30 октября 1998 года

Привет,

Несколько мыслей по поводу твоей статьи про 3DNow!.

"Регистры, которыми пользуется в работе 3DNow!, отображаются на стандартный набор регистров плавающей арифметики. Это - довольно неудачное решение, хотя причины, которые к нему привели, очевидны. [...] AMD решил, что лучше пожертвовать производительностью ради совместимости - смалодушничал. В итоге программисту приходится выбирать - 3DNow!, плавающая точка или MMX. Регистры общие на троих."

Не знаю, может быть сейчас на фоне Katmai это решение и выглядит неудачным, но не надо забывать, что технология 3DNow разрабатывалась полтора-два года назад (первые опытные образцы этих процессоров у нас, например, появились в середине 1997 года). Поэтому при разработке этой технологии AMD была вынуждена следовать за Intel'ом. Некорректно в данной ситуации обвинять AMD в "малодушии". И также неправильно отделять 3DNow от MMX. 3DNow расширяет набор команд MMX, и нельзя писать просто "под 3DNow", не используя MMX команды. Хотя на практике от MMX в 3DNow коде используется всего два-три типа команд (пересылка, перемешивание и битовые операции). Да, регистры общие. Этим   обеспечивается совместимость с существующим системным ПО, но рождает проблемы переключения состояния FPU - MMX/3DNow. И это может стать довольно большим ударом по производительности программы, если такое переключение происходить часто.

Не буду больше цитировать, в общем там все правильно. Просто напишу несколько слов по поводу написания/оптимизиции кода "под 3DNow".

MMX/3DNow оптимизация представляет из себя довольно трудоемкую задачу, поскольку нужно одновременно удовлетворять, пожалуй, десятку два требований, которые зачастую просто противоречивы. Ключевым моментом является правильность использования ресуров процессора, путем "перемешивания" команд с достижением как можно большей параллельности их выполнения, при учете зависимостей между командами, и понятно, с сохранением функциональности кода. Команды могут выполняться парами за один такт, если выпоняется ряд условий. Первое, каким способом декодируется команда при поступлении в конвейер выполнения. Она может быть коротко-декодируемой (short-decoded, 2 такие команды за такт), длинно- (long-decoded, 1 команда за такт) или векторно-длинно- (vector-long-decoded, 1 команда за 2 такта). На способ декодирования влияет куча параметров, среди которых тип команды, ее вид, длина команды в байтах, режим адресации и то как байты команды попадает в кэш. Довольно интересен последний момент - система команд современных x86 процессоров настолько "забита", что опкодов просто не хватает. Поэтому кодировка 3DNow команд такова, что у каждой (кроме femms и prefetch) присутвует двухбайтовый префикс OF, 0F. Это порождает эту проблему при размешении команды в кэш-линии (32 байта у K6) - декодеру для быстрого декодирования надо "видеть" третий байт 3DNow-команды и у него возникают проблемы, если один или два байта команды попали в последние 1-2 байта 32-байтной кэш-линии. Некоторые режимы адресации также вызывают векторное декодирование (в основном это связано с глубиной буфера декодера и команды длиннее 7 байт не могут быть быстро-декодированны). Здесь довольно непонятным выглядит требование не использовать режим адресации [esi] в MMX/3DNow командах. Это тоже вызывает векторное декодирование таких команд. Такой режим адресации рекомендуется заменять на [esi+0]. По-видимому, это связано с некими архитектурными особенностями CPU.

Кроме способа декодирования, понятно, нужно учитывать зависимости между командами по использованию регистров и вычислительных модулей CPU. Это тоже довольно нелегкая задача. Я, например, при написании/отладке кода часто веду две версии кода - распаренную и нераспаренную. Это позволяет легче находить и исправлять ошибки.

Итог всего этого - написание "хорошего" MMX/3DNow кода требует очень высокой квалификации программиста и весьма трудоемко. Кроме того ранние версии K6-2 имели не очень хорошую реализацию работы процессора с памятью, каждый cache-miss (закачка данных из памяти в линию кэша по команде доступа к этой памяти) обходился в примерно 40 тактов. Вместе с известно "слабым" FPU-модулем у K6 все это делало в реальности производительность K6-2 не особо высокой. Сейчас правда АМД уже вроде делает K6-3 у которого ряд этих проблем решен.

Ну и напоследок пару мыслей по поводу 3DNow vs KNI. Мое мнение - в то время, когда эта технология разрабатывалась это было весьма прогрессивным и несомненно правильным ходом. В настоящий же момент слегка некоректно сравнивать KNI c 3DNow. Поскольку понятно, что первый наверняка выиграет в этом сравнении, если просто говорить о производительности.

Вот каким будет следующий шаг AMD, что они покажут в K7, его сравнение с Katmai будет более интересным.

Игорь.

Кстати, наконец-то я узнал, как делают сладкие вина - в смысле, как прекращают процесс брожения. Оказывается, есть два способа. Резкое охлаждение и добавление спирта. Заняться, разве, виноделием на тот год... сделать настоящее dz on wine :-)...

Да, авторы этого ресурса призывают их критиковать, им рекомендовать, ими восхищаться... какие там еще падежи есть? О - рассказывать о них друзьям за бокалом вина... ну и так далее. Занимать, короче, активную жизненную позицию. :-) Идеально - участвовать в наполнении ресурса, присылая свои статьи.

Хай.

Отчасти я с тобой согласен - MSWord на самом деле плотно сидит на рынке. Но хотелось бы сказать о своем опыте...

Я "плотно сижу" на Adobe Pagemaker. Это конечно же не оффисный предмет, но по функциональности и удобству лично для меня весь MS остается далеко за флагом...

Самая тривиальная проблема: надо сделать плакатик сайза этак А2, а потом его напечатать. Принтер, ессно, А4. На PM я даже не напрягался ни секунды, а как это люди на MSW делают?? Не показательно, но с этим слишком часто обращаются (сезон??).

Да и вообще, я на PM делаю уже любые документы. И вкладочки для аудиокассет и CD - на нем, все на нем... Удобно, когда один продукт так много позволяет. (примечание: если пользователь - чайник, его не спасет никто, кроме MS. Когда-то давно я решил, что не хочу быть чайником...)

Можно считать мое письмо отчасти рекламой PM, отчасти предолжением осмотреться для тех, у кого еще остались глаза. Если бы я жил в USA, я бы купил PM совершенно честно (а тут не буду - поддержки никакой у наших деятелей)