如果AMD 也支持AVX-512 指令集会发生什么事？_ZNDS问答

王世权

来源：科技新报（台）作者：痴汉水球
最近有国外媒体报导某Twitter爆料大神，透露AMD下一代Zen 4核心，将支持AVX-512指令集和人工智能深度学习常用的bfloat16浮点格式（接着是EPYC核心数会从64激增到96个），或多或少也间接印证了「AMD将研发资源集中给Zen 4，沿用7纳米制程的Zen 3只是调校完毕的完善版」的观点。

这就让笔者不得不想到之前在「Linus Torvalds对AVX-512的批评是否公道」一文中，文末写了三个假设：

假如英特尔（Intel）制程技术维持领先地位，今天还会有这样的「杂音」吗？
如果AMD 日后也支持AVX-512，也没碰到英特尔的降低主频麻烦，Linus Torvalds 的反应会不会不一样？
从Alder Lake 开始，Intel「似乎」在主流桌面型处理器，开了取消AVX-512 第一枪，是否意味AVX-512 将淡出个人电脑舞台？

笔者没事看到那种「AVX-512砍掉就砍掉，淡出就淡出，没什么大不了」的幼稚言论，就只会纳闷，讲这种话的人到底有没有想过一件事：英特尔真这样干了，哪天AMD反过来全面支持AVX-512并标榜「宣称他们家的产品享有最滴水不漏的x86软件兼容性」反打英特尔一枪，那该如何办？顺便一提，VIA Centaur睽违多年的全新x86处理器CHA，也具备AVX-512了，手脚竟然还比AMD还快，至于完整度如何在此不予置评。
总之我们先回稍微回顾一下「始作俑者」英特尔在「x86义和团之乱」的退潮期，是如何为了让 Larrabee 的徒子徒孙，有一条转战高效能运算与人工智能的退路，而让AVX-512指令集变成「让x86指令集再度碎片化」的地雷。

「计算机架构」（Computer Architecture）一词，源自于历史上首款可回溯相容软件的IBM S/360 大型主机，意味着指令集架构（ISA，Instruction Set Architecture）相同的电脑，可执行同样软件。基于维护软件兼容性和「生态系统一致性」，指令集一向是「易加难砍」，让资产和包袱成为一枚硬币的两面。
80×86指令集因长期缺乏业界公定版本标准的关系，而导致碎片化问题，原本随着实质的玩家只剩下英特尔与AMD（加上毫无存在感的俄罗斯Elbrus，与中国台湾的VIA）， AMD也放弃了SSE5，「皈依」英特尔AVX，而渐渐云淡风轻。
但英特尔在Xeon Phi 与Sky Lake-SP 导入的AVX-512，不仅吹皱一池春水，在2018 年首款「实验性10 纳米制程」CannonLake，首度将AVX-512 指令集放到个人电脑处理器，这等于是打开潘朵拉的盒子，因为这代表当时的英特尔相信他们的制程技术，有办法「硬吃」AVX-512 激增的晶体管数量与耗电量。

事后证明，英特尔完全失算，放弃行之有年的钟摆（TickTock）节奏，进入被外界戏称「挤牙膏」的「三段论」（新制程→新架构→最佳化）时期后，除了高不可攀的Skylake-X与「逆向硬干Sunny Cove核心」的Rocket Lake，没有任何一款桌上型处理器支持AVX-512，这等于是对过去自负「我家产品拥有最佳x86软件兼容性」的英特尔，狠狠打自个一巴掌。
更糟糕的是，英特尔自个也让AVX-512 的版本变得混乱不堪，一再上演「新产品不见得兼容旧产品」的戏码。以刚上市的第十一代Core Rocket Lake 为例，因为Cypress Cove 核心是「14 纳米制程硬干出10 纳米制程Sunny Cove」，所以Tiger Lake 的Willow Cove 核心多出来的VP2INTERSECT，就这样不见了。

英特尔在2019闹出的「Cooper Lake-SP腰斩事件」是另一则惨案，为了满足某个「超级大客户」（据称是Facebook）的深度学习需求，让第三代Xeon-SP平台Whitley的先发处理器Cooper Lake-SP支持bfloat16（然后因不明原因被中途腰斩，保留Cedar Island平台的Cooper Lake-P），反倒是后面 10纳米制程的Ice Lake-SP 却付之阙如，须等到第四代Xeon-SP平台Eagle Stream的Sapphire Rapids。

最欢乐的莫过于「Golden Cove 大核＋Gracemont 小核」的Alder Lake，为了确保大核小核彼此之间的指令集兼容性，Golden Cove 的AVX-512 直接被「阉割」掉。这就回到另一台大哉问：假使哪天英特尔被AMD 逼着所有产品都非得要有AVX-512 不可，那英特尔真的也要让新一代Atom 体系小核支持AVX-512 吗？

说到最后，这一切的乱象，都是英特尔自个内部一堆「不安定因素（有看过灌篮高手湘北对陵南那场的读者，一定知道笔者想表达的意思）」累积到一定程度后的「业力引爆」，让英特尔在AVX-512相容度前脚踩后脚，从头到尾都是自个人搞出来的问题，完全怨不得人。
话说回来，假若AMD真的在Zen 4靠着台积电5纳米制程，实现了「大致完整」的AVX-512兼容性，并一举解决过往执行AVX指令会大幅降低处理器主频的宿疾，那英特尔昔日最自傲的「x86指令集兼容性」就将被AMD反将一军。让人不得不期待，这天一旦发生，英特尔该如何应对，而新任CEO 帕特·基尔辛格（Pat Gelsinger）又将做何解释。这出好戏，届时一定非常有趣。

AVX512功能是真的强大,但是一大堆碎片用起来又真的头疼

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