尼古拉·特斯拉自研芯片架构带来的启示

主干示例或来得大的堆栈占用空间时应该比 GPU 发放来得好的可靠性。

一旦主干预期缓冲器生成了下一条堆栈合成指针，Dojo 可以每个间隔从“小”堆栈字节中不会合成 32 个个字符到每个内存的合成关键点中不会（per-thread fetch buffers）。该堆栈字节有可能最大限度降较差本地 SRAM 的堆栈带最宽不远处压力，确保原始数据侧可以不会面 SRAM 时尽有可能少地争用。此外，堆栈较高速字节累赘。如果将另行示例加载到本地 SRAM 中不会，则必需在主干到该另行示例以后刷另行堆栈字节。

来自尼古拉·特斯拉的 Hot Chips 摄像文稿

从合成关键点中不会，Dojo 的解码缓冲器每个间隔可以不远妥善处理来自两个内存的八条堆栈。我对“每个间隔两个内存”的含义好像困惑，因为有着 SMT 的 CPU 一般而言每个间隔不远妥善处理一个内存并在间隔边界上切换内存。也许 Dojo 将解码缓冲器分成两个集群，并必需两个内存在每个气化中不会为它们发放原始数据。这有可能不会减小所使用主干的解码吞吐并能伤亡。

在解码时，某些堆栈（如branches, predicated operations和immediate loads (“list parsing”) ）可以在前侧拒绝执行并从pipeline中不会删除。这好像像来得另行的 x86 CPU 在重命名缓冲器（renamer）中不会抵消了字节到字节的复本。但是您一定会听错——Dojo 不不会通过pipeline尾随“已抵消”的堆栈以维持in-order retirement。其他AMD尾随所有内容以重另行加入，以便它们可以在任何堆栈边界不远处暂时中止，并维持恢复拒绝执行所无需的所有长时间。这种并能被统称“precise exceptions”，当代操作种系统用到它来发放各种好东西，比如paging to disk，或者告诉你你的示例到底在哪底下搞砸了。

尼古拉·特斯拉未必关怀precise exceptions。Dojo 确实有着检修模式，其中不会来得多堆栈通过pipeline以发放“来得精确”的exceptions，但一定会有人像经常性无序 CPU 那样的有序重另行加入逻辑上。

Dojo 的拒绝执行涡轮

在想到一个最宽不远处前侧不久，想到一个只有两个 ALU 和两个 AGU 的 4 最宽不远处实数拒绝执行涡轮有可能不会好像怪异。但是这个中空形的流水线是有意义的，因为一些堆栈是在前侧拒绝执行和掉的。

Dojo 也不不会进入客户侧种系统，其中不会分量实数可靠性很极其重要。因此，实数侧发放了必须的吞吐并能来不远妥善处理控制流和地址生成，以维持内积和矩阵单元的馈送。

Dojo 的内积和矩阵拒绝执行侧放置在框架pipeline中不会的分量拒绝执行涡轮不久，并且有两个拒绝执行pipeline。两个pipeline有可能听两人不多，但 Dojo 在这些pipeline后面有极其最宽不远处的拒绝执行单元。一个pipeline可以拒绝执行 512 位内积拒绝执行，而另一个pipeline拒绝执行 8x8x4 矩阵等价。因此，只要堆栈公开场合必须的显式并行性，Dojo 就必须充分利用极其较高的吞吐并能——尤其是在用到矩阵单元的情况下。Tesla 声称有着 354 个 Dojo 虚拟机的ROM在 2 GHz 时可以达到 362 BF16 TFLOPS，这声称每个虚拟机每个间隔可以拒绝执行 512 BF16 FLOPS。

我们不确定 Dojo 是否可以再多全乱序拒绝执行。但尼古拉·特斯拉确实问道明，实数侧可以在内积侧以后行驶很远，这声称它可以拒绝执行过去停滞的堆栈，直到其中不会一个作业程序在被组合成。缺乏按序引退也抛出另行无序拒绝执行并能。

