Intel OMR: el nuevo monitor de rendimiento interno de las CPU Nova Lake y Diamond Rapids que sustituye a OCR para albergar muchos más núcleos

Poco a poco empezamos a conocer novedades de las futuras arquitecturas de Intel que reemplazarán a la todavía no lanzada Panther Lake, y que sin embargo, casi que interesan más que esta. Hablamos por supuesto de Nova Lake y Diamonds Rapids, donde hoy tenemos una serie de documentos oficiales de Intel, la 59ª edición de la Referencia de extensiones ISA, que nos muestran características de su arquitectura, como la llamada Off-Module Response, o OMR, la cual viene para sustituir a la ya veterana OCR.

Como sabemos Diamonds Rapids va a ofrecer P-Cores bajo Panther Cove, mientras que Nova Lake será un paso más en este aspecto ascendiendo hacia Coyote Cove en los núcleos de alto rendimiento. Mientras tanto, solamente Nova Lake tendrá los E-Cores Arctic Wolf, algo que vamos a entender a continuación, porque los buses aquí tienen mucho que decir.

Intel dirá adiós a OCR para dar paso a OMR, lo que evidencia un aumento en el número de núcleos muy ostensible

Aunque no era el culpable de todo, ni mucho menos, en referencia al bus D2D de Arrow Lake-S que tanto ha mermado el rendimiento en gaming y que las CPU Refresh deben de paliar en gran medida con su aumento de frecuencia, OCR sí que supone una tecnología que ha llegado posiblemente a un límite que Intel no quiere mejorar. Por lo tanto, tiene que sustituir esta tecnología, pero para entender el cambio, debemos saber qué es OCR y qué hace, al menos.

OCR, u Off-Core Response no es más que una especie de instalación que monitorea el rendimiento del procesador, ya sea dentro de un Die o un Tile, o entre varios. Lo que hace es permitir que los PMU puedan medir el número de transacciones totales que se dan en el llamado Uncore, lo que viene siendo ahora el Ring Bus. Sobra decir que entre Tiles monitorea las transacciones en el D2D como bus.

Por tanto, está atento a todas las transacciones entre núcleos, entre tipos de núcleos, entre cachés, IMC y en definitiva, de todo lo que sea relevante para el rendimiento. Evidentemente, a mayor número de recursos a controlar y contar, OCR tiene más trabajo y requiere de una mayor velocidad y propiedades, por lo que es un problema.

Lo es porque aterrizó en el 2011 con Sandy Bridge y ha escalado para soportar más núcleos e hilos, dies y Tiles, pero ya es una tecnología que hay que dejar atrás para dar el paso a OMR.

Off-Module Response, ¿qué es y por qué Intel ha decidido dar este paso adelante?

Recursos, gestión y monitoreo más avanzado, simplemente. OMR es la evolución natural y esperada de OCR, e Intel lo describe de esta manera:

Diamond Rapids y Nova Lