Для некоторых приложений AVX (Advanced Vector Extensions) играют важную роль в качестве специального расширения набора инструкций x86. Как Intel, так и AMD используют эти наборы команд вплоть до AVX шириной 512 бит. Инструкции AVX-512 официально используется Intel в процессорах SkyLake-X, Xeon Phi x200 и Xeon Scalable.
Очевидно, что в ближайшем будущем AVX-512 будут также играть роль и для первых потребительских процессоров. По крайней мере об этом говорится в документе от Intel, который называется Intel Architecture Instruction Set Extensions and Future Features Programming Reference. Процессоры Cannon Lake будут подняты до того же уровня, что и модели Skylake SP. Cannon Lake теперь будет поддерживать команды AVX512F, AVX512CD, AVX512DQ, AVX512BW и AVX512VL. Кроме того, наборы команд AVX512_IFMA и AVX512_VBMI являются единственными, которые зарезервированы для процессоров Cannon Lake и Ice Lake.
Как только будут выпущены первые процессоры Ice Lake в следующем году, у них станут также доступны наборы команд AVX512_VPOPCNTDQ, AVX512_VNNI, AVX512_VBMI2, AVX512+VPCLMULQDQ и AVX512_BITALG. Некоторые из них уже будут использоваться процессорами Xeon Phi Khights Mill.
Добавление новых наборов команд также будет полезно для конечных пользователей
Что вначале звучит очень сложно и дает мало понимания, что на самом деле делают наборы команд, в конечном итоге может дать явные преимущества для конкретного пользователя. Наборы команд AVX ускоряют вычисления с плавающей запятой, особенно в некоторых мультимедийных приложениях. Однако такие наборы инструкций также полезны и для криптографии, поскольку они могут значительно ускорить процесс шифрования и дешифрования.
Остается открытым вопрос относительно того, как Intel будет разделять процессоры для потребительского рынка и те, что используются в профессиональных целях, и, соответственно, выпускать определенные команды для них или нет. Это зависит от конкретного применения процессора. В некоторых областях имеет смысл активировать определенные функции только при наличии определенного количества ядер. Это относится к Skylake-X со специальными командами, называемыми AVX-512-F для блоков FMA. Если процессор Skylake-X имеет больше десяти ядер, соответствующие вычисления внезапно ускоряются вдвое, потому что Intel для процессоров с количеством ядер меньше десяти отключает один из двух блоков FMA на ядро.
AVX-512 стал большим преимуществом для кодирования и декодирования видео. То же самое относится к рендерингу. С Ice Lake такие специальные наборы инструкций будут играть ещё более важную роль. Приложения глубокого обучения здесь получают свои собственные наборы команд (AVX512_VNNNI). CLWB (Cache Line Write Back) также ускорит доступ к NVMe дискам. Intel уже предоставляет необходимую информацию, позволяющую соответствующим образом адаптировать программное обеспечение.
У AVX также есть и недостатки
Использование AVX инструкций имеет также и недостатки. Используя определенные блоки FMA, энергопотребление процессора может значительно превышать нормальный уровень. Поэтому при использовании наборов инструкций производители иногда значительно снижают тактовую частоту. Тем не менее, Intel не делает никаких официальный заявлений на этот счет, поэтому вы сможете встретить некоторые сюрпризы, если приложение использует инструкции AVX. Intel снижает тактовую частоту процессоров Skylake-X вплоть до 900 МГц, чтобы оставаться в пределах TDP процессора.
Оверклокер может столкнуться с некоторыми проблемами в соответствующих тестах, которые используют команды AVX. Высокопроизводительные процессоры Intel уже используют мощность вдвое превышающую 165 Вт TDP при добавлении возможностей AVX.