一般而言，充分利用无序拒绝执行不会导致了很多复杂性。这是因为 CPU 必需按时序拒绝执行堆栈。AMD、ARM 和 Intel 的较高可靠性 CPU 用到大型重另行排序关键点（和其他在结构上）尾随堆栈，以便它们的结果可以按程序在时序审核。这这样一来如果一个程序在要用了一些愚蠢的事情，比如乘以零，这些虚拟机可以直观地显示出另行哪条堆栈出另行错了。而且，它们可以显示 CPU 长时间，该长时间解读了系统故障以后所有堆栈的动作，但不久一定会有人。这这样一来您可以修复导致堆栈误判的任何原因，并恢复拒绝执行。Dojo 舍弃了这种并能。作为互换，Dojo 可以尽量避免与通过其pipeline尾随每条堆栈相关的输出另行功率和辖区支出另行，以确保按程序在时序审核结果。

SRAM 不会面

一般而言，我们不会在这底下研讨字节。但是 Dojo 不必如此一来不会面种系统闪存，所以我们将研讨 1.25 MB 的 SRAM 块。它每个间隔可以不远妥善处理两个 512 位负载，使其每个间隔的带最宽不远处与默许 AVX-512 的英特尔 CPU 相相对。Tesla 问道明 SRAM 有五个 512 位侧口（2 个加载侧口、1 个磁盘侧口和两个到网格暂时中止侧口）。但是分量侧只有两个 AGU，这有可能这样一来虚拟机不能在每个间隔内支撑两个 512 位负载和一个 512 位磁盘。

因为 Dojo 的本地 SRAM 块不是字节，所以它不无只能与原始数据两人磁盘的标记和长时间位。SRAM 后面也一定会有人 L1D 字节，因此它必需必须快以不远妥善处理所有加载和磁盘堆栈而不不会导致经年累月，即使它的大小来得接近 L2 字节。不将 SRAM 充分利用为字节有可能是尼古拉·特斯拉维持较差过长的方式也。如果我们回顾很久以前的 AMD 的 Hammer 的系统，我们可以想到在探测到 L1D 未命中不会后不会面 1 MB L2 无只能 8 个间隔（总过长为 12 个间隔）。如果如此一来磁盘 1 MB 的 SRAM 而不是要用为字节，则有可能不会删除三个阶段性，从而将过长降较差到 5 个间隔：

来自较要到的 Hot Chips 摄像文稿的幻灯片，显示了 L2 字节不会面所相关的pipeline阶段性。如果 L2 不是字节，则可以省去的阶段性标记为红色。

考虑几十年的手工键值改进，甚至比 Athlon 来得较差的瞬时速度目的，很容易看出另行尼古拉·特斯拉如何以多种不同 L1 的过长不会面 L2 大小的 SRAM 块。省去一级字节当然可以节省辖区和较差功耗。

为了再进一步减小过长、辖区和框架复杂性，Dojo 一定会有人虚拟闪存默许。因此，它一定会有人 TLB 或网址遍历机制（page walk mechanisms）。当代操作种系统利用虚拟闪存为每个的网络发放自己的闪存视图。程序在用到的闪存地址不是如此一来不会面宇宙学闪存地址，而是由 CPU 用到操作种系统增设的分页在结构上匹配为宇宙学地址。这就是当代操作种系统如何使程序在彼此间受控，并不必要一个行为不侧的插件在导致整个种系统情况严重。

虚拟闪存也是您可以行驶比宇宙学闪存来得多的程序在的方式也。当您用再多实际闪存时，操作种系统不会叫停映射网址，将其写入磁盘缓冲器，并为您的程序在发放所无需的闪存。当其他糟糕的程序在尝试不会面该闪存时，CPU 不会尝试将虚拟地址匹配为宇宙学地址，但发现匹配不共存。CPU 跳出另行一个网址误判所致，操作种系统通过将被赶走的网址读回宇宙学闪存并核对页表词条来不远妥善处理该所致。

