各位互联网好朋友，大家好，
今年我参加了英特尔技术巡展，英特尔介绍了即将推出的 Panther Lake 和 Clearwater Forest CPU。我有幸与英特尔 x86 核心首席架构师 Stephen Robinson 进行了交流，探讨了英特尔对 Cougar Cove 和 Darkmont 的策略，以及它们与前几代产品相比有哪些变化。
希望大家喜欢！
为了便于阅读和简洁起见，我们对记录进行了编辑。
George Cozma ：各位互联网朋友们，大家好！我们现在在亚利桑那州凤凰城参加英特尔2025技术巡演，会上公布了一系列关于Panther Lake和Clearwater Forest的资讯。Stephen Robinson将与我一起探讨这两款CPU的核心架构。您在英特尔做什么工作？
斯蒂芬·罗宾逊：我是一名 CPU 架构师，我领导 x86 内核的架构团队。
George Cozma ：太棒了。那么，我们直接进入正题吧：我们确实做了一个关于Skymont的录音采访。回到Skymont，从你之前的Crestmont架构到Skymont架构，有什么重大变化吗？
斯蒂芬·罗宾逊：是的，Skymont 做了很多工作。我们想打造一台更宽、更深的机器，以便能够运行更多工作负载。所以，“覆盖范围”是我们有时会用到的一个术语。如果我们能在 E 核心上运行更多工作负载，就能提高整个平台的效率。
所以，你知道，有时候人们会想：“为什么要给 E 核增加 IPC？这样会让它更贵，对吧？” 嗯，实际上，软件运行得更好。所以我们把乱序深度增加了大约 50%，大概是这个数字。我们从两个加载端口增加到三个。我们的矢量硬件大约翻了一番。所以 Crestmont 有两个 FMA。现在 Skymont 有四个 FMA。然后是前端，我们从六宽、两个集群、三个解码前端变成了九宽、三个集群。然后是八宽分配，你知道，还有更多的分支预测，稍微多一点的 L2 带宽，等等。
George Cozma ：我注意到 Skymont 的一个有趣的特点是它有四个储料口和三个装货口。为什么是四个储料口？通常装货口比储料口多。为什么这次会有更多储料口呢？
斯蒂芬·罗宾逊：是的。那么，我们把它分解成地址生成和执行。假设有三个加载执行端口，那么就需要三个加载地址生成器。就是这样。在存储方面，我们有四个存储地址生成单元。但我们只支持将两个存储操作写入数据缓存。
所以我们在存储方面存在一些不对称。所以你说得对。为什么我们的存储地址单元比存储端口多呢？答案是，我们在加载和存储之间存在风险。有时加载会被阻塞在存储上，因为我们不知道存储地址，因为我们的顺序都是乱序的。所以通过增加存储地址带宽，可以减少解析未知存储的延迟。
因此，基本上我们只需花费更多的时间和精力来生成存储地址，这样负载就不会被阻塞，从而获得性能。
George Cozma ：太棒了。我知道在《Darkmont》中，引起我注意的是内存消歧功能。这通常与存储到加载转发有关。但这项技术已经存在很长时间了，所以您在《Darkmont》中增强了哪些功能，可以谈谈吗？
Stephen Robinson ：当然，是的。所以你说得对。这和存储加载连接有关。所以……人们有几种不同的方法。你可以用一个很大的表来告诉你什么时候可以安全地忽略存储。你也可以用一个小表来告诉你什么时候忽略存储是不安全的。
所以你可以用任何一种方式来做。这两种技术最终都会崩溃，最终得到相同的结果，因为大表饱和了，一切都安全了。然后，你知道，你发现了危险。我们在这里所做的是，我们花了更多时间尝试让硬件不仅仅是一个历史表，而是在地址生成之前，真正地判断出设备是否需要连接。
因此，当我们将微指令引入内存子系统进行地址生成时，我们会查看一些信息，然后说：“哦，我相当确信这些加载和存储操作是关联的。” 所以我不使用表格，而是使用指令本身的信息，无论我是否认为它们会关联。这使我们能够减慢加载速度或类似操作，这样，当存储操作完成后，我们就知道执行我们认为可能关联的加载操作应该更安全。
George Cozma ：有意思。我知道你也对 Cougar Cove（Panther Lake 的 P 核心）的内存消歧功能发表了评论。Cougar Cove 也有类似的情况吗？
