Intel работает над новым подходом к повышению однопоточной производительности процессоров, не упираясь лишь в рост частот и размеры ядер. В опубликованном патенте EP4579444A1 описана концепция Software Defined Super Cores (SDC) — «программно определяемых суперядер», позволяющих объединять несколько небольших ядер в одно виртуальное.
До сих пор производительность росла за счет уменьшения техпроцесса, увеличения частот или создания более крупных ядер. Но у такого пути есть пределы: слишком большое ядро даёт всё меньше прироста, а энергопотребление растет. SDC предлагает иной вариант — динамически объединять несколько малых ядер так, чтобы они выглядели для системы как одно мощное ядро.
Механизм работает так: при появлении тяжёлой однопоточной задачи процессор может «склеить» два или больше ядра, распределив между ними инструкции. Для программ это будет выглядеть как выполнение потока на большом ядре, хотя на деле нагрузка разделена. Важная особенность — порядок команд сохраняется, а ядра синхронизируются в реальном времени.
В отличие от классического многопоточности, здесь речь идёт именно о однопоточных вычислениях. Цель — увеличить количество инструкций за такт (IPC), как если бы одно ядро стало более производительным. Для корректной работы предполагается использование таких механизмов, как Shadow Store Buffer, который обеспечивает обмен данными между ядрами без сбоев.
Главное преимущество: рост производительности в однопоточных задачах без повышения напряжения и частоты, то есть без лишнего тепла и энергозатрат. В идеале CPU сможет «включать суперядро» именно тогда, когда это необходимо.
Но до воплощения в реальных чипах ещё далеко. Основные сложности связаны с синхронизацией, сверхбыстрой связью между ядрами и тем, как операционные системы будут назначать задачи на такие «суперядра». Тем не менее, патент ясно показывает, что Intel ищет новые пути развития и готова ломать классические подходы к архитектуре CPU.