se teď do této architektury opožděně přidávala podpora Hyper-Threadingu. Je teoreticky možné, že Intel původně plánoval serverovou verzi odvozenou od této architektury vyrábět bez HT, ale jestli se u ní dá v pozdní fázi vývoje HT zase zapnout, tak jedině tehdy, pokud od začátku jádro na tuto možnost je připravené.
Což by znamenalo, že je na tom stejně jako Lion Cove nyní a není proti němu změnou. I v takovémto případě by neplánované přidání HT, zřejmě odložilo vydání CPU, pokud by rozhodnutí nebylo učiněno v dostatečném předstihu (dejme tomu několik měsíců, ale spíše rok a více) před tape-outem, který sám nastává rok až rok a půl před vydáním. Pokud by HT nikdy v jádru nebylo plánováno, bavili bychom se nejspíše o alespoň třech letech.
Alternativní vysvětlení: HT u malých jader?
Celý výrok k HT by ale mohl být ještě o něčem jiném. Šéf Intelu by teoreticky mohl mluvit o procesorech Xeon s malými jádry (E-Core), které Intel začal vyrábět – jde o Xeony 6700E a 6900E. Protože E-Core nikdy neuměla zpracovávat dvě vlákna na jádře pomocí HT, serverové procesory založené na nich tuto funkci na rozdíl od Xeonů s jádry P-Core nemohou mít.
Je možné, že prodeje těchto procesorů byly zklamáním a Intel teď došel k rozhodnutí nepokračovat v jejich linii. Slova o opuštzění HT v serverových procesorech možná mluví prostě o těchto Xeonech s E-Core (byť ty jsou toliko volitelnou alternativou k modelům s P-Core a s HT). A že se ukázaly být omylem, pročež se nyní „vrací k HT“ v tom smyslu, že v budoucnu už zase bude vyrábět pouze serverové procesory s velkými jádry P-Core a s HT.
Důvod, proč to není řečeno přímo, ale takto zaobaleně, může být ten, že pak zrušení E-Core Xeonů nevyznívá jako takový těžký neúspěch.
Hyper-Threading a unifikované jádro
Je tu ale ještě jedna věc, která hypotézy kolem konce a návratu HT komplikuje. Podle řady zdrojů teď Intel směřuje k tomu, že ukončí vývoj linie CPU architektur, která je dnes používaná ve velkých jádrech P-Core, tedy všechny ty architektury označené „Cove“. Tato jádra vyvíjí izraelský týmu v Haifě, který kdysi zářil (zachránil Intel v době Pentia 4 pomocí procesorů Core a Core 2, poté vyvinul Sandy Bridge, Skylake a následující velká jádra).
Ale v posledních letech tento tým zdá se ztratil dech – jeho jádra nezvyšují výkon tak rychle, jak by bylo třeba (viz poměrně malý nárůst výkonu v Lion Cove), ačkoliv jsou technicky velmi komplexní a zabírají velkou plochu na čipu. Zdá se, že konkurenční AMD je schopné stejný (ne-li lepší, když přihlédneme například k AVX-512) výkon dosáhnout v mnohem menší ploše, a to měl teď Intel výhodu 3nm procesu proti staršímu 4nm u Zenu 5. Nevýhoda je to i proti ještě kompaktnějším jádrům ARMu. Jinými slovy, linie architektur Cove zřejmě je už příliš zatížená svou historií a její autoři nejsou schopní ji omladit a zefektivnit, čímž trpí její konkurenceschopnost.
Procesorová architektura Intel Lion Cove – Prezentace z Computexu 2024
Haifa versus Austin
Naproti tomu u malých/efektivních jader E-Core v posledních letech dochází k explozivnímu nárůstu výkonu, kdy docela rychle dobíhají výkon předchozích generací velkých jader z Haify. Tato jádra vyvíjí tým v texaském Austinu a co je důležité: zdá se, že dokáže vyvinout naopak architekturu úspornou co do spotřeby i do plochy na čipu. Proslýchá se proto, že Intel původní linii jader P-Core opustí a nechá Austin vyvíjet jak P-Core, tak E-Core, přičemž výchozím bodem bude dosavadní linie jader E-Core. Ironicky je podobné momentu z roku 2006, kdy Intel opustil problémové Pentium 4, nahradil ho jádrem Pentia M právě od izraelského týmu a okamžitě z toho byl triumf nad do té doby vedoucím AMD.
