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Dal mondo Apple all'universo digitale, in visualizzazione rapida dell'ovvio

3 dic 2020

Dedicato ai folli

Continuo a leggere cose su M1 per via di un effetto speciale: c’è più divulgazione su come funzionano i processori di quanta se ne sia mai vista dai tempi del 6502 di Apple ][. Parlare di che cosa c’è dentro un processore è diventato interessante, perché in questo caso gli altri processori sembrano indietro di un giro e forse più.

Parlare di processori è riduttivo perché, come scrive Erik Engheim ,

M1 non è una CPU, è un intero sistema composto da numerosi chip su una ampia piattaforma di silicio. La CPU è solo uno di questi chip.

Però ci siamo capiti e possiamo accettare la semplificazione del discorso.

La disamina di Engheim va ancora più in profondità delle precedenti ma si mantiene pienamente comprensibile al lettore comune e affronta temi molto concreti: che differenze ci sono tra M1 e i soliti processori di Intel e Amd; che cosa possono o non possono fare queste ultime per stare dietro a M1.

Le differenze sono numerose e notevoli, una fra tante questa:

Le istruzioni in codice macchina sono suddivise in micro-operazioni da quello che chiamiamo un decodificatore di istruzioni. Più decodificatori abbiamo, più possiamo suddividere istruzioni in parallelo, più riempiamo velocemente il Rob.

Il Rob è il Re-Order Buffer, spazio nel quale alloggiano le micro-operazioni già elaborate che ne attendono altre elaborate in parallelo ma con tempi più lunghi, dalle quali dipendono e ultimate le quali il processore avrà effettivamente eseguito i comandi richiesti.

Qui è dove vediamo le differenze importanti. I nuclei di elaborazione [core] dei processori più grossi e cattivi di Intel e Amd possiedono quattro decodificatori, quindi possono decodificare quattro istruzioni in parallelo per sputare fuori micro-operazioni.

Il senso di tutto è che, se devo calcolare il volume della sfera (quattro terzi pi greco erre tre), posso calcolare contemporaneamente più operazioni che posso e fare prima. Un decodificatore lavora su quattro fratto tre; un decodificatore su erre al cubo; uno sulla prima moltiplicazione per pi greco e uno sulla seconda. Quasi contemporaneamente, perché a volte devo aspettare un risultato per poterne calcolare un altro e perché non tutte le operazioni richiederanno lo stesso tempo. Ma ci metto meno che a eseguire le operazioni una dietro l’altra.

Solo che Apple ha la follia di otto decodificatori. Inoltre, il Rob è circa tre volte più grande. In pratica può contenere il triplo degli altri. Nessun altro grande produttore di chip offre altrettanti decodificatori nelle proprie Cpu.

Beh, Intel e Amd aumenteranno il numero di decodificatori. Semplice, no?

No.

Il pezzo spiega molto bene la difficoltà strategica e di esecuzione dei concorrenti di M1. Niente di irrisolvibile in linea di principio, ma certamente non domattina e non a costo zero. Qualsiasi soluzione decidano di adottare, non possono banalmente fare più in grande quello che hanno sempre fatto. Devono fare qualcosa di diverso e non poco.

Il pezzo di Engheim in originale fa

But Apple has a crazy 8 decoders.

E a me è subito venuto in mente Here’s to the crazy ones, questo filmato lo dedichiamo ai folli, perché solo coloro che sono abbastanza folli da pensare di poter cambiare il mondo lo cambiano davvero.

Think Different batte pensiero unico di x86 otto decodificatori a quattro (per tacer del resto).

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