Zatímco k procesorům AMD Zen 6 toho zatím moc známo není, docela dost toho uniká na internet o konkurenčních procesorech Nova Lake od Intelu. I Nova Lake by mohla být zajímavá inovativní generace díky novým jádrům, která vedle návratu AVX-512 také poprvé přinesou rozšíření APX. Jejich výkon ovšem podpoří ještě jedna nová technologie: FRED. Je již v procesorech Panther Lake a v některých programech má zajímavé přínosy.
Zkratka (asi poněkud cílená) FRED znamená Flexible Return and Event Delivery. Jde o už poměrně dlouho vyvíjenou technologii, která má podobně jako APX nebo zrušená x86S zefektivnit a vylepšit některé zastaralé a limitující součásti procesorové architektury x86. V případě FRED je cílem zefektivnit a zjednodušit přepínání mezi úrovní oprávnění (zejména tedy mezi jádrem OS a uživatelským prostorem), což by se mělo patrně týkat i zpracování přerušení.
Díky rozšíření FRED bude software zpracovávající tyto z pohledu bezpečnosti a spolehlivosti choulostivé situace moci být robustnější, pokud nahradí starší operace novými instrukcemi poskytovanými v rozšíření FRED. Vedle „pročištění“ ale bylo cílem i zlepšit výkon těchto operací skrze snížení latence a jejich náročnosti.
Rozšíření FRED na rozdíl od APX nebude mít premiéru až v Nova Lake, ale obsahují ho už procesory Panther Lake, tedy Core Ultra 300, které se letos začaly prodávat v noteboocích (a mohly by ho podporovat i levná Wildcat Lake díky stejné architektuře). A současně už se podpora dostala do jádra Linuxu. Uživatelé různých distribucí by z ní tedy mohli mít užitek už poměrně brzo.
Web Phoronix se nyní na výkonnostní zlepšení, která by mohla dosáhnout, podíval a zbenchmarkoval je. V současnosti už lze v Linuxu FRED zapnout (parametr jádra fred=on), ale není aktivní ve výchozím nastavení, takže běžně využito není. Pro zapnutí ve výchozím nastavení již ale existují patche.
Z výsledků benchmarků se zdá, že FRED by mohl pomáhat typicky ve výkonu diskových operací, zejména s výkonnými NVMe SSD schopnými zpracovávat velké množství „IOPS“. To je situace, kdy dochází kvůli volání do jádra k přepínáním oprávnění mezi jádrem a uživatelským prostorem. Phoronix zaznamenal znatelná zlepšení výkonu například v databázích (SQLite jen o 3–4 %, ale PostgreSQL až o 48 %) nebo benchmarku Flexible IO Tester (zlepšení až o 79 %). Zvýšit by se mohl být i výkon v serverových zátěžích závisejících na síťovém subsystému.
Naopak třeba prohlížeče internetu (javascript) nebo hry a grafické ovladače asi moc ovlivněné nebudou. Zjednodušeně to možná lze popsat tak, že zlepšení se dá očekávat v podobných oblastech, v jakých výkon trpěl kvůli opravám různých bezpečnostních mezer v době po odhalení chyb Meltdown, Spectre a jim podobných.
Okrajovější, ale zajímavá oblast, kde by technologie mohla být vítaná, jsou pracovní stanice pro úpravu hudby a audia (v testech Phoronixu je to benchmark Stargate Digital Audio Workstation 22.11.5 s výkonem zlepšeným o 4–7 %). Tyto činnosti by mohly profitovat z toho, že FRED snižuje latenci zpracování systémových volání, což může zkrátit lag (latenci) audia při práci, která je pro tento typ softwaru důležitá.
FRED tedy sice nepřináší zlepšení výkonu ve všem softwaru, ale dílčí zlepšení se spolu s dalšími zlepšeními jako je APX nasčítají a budou důležitou pomocí procesorům AMD a Intel k tomu, aby dokázaly udržet krok s konkurenčními CPU založenými na architektuře Arm.
FRED mají mít v budoucnu všechny procesory
Rozšíření FRED budou v budoucnosti podporovat také procesory AMD, neboť se na něm obě firmy dohodly v rámci harmonizačního konsorcia x86 System Advisory Board. Technologie tak nezůstane exkluzivním bonusem procesorů Intel, zatím ale nevíme, za jak dlouho se v Ryzenech a Epycích objeví. Eventuálně by díky podpoře v obou hlavních značkách CPU měl FRED nejspíš využívat i operační systém Windows.
Jan Olšan, redaktor Cnews.cz
⠀
Tak překonání úzkých hrdel v Postgres asi hodně lidí nadchne, adopce by tak mohla proběhnout pěkně svižně.