Stephen Robinson ：概念上类似，但在实现上略有不同。所以说，这是一种不同的方法，但最终，我们仍然需要弄清楚，相对于我们将要依赖的存储，何时才是调度加载的最佳时机。所以，你知道，我讲了一个关于两张表的故事。嗯，这有点像是另一张表。同样，我们试图说：“好吧，现在我认为是时候进行加载了，因为我认为它将连接到存储。” 所以，概念相似，实现不同。
George Cozma ：好的。我想问一下，是什么导致了这两种不同的实现？应该说，是这两种不同实现背后的原因。
Stephen Robinson ：我想说，这很简单，两个团队并行工作，进行独立研究，解决局部问题，并提出解决方案。最终，我们得到了两个相似但又不同的实施方案。
乔治·科兹玛：好的。
史蒂芬·罗宾逊：两支球队。
George Cozma ：酷。说到 Cougar Cove，Lion Cove 的一个关键变化就是缺少了 SMT。Lunar Lake 和 Arrow Lake 的 SMT 已经不存在了。为什么没有呢？如果您愿意的话，可以把它重新添加到 Cougar Cove 吗？为什么没有把它加回来？原因是什么？
Stephen Robinson ：是的。那么我们先来谈谈客户端，对吧？我们之前推出的产品没有使用 SMT 技术。当你使用混合计算时，SMT 的价值就没那么高了，对吧？所以，当你安排某个任务时，如果你想要性能，你会把它安排在 P 核上。然后，你会把它安排在 E 核上。等到这些任务都用完后，你再回来安排一个线程。
在 Alder Lake 和 Raptor Lake 中，它们的工作原理大致如此。所以这些线程就像甜点上的线程，对吧？在 Lion Cove、Lunar Lake 和 Arrow Lake 中，你知道，我们移除了线程。我们没有实现线程。让我这么说吧。这样一来，我们并没有因为混合和核心数量而损失太多客户端性能。但我们在设计执行方面获得了一些提升，功耗降低了一点，因为你没有晶体管和逻辑来支持 SMT。面积也缩小了一点，原因也一样。而且更容易达到频率目标。因为，你知道，有个老笑话说 SMT 有点像多路复用器，对吧？这话没错。某个地方确实存在多路复用器。这会导致延迟。所以现在你得到了某种可能更简单、更便宜、速度更快的东西。
因此，当你拍摄《Cougar Cove》时，你只需采纳这些基本前提，然后说，是的，这也是我将为下一代所做的事情。
George Cozma ：关于服务器，我知道有一些数据表明SMT确实有帮助。那么您对此有何看法？
Stephen Robinson ：是的。所以服务器和客户端有点不同。你知道，人们讨论过在服务器中进行混合计算，但没有人真正这么做。简单的解释是，如果你想在服务器中实现混合计算，你应该在机架级别进行，而不是在SOC内部。如果我可以实现不对称，比如一台200核服务器，再来一台200核服务器，我有很多这样的服务器，那为什么还要在SOC内部实现不对称呢？所以你有选择。你知道，亚马逊和其他公司提供不同的实例供你使用。那么，在一个服务器中部署不同的实例有什么价值呢？
首先，现在的服务器普遍没有混合架构。其次，就像我之前讲的，你会在 P 核和 E 核上进行调度，然后再使用线程。如果没有 E 核，那你就只能使用线程了。服务器工作负载、游戏工作负载等等，它们的延迟会比较大。所以，当它们发生延迟并且延迟比较大时，你就有可用的硬件了。所以在服务器领域，线程是更适合的工作负载。比如网络工作负载。它们通常喜欢线程，因为它们会移动大量数据，从而暴露出延迟问题。所以服务器工作负载的情况略有不同。如果没有混合架构，那么同步多线程 (SMT) 就更有价值。
George Cozma ：实际上，说到客户端和服务器之间的区别，Darkmont 在 Panther Lake 和 Clearwater Forest 中都有使用。在 RAS 功能等方面，服务器和客户端之间的核心需要做出哪些区别？那么，在实现方面以及需要进行哪些设计方面，它们之间有哪些区别？
