Фокстон Технология
 |
Foxton — кодовое название Intel для технологии управления питанием, которую изначально планировалось включить в первый двухъядерный процессор Itanium 2 (под кодовым названием Montecito ). Обеспечивая очень детальный контроль напряжения и тактовой частоты внутри процессора, он был предназначен для оптимизации производительности программного обеспечения для конкретных рабочих нагрузок, гарантируя при этом, что энергопотребление останется ниже определенного значения. Из-за неуказанных проблем Foxton не был включен в первоначальный выпуск Montecito. Согласно источникам в Intel на тот момент, он рассматривался для будущих версий процессора Itanium 2. Похоже, что он не использовался ни в одном процессоре Itanium до того, как Intel отказалась от всей линейки продуктов.
Как это работает
[ редактировать ]Технология Foxton включала в себя высокотехнологичную сеть генерации и распределения тактовых импульсов. Благодаря этой технологии процессор непрерывно измерял общее энергопотребление, нагрузку на процессор, напряжение и качество распределения тактовой частоты по всему устройству и мог обеспечивать чрезвычайно точную степень детализации соотношения тактовой частоты к напряжению в динамических условиях. В результате Foxton позволил процессору игнорировать заводские настройки, которые установлены на относительно высоких уровнях напряжения на любой заданной частоте, чтобы обеспечить устойчивость к случайным изменениям напряжения. Динамически контролируя напряжение и частоту по всему устройству, Foxton смогла оптимизировать производительность для конкретных рабочих нагрузок, гарантируя при этом, что энергопотребление останется ниже заданных пороговых значений.
Foxton улучшил энергоэффективность при любой заданной тактовой частоте, но это не было основной причиной его разработки. Процессоры Itanium 2 реализовали широкую микроархитектуру, которая имела огромную потенциальную вычислительную мощность (теоретически способную поддерживать пропускную способность в шесть инструкций за цикл). Однако большинство программных приложений не могли использовать все доступные ресурсы выполнения из-за отсутствия адекватного параллелизма на уровне команд . Неактивные ресурсы означают меньшую активность переключения транзисторов, что снижает общее энергопотребление. Поскольку Itanium 2 имел широкую архитектуру, снижение энергопотребления при выполнении среднего кода могло быть существенным. Поскольку тактовая частота современных микропроцессоров ограничена энергопотреблением, отсутствие заполнения диапазона мощности приводит к потере производительности. Foxton воспользовался этим снижением, увеличив тактовые частоты для повышения производительности, сохранив при этом общее энергопотребление ниже заданных пороговых значений. Результатом должна была стать архитектура процессора, которая могла бы динамически оптимизировать производительность и энергопотребление в широком диапазоне рабочих нагрузок.
Чип с поддержкой Foxton имел переменное напряжение и частоту, настроенные в соответствии с номинальной мощностью, которую можно было указать с помощью программного обеспечения. Тактовая частота и напряжение были отрегулированы так, чтобы потребление чипа оставалось в пределах допустимого. В зависимости от фактической схемы использования чип мог увеличивать или уменьшать масштаб, подавая на ядро необходимое напряжение. При так называемых рабочих нагрузках «низкой активности», которые во время выполнения выделяют меньше тепла, процессор ускоряется до тех пор, пока не достигнет номинальной мощности. И наоборот, «высокоактивные» нагрузки могут привести к тому, что чип снизит напряжение ядра и тактовую частоту, оставаясь ниже номинальной мощности. Рабочие нагрузки с низкой активностью обычно включают в себя интенсивные целочисленные вычисления, такие как коммерческие приложения и приложения баз данных. Ожидалось, что технология Foxton повысит производительность этих приложений примерно на 10% по сравнению с тем же процессором, работающим с «фиксированной тактовой частотой». Рабочие нагрузки с высокой активностью включают в себя интенсивные вычисления с плавающей запятой , такие как научное моделирование и моделирование НИОКР . Номинальные тактовые частоты процессоров Itanium с Foxton основывались на энергопотреблении для этих интенсивных вычислений.
Intel заявила, что технология Foxton появится не только в семействе Itanium, но позже и в Xeon. Однако, похоже, этого не произошло.