英特爾推出2019年的新架構Sunny Cove

在2019年，英特爾將發布圍繞新架構構建的Core和Xeon芯片：這些芯片將添加一系列新指令，以加速某些流行的工作負載，如加密和壓縮，該公司相對于先前的壓縮性能提高了75%%代產品。

自2015年以來，英特爾Core和Xeon品牌的主流處理器基于Skylake架構。英特爾最初的意圖是在其14納米制造工藝上發布Skylake，然后在其10納米工藝上采用Cannon Lake。Cannon Lake會添加一些新功能(例如，它包含更多AVX指令)，但與Skylake大致相同。

然而，推動其10納米制造工藝有效運行的延遲迫使英特爾堅持使用14納米的時間超過預期。因此，該公司跟隨Skylake(消費系統中最多四個核心)與Kaby Lake(具有更高的時鐘速度和更高的現代視頻編解碼器的硬件加速)，Coffee Lake(多達八個核心)和Whiskey Lake(改進的集成芯片組)。在這些變化中，核心Skylake架構沒有變化，這意味著雖然它們的時鐘速度不同，但每個周期(IPC)的指令數基本相同。

望著10nm的陽光一面

相比之下，英特爾稱Sunny Cove是一種基于該公司10nm工藝構建的增強型微架構。雖然仍然來自Skylake，但它已被改進以并行執行更多指令并具有更低的延遲，并且某些緩沖區和緩存也已被擴大。1級數據緩存比Skylake大50%%，解碼微操作和2級緩存的緩存(具體位置取決于市場定位)。如果Skylake有兩個保留站，通過八個端口發送指令，每個周期最多發送四條指令，Sunny Cove有四個保留站，十個端口，每個周期最多五條指令。執行單位也進行了輕微的重組，Sunny Cove有兩個額外的單元，能夠處理LEA指令(一個非常通用的x86指令，可以執行各種算術運算，以及計算內存地址)，另一個用于矢量混洗。這應該為無序機器提供更多選項，使其能夠如何安排指令，從而提取更大的并行性。

Skylake可以在每個周期執行兩個負載和一個存儲，Sunny Cove將其增加到兩個負載和兩個存儲。重新排序緩沖區更大，可以在飛行中啟用更多的無序指令，并且加載和存儲緩沖區也更大，從而實現更多的空中內存操作。

就像奇怪的Cannon Lake處理器一樣，它采用10nm制造并且數量有限，Sunny Cove包括對AVX-512指令的支持。AVX-512涵蓋許多不同的擴展和功能;一些是通用矢量算法，另一些是專門用于神經網絡等工作負載。除此之外，Sunny Cove還將包含加速加密和數據壓縮工作負載的新指令 - 這些新指令負責75%%的性能提升。

數PB的RAM

自從AMD在2003年將x86-64 64位擴展引入x86以來，Sunny Cove也對x64虛擬內存支持進行了首次重大改變。盡管這些系統上使用的虛擬內存地址需要64位才能存儲，但它們實際上只包含48個有用的一些信息。使用位0到47，其中前16位，48到63，位47的所有副本。這將虛擬地址空間限制為256TB。這些虛擬地址使用具有四個級別的頁表結構映射到物理地址，物理內存地址也限制為48位。這意味著這些系統最多可支持256TB的物理內存。

自2003年以來，英特爾和AMD都分享了這些限制。不再：Sunny Cove將虛擬地址擴展到57個有意義的位(前七位再次全為零或全部為1，復制位56)，物理內存地址最多為52位。要處理此問題，需要在頁表中使用第五級。新限制啟用了128PB的虛擬地址空間和4PB的物理內存。

Skylake的各種迭代為我們提供了更高的時鐘速度和更大的核心數量。然而，他們還沒有做的是改進單線程代碼的IPC。自2015年以來，Sunny Cove將首次實現這一目標，使每個工作負載更快，而不僅僅是那些可以擴展到更多線程的工作負載。

英特爾在2019年下半年推出了核心品牌的Sunny Cove CPU。2020年，隨后將推出具有重新設計的緩存，新安全功能和新晶體管優化的Sunny Cove。在2021年，該公司將發布Golden Cove，同樣具有更多安全功能，但也有望改進單線程性能，更好的機器學習性能，以及更好的網絡和5G性能。

Sunny Cove也來到Xeon。這里的路線圖很簡陋 - 英特爾不提供任何日期 - 但會在2019年早些時候看到Cascade Lake，帶來一些用于神經網絡的新AVX-512指令和多達48個核心。接下來是Cooper Lake，其中將包括對bfloat16數據的支持 - 一種用于神經網絡的精簡浮點格式。接下來是Sunny Cove的Xeon幌子：冰湖。一個“下一代”處理器將從那里開始。