在 Dojo 上这些都不可取。虚拟机的 4 南路 SMT 功能来得多的是让单个插件在公开场合显式并行性，而不是提较高多任务不远妥善处理可靠性。例如，一个内存可以拒绝执行内积计算出另行来，而另一个内存将原始数据从种系统闪存异步加载到 SRAM（通过 DMA）。

为了再进一步简化建筑设计，Dojo 可以只用 21 个地址位磁盘 SRAM，这可以简化 Dojo 的 AGU 和磁盘适配器。这些关系到有可能让尼古拉·特斯拉以必须较差的过长不会面该 SRAM，以尽量避免在其后面充分利用实际上的 L1 原始数据字节。

闪存通讯

问道到种系统闪存，Dojo ROM未必如此一来连接起来到闪存。也就是问道，它们连接起来到装备 HBM 的插件AMD。这些插件AMD还负责与伺服器种系统通讯。

有着 25 个脱离ROM的 Dojo tile 可以不会面 160 GB 的 HBM 闪存

Tesla 问道明，他们可以跨 tile 边界从每个ROM边缘通讯 900 GB/s，这这样一来可以以 4.5 TB/s 的信令带最宽不远处不会面插件AMD及其 HBM。因为不会面 HBM 无只能通过实际上的ROM，所以不会面过长有可能极其较高。

是小，如何毕竟的？

Dojo 是一个 8 最宽不远处的虚拟机，有着至少一些 OoO 拒绝执行并能、不错的内积吞吐并能和一个矩阵等价单元。但即使有 1.25 MB 的本地 SRAM，它最终还是一个极其小的虚拟机。相比，索尼公司的A64FX在同一手工键值上占据的辖区是其两倍以上。

AMD建筑设计就是要毫无疑问正确的关系到。尼古拉·特斯拉希望通过将大量虚拟机封装到ROM上来最大限度地提较高原始数据挖掘的吞吐并能，因此单个虚拟机必需很小。为了充分利用其区域效率，Dojo 用到了一些熟悉的技术。它以温和的 2 GHz 行驶。较较差的瞬时二极管往往占用较少的辖区。它有可能有一个基本的主干预期缓冲器和一个小的堆栈字节。如果程序在的示例占供应量相当大或有很多主干，这不会不惜牺牲一些可靠性。

但尼古拉·特斯拉还通过调高行驶在结构上上管理工作负载所不无只能的功能来再进一步减小较差功耗和辖区用到。它们不顺利再多成原始数据侧字节，不默许虚拟闪存，也不默许precise exceptions。

结果是一个AMD虚拟机发放了当代 CPU 虚拟机的可靠性灵活性，同时在许多多方面不如 Intel 8086 对用户和程序在员密切联系。除了虚拟机均，Tesla 还通过建筑设计专门常用调动的 Dojo ROM来节省ROM辖区大为数。

宇宙学充分利用

缩小，Dojo 框架是在一个极其大的 645 平方毫米的裸片上充分利用的，统称 D1。与我们熟悉的其他ROM不同，单个 Dojo ROM不必自给自足。它一定会有人 DDR 或 PCIe 控制缓冲器。die 边缘周围有 IO 插件，可以让 die 与紧靠的 die 顺利再多成通讯，过长约为 100 ns。

要不会面种系统闪存，Dojo D1 ROM必需与有着板载 HBM 的插件AMD通讯。该插件AMD又通过 PCIe 连接起来到伺服器种系统（插件AMD重另行安装在 PCIe 的卡上）。未必一定，最小的功能性 Dojo 调动将相关一个 Dojo ROM、一个插件AMD的卡和一个伺服器种系统。但尼古拉·特斯拉将 Dojo die调动在每个值得注意 25 个die的模块中不会，以发放为数感。Dojo D1 die专门建筑设计常用电子计算出另行来机的构筑块，仅此而已。