Mělo by to ale být tak, že z linie jader E-Core se odštěpí větší jádro, které bude mít dále posílený výkon (vyšší IPC, vyšší frekvence) tak, aby mohlo hrát roli P-Core. Této strategii se říká „Unified Core“, což asi neznamená, že skončí hybridní CPU a rozlišení mezi P-Core a E-Core (ani to neznamená, že velká jádra už nebudou používána), ale to, že obě verze jader budou vycházet ze společného architektonického základu. Toto „Unified Core“ by podle některých zpráv nebo možná odhadů mělo nastoupit v letech 2028 až 2029. Bylo by v procesorech následujících po Razer Lake, tedy v Core Ultra 600 (možná kódově označených „Titan Lake“).
Jenže: Jádra E-Core nyní nemají HT, tato technologie nebyla nikdy součástí jejich architektury (s výjimkou původních in-order procesorů Atom „Bonnell“, s nimiž ale následující out-of-order jádra line „Mont“ nejsou ani moc příbuzná). Dá se tedy čekat, že podle původního plánu Unified Core vůbec nemělo Hyper-Threading. Lip-Bu Tan tedy možná nyní mluví o tom, že rozhodl o dodatečném přidání HT do architektury unifikovaného jádra – buď jen pro variantu P-Core, nebo možná i pro E-Core.
Pesimističtější scénář by mohl být, že naopak kvůli absenci HT bylo upuštěno od plánu přejít na toto nové unifikované jádro – že místo toho Intel nechá dál izraelský tým patlat neefektivní velká jádra linie „Cove“ i s jejich neefektivně velkou zabranou plochou na čipu. Což nezní jako dobré rozhodnutí, protože při menší ploše jádra lze jednoduše na čip dostat více menších jader, což deficit chybějícího HT může snadno vyrovnat. Momentálně se zdá, že CPU tým v Austinu je skutečně schopnější a pro Intel nejspíš bude lepší, pokud přejde na jeho unifikované jádro, takže doufejme Lip-Bu Tan neudělá takovouto chybu.
Co to mělo znamenat, teprve uvidíme…
Zde asi nezbývá než si počkat na další informace, než bude jasnější, co tato informace vlastně sděluje o kvasu a varu uvnitř Intelu. Snad to přinese příjemná a ne nepříjemná překvapení.
Také je možné, že vrácení HT do procesorů ve skutečnosti není žádná velká změna, kterou by teď udělalo nové vedení a celé prohlášení je takové vrtění psem a humbuk o ničem. Lip-Bu Tan možná jenom potřeboval nějaký jednoduchý příklad, kterému by porozuměli investoři, kteří asi často nemají bůhvíjakou intuici pro to, jak komplexně vývoj procesorů a byznys kolem nich fungují. A zvolil případ Hyper Threadingu, na kterém lze ukázat, že firma dělá změny, koriguje předchozí chyby (což implikuje, že v budoucnu bude líp) a reaguje na přání trhu. I když reálně strategie možná pokračuje beze změn.
Realita je taková, že důvod, proč Intel je v oné „konkurenční nevýhodě“, není rozhodně jenom chybějící HT, a jenom jeho návrat rozhodně situaci nenapraví (byť může ke zlepšení výkonu přispět). Nicméně, investoři do akcií nejspíš podobně jako voliči slyší na jednoduchá vysvětlení problémů a jednoduchá nabízená řešení. A nevidí, že ve skutečnosti jsou problémy mnohem složitější a žádná jednoduchá řešení na ně nebudou stačit.
Zdroj: Intel
