为何能提升Ryzen 9000的性能? 处理器的分支预测功能详述

  发布时间:2024-10-08 16:42:42   作者:佚名   我要评论
Ryzen 9000系列处理器的实际性能现在因为多种原因,尚未完全释放、发挥出来,但AMD重点强调Ryzen 9000系列处理器支持经过完善后的分支预测功能,这个功能有什么用?详细请看下文介绍

目前,AMD Ryzen 9000系列处理器已经正式上市了,但是有关该系列处理器性能方面的争议在圈内并没有结束,根据目前已知的性能评测来看,其实际性能距离AMD的官方宣传有较大差距。

对此AMD官方给出了多种说法,其主要总体意思是说Ryzen 9000系列处理器的实际性能现在因为多种原因尚未完全释放、发挥出来,承诺后续将推出多项举措进行改善。

举措之一是发布了AGESA 1.2.0.X固件更新,增加了105W功耗模式(请参阅上图),并且降低了处理器内部的跨CCD延迟,从而可以提升Ryzen 9000系列处理器的性能。

其中,增加了105W功耗模式,解除功耗限制,可以提升处理器的多核性能和整体性能,这个很好理解,但对于“降低了处理器内部的跨CCD延迟”这部分内容,普通读者则可能难以理解,有兴趣的读者可以在小编的主页上搜索阅读《AGESA 1.2.0.2可提升Ryzen 9000性能,原因何在?跨CCD延迟降低一半》一文。

除此之外,AMD还重点强调Ryzen 9000系列处理器支持经过完善后的“分支预测功能”,只有在Windows 24H2管理员模式下才能获得支持,后来又联合微软发布了KB5041587补丁(请参阅上图),让这一功能也适用于现有的Windows 23H2。

处理器“分支预测功能”听起来有点悬,可能有部分朋友不知道它到底是什么?本文的主题就是向读者简要地介绍一下什么是AMD处理器的“分支预测功能”。

处理器“分支预测功能”并非新技术

有些朋友可能一看到“分支”和“预测”这两个关键词,就会瞬间觉得高大上,马上会和“推理”、“AI”等词汇联系起来,认为处理器“分支预测功能”和FRS一样,也是AMD最近几年基于AI所开发出来的一种黑科技。

其实并非如此,处理器分支预测功能并不是最近几年才提出、发展起来的,它已经诞生几十年,早在20世纪80年代就被提出来了。

处理器分支预测技术这条发展路线被提出来之后,多年来一直在发展演进,虽然在之前的主要发展阶段它和AI基本没有关系,但它也是可以利用AI来提升、改善的,这可能成为处理器分支预测技术未来的一个重要发展方向。

分支预测功能的定义

简单来说,处理器分支预测功能是一种用于提高计算机程序执行效率的技术,其主要目的是减少由条件分支引起的流水线停滞。

在现代处理器中,流水线被广泛应用于提高指令的处理速度,流水线将指令的执行过程分解为多个阶段,每个阶段并行处理不同的指令,以此来加速整体的计算过程。

但是,当遇到条件分支指令时,CPU必须等待条件判断的结果出来之后才能确定接下来执行哪条路径,这种等待会导致流水线的停滞,从而降低程序的执行效率。

处理器分支预测技术就是针对这个问题应运而生的,它可以通过预测分支指令的执行路径,提前加载相应的指令到流水线中,从而减少等待时间,提高程序的执行速度,提升处理器的性能,特别是在处理包含大量条件分支的程序代码中优势明显,如循环、递归等场景。

AMD处理器分支预测功能的优势

AMD处理器分支预测功能可以对即将执行的分支指令进行预测,从而减少处理器的等待时间,提高处理器的性能,这个显而易见,但这并非该功能优势的全部。

除此之外,它还有以下几个方面的优势:

1、提高执行效率

通过准确的分支预测,处理器能够减少因错误预测而导致的流水线停顿和重新填充,从而提高指令的执行效率,这对于处理复杂应用和大规模数据集尤为重要。

2. 降低功耗

准确的分支预测意味着处理器可以节省运算量,更有效地利用资源,减少不必要的功耗,这对于移动设备和嵌入式系统等对功耗要求较高的设备意义重大,比如笔记本电脑和掌上游戏机等等。

3. 支持复杂应用

在处理包含大量分支和循环的复杂应用时,AMD处理器的分支预测功能能够确保应用的顺畅运行和高效执行。这对于科学计算、图形处理、游戏开发等领域具有重要意义。

总结与展望

总的来说,AMD处理器所支持的分支预测功能并不是一项新技术,已经诞生很多年了,一直在不断发展完善中,尤其现在尤其是现在已经进入AI时代了,处理器分支预测功能和AI相互结合,预计未来进一步完善、提升的空间还很大。

处理器分支预测功能也绝不是花拳绣腿噱头,否则早就已经被淘汰了,它确实在一定程度上可以提高处理器的性能。至于AMD Ryzen 9000系列处理器在获得分支预测功能软硬件层面的完全支持后,到底可以获得多大的性能提升,暂时还没有比较客观、权威的答案。

目前可以作为参考的是AMD官方对于KB5041587补丁效果的说法,声称“性能可以提升10%以上”,但这一说法还还有待第三方进一步验证。

补充说明:本文有关处理器分支预测功能的配图均非来自AMD,而是第三方,仅供参考。

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