斯蒂芬·罗宾逊：是的。好问题。所以在客户端领域，你可以拥有 RAS 功能，但由于客户端系统不同，它们的价值就没那么高了，对吧？如果我有数百个或数千个核心，可靠性就变得非常非常重要。
如果我用的是自己的小笔记本电脑，而且电脑数量更少，那就另当别论了，对吧？谷歌云一旦宕机，大家都会很沮丧。
乔治·科兹玛(George Cozma)：一切都会好起来。
Stephen Robinson ：没错。大家都很失望。所以，可靠性的门槛显然就在那里。所以，如果我们想要一个目标服务器，我们会在一个核心中添加一些额外的功能。比如缓存中的ECC……所以在核心内部，我们确实会添加一些功能。如果我们愿意，我们可以把这个核心放在两个平台上，对吧？所以，这两个平台的核心之间并没有太多的物理差异，但环境却截然不同。所以在服务器端，我们可能每个核心都有电源门控，也可能没有。电源传输是不同的。由于电源传输不同，你可能会改变何时开启电源门控、何时关闭电源门控的决定。而且功率水平也不同。所以，电源门控在服务器中可能不那么重要，因为服务器是全天候运行的。
另一件事是，有些东西只能在SOC层面真正发挥作用，因为你需要SOC组件作为其中的一部分。比如SGX或TDX这样的技术，也就是安全性，也就是安全计算元素。如果你的客户端没有安全性和控制器，那么即使你在核心内部实现了它，也毫无意义，因为你需要整个系统来实现它。所以，很多东西可能在核心中，但你实际上只能用完整的堆栈来测试、运行和产品化它。
George Cozma ：说到客户端和服务器之间的差异，我知道在 Lunar Lake 中，您多次提到了一些新颖的分支预测技术。您认为这对服务器工作负载有帮助吗？还是说这些改进更侧重于客户端？
Stephen Robinson ：每个人都想要分支预测。说实话，每个人都想要。所以在客户端，你知道，这很有趣。游戏。游戏和网络服务器类似吗？
乔治·科兹玛：不是的。
Stephen Robinson ：其实不然。但就代码占用空间、路径和大小而言，它们比你想象的更相似。数据库也一样。数据库是非常大的二进制文件。
George Cozma ：数据库实际上非常接近——在核心方面与游戏非常相似。
Stephen Robinson ：没错。说实话，说到分支预测，我们每个人都会用，对吧？我们为客户端做，也为服务器做。我们做的事情有时会根据工作负载而有所不同，这取决于你从中获得的收益。但客户端和服务器中总会有工作负载会感激你的工作。
George Cozma ：那么，在此基础上进行改进，是否有可能开发出更适合服务器工作负载和/或客户端工作负载的分支预测器？或者说，两者之间其实并没有什么区别？
Stephen Robinson ：我想说的是，在英特尔内部，我们倾向于认为服务器需要更多分支预测、更大的容量，对吧？更大的路径。因为我们知道服务器的工作负载很复杂，而且二进制文件很大。但客户端也确实如此，对吧？你知道，你处理的是哪些工作负载，对吧？
乔治·科兹玛：没错。
斯蒂芬·罗宾逊：你知道的。SPEC，好吧，这显然是不同的，对吧？不过，游戏和数据库，是的，它们……
乔治：我认为在大多数情况下，游戏和数据库之间的联系比 SPEC 之间的联系更紧密。
斯蒂芬·罗宾逊：确实如此。
乔治·科兹玛：当然，我的最后一个问题是，您最喜欢哪种奶酪？
斯蒂芬·罗宾逊：哦。我喜欢上好的烟熏高达奶酪。不过说实话，我们最近在做蓝纹奶酪，洛克福奶酪之类的。因为，你知道，有点麝香味。
乔治·科兹玛：我承认，蓝纹奶酪不是我的最爱。我吃过华盛顿产的切达奶酪，味道真的很棒。是烟熏切达奶酪。我平时不太喜欢烟熏切达奶酪。
斯蒂芬·罗宾逊：我确实喜欢烟熏奶酪。真的喜欢。
乔治·科兹玛：好的，非常感谢。
史蒂芬·罗宾逊：当然。
George Cozma ：非常感谢大家的收看。如果你们喜欢这样的采访，请点赞、订阅。很遗憾，我不得不说这么多，因为这确实对算法有帮助。大家可以去 Substack 看看，上面有文字记录。另外，如果想捐款，可以在下方使用 PayPal 和 Patreon 捐款。祝大家一切顺利！
原文： https://chipsandcheese.com/p/interviewing-intels-chief-architect