AMD英特尔近日庆祝x86生态系统咨询小组成立一周年。这个联盟旨在协调x86指令集架构的演进,并确保两大领先CPU设计商共同支持新功能。在过去一年中,两家公司已成功核准四项新特性,将应用于即将发布的处理器中,其中包括备受期待的内存标记技术。

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双方共同确立的跨厂商技术包括:提升矩阵乘法和向量运算性能的高级矩阵扩展(ACE)AVX10指令集,以及降低软硬件交互延迟、检测缓冲区溢出或释放后使用等错误的灵活返回与事件交付(FRED)x86内存标记(ChkTag)技术。

英特尔Granite Rapids处理器已支持AVX10.1AMX指令,而Sapphire Rapids则是首款支持AMX的产品。经x86生态系统咨询小组核准后,AMD下一代处理器也将支持AVX10AMX,不过具体会在Zen 6还是Zen 7架构中实现仍是未知数。

英特尔2023年公开介绍了FRED技术,目前其技术细节已完整收录于开发者文档。该技术被描述为传统x86中断和异常机制的替代方案,最终目标是在兼容操作系统中简化上下文切换、降低延迟、提升性能与安全性。FRED通过硬件定义的进出路径,加速CPU在用户模式(环3)与内核模式(环0)之间的切换。虽然听起来不算革新,但取代基于中断描述表和IRET指令的旧机制意义重大。在当前系统中,应用程序与操作系统交互(每秒达数百万次)时,CPU必须进行模式切换,这在现代机器中会产生可观延迟。由于传统机制由软件管理,而FRED提供硬件定义验证的路径,用后者取代前者还能在提升性能的同时增强可靠性与安全性。

此前AMDFRED的态度始终不明,如今该技术被x86生态系统咨询小组认定为跨厂商标准,预计将逐步集成到AMD平台中。

最引人注目的新增功能当属此前较少被讨论的ChkTag(x86内存标记)技术。该功能通过在硬件层面直接捕获内存安全错误,可有效应对缓冲区溢出、释放后使用和越界内存访问等问题。内存标记正迅速成为现代CPU的标准功能,因其既能捕获多种硬件级错误又易于实现,这也是为何苹果Ampere的最新处理器均已支持Arm MTE技术。

目前尚不确定AMD英特尔何时会在处理器中实现ChkTag(x86内存标记)。虽然x86生态系统咨询小组的公告表明双方承诺支持该功能,但并未设定具体实施时间表。鉴于此类深度硬件变更需要融入CPU微架构设计,预计FREDChkTag的支持可能要数年后才能落地。


文章标签: #x86联盟 #CPU技术 #性能提升 #内存安全 #硬件创新

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