这种专业化可以节省来得多的裸片辖区。Dojo D1 不不会在 DDR 和 PCIe 控制缓冲器上牵牛掉空间。大部分裸片都被大量 Dojo 框架占据，除了外部建筑设计常用与紧靠裸片插件的定制 IO 插件。

相比，建筑设计时考虑来得多调动灵活性的ROM在 IO 上牵牛掉了大量空间。AMD 的 Zen 1 “Zeppelin” ROM很好地展示了这一点。Zeppelin 可以如此一来连接起来到 DDR4 闪存、PCIe 设备、SATA 驱动缓冲器和 USB 设备——极其适合充分利用客户要求。在服务缓冲器中不会，IFOP 插件让它与紧靠的ROM顺利再多成通讯。坐落 IFOP 附近的石板 SRAM 有可能是所想密封（snoop filters），最大限度在较高框架数增设中不会有效地维持字节一致性。Dojo 不不会尝试跨虚拟机维持字节一致性，并且不不会将任何 SRAM 常用所想漂白。

来自 AMD 在 ISSCC 2021 上的小ROM摄像

AMD 通过将大约 44% 的“Zeppelin”裸片区域常用除虚拟机和字节均的逻辑上来为这种灵活性付出另行代价。Dojo 仅将 28.9% 的裸片辖区常用 SRAM 和虚拟机大部份的东西。

先前的话

尼古拉·特斯拉 Dojo 电子计算出另行来机便是的微的系统展示了如何充分利用极其较高的计算出另行来量，同时仍维持 CPU 不远妥善处理主干示例的并能。要穿越那底下，您无只能舍弃定义我们当代计算出另行来体验的大部分舒适体育场馆。如果您可以假设围绕 Dojo 框架构筑您的桌面，那么任何用到过 MS-DOS 的人都有可能不会觉得这种体验很熟悉。您不必同时行驶多个插件在。单个行为不侧的插件在有可能不会被迫您中止种系统。如果您一定会有人必须的 RAM 来行驶某个程序在，您可以再多全忘记行驶它（无无需分页到磁盘缓冲器）。

但这些关系到在尼古拉·特斯拉的电子计算出另行来机中不会极其有意义。Tesla 不无只能 Dojo 虚拟机来同时不远妥善处理多个正在行驶的插件在，Dojo 只无需行驶在结构上上的可信示例。所以，尼古拉·特斯拉未必关怀虚拟闪存默许。同样，在 Dojo 上行驶的原始数据挖掘程序在将在编写时考虑该特定种系统。您不不会有一批随意程序在有可能要求比可用闪存来得多的闪存。这这样一来您不无只能precise exceptions（和虚拟闪存）来允许诸如过度用到闪存、闪存压缩或在磁盘缓冲器彼此间互换闪存网址等技术。precise exceptions对于检修也很有用，但 Tesla 通过实际上的检修模式以来得便宜的方式也顺利再多成检修。

可以负责任的是，尼古拉·特斯拉为获得较高计算出另行来量而使用的关系到取舍在消费者或服务缓冲器 CPU 中不会是不有可能的。但他们在行动中不会极其有趣，我们必需极其感谢尼古拉·特斯拉牵牛时间在 Hot Chips 上展示。

在过去的二十年底下，的网络键值的改进多年来在放缓，导致单内存可靠性的进步来得慢。在过去的五年中不会，电源和蒸发限制多年来在降较差多内存可靠性。但对来得多计算出另行来并能的无生产力并一定会有人放缓，因此公司正在转向来得专业的驱动程序以前头步伐。

Tesla 的 Dojo 电子计算出另行来机中不会的的系统是一个很好的例子，问道明了如何顺利再多成关系到以提较高计算出另行来量，以及当前趋势如何有助为吞吐并能受限的插件在应运而生专用驱动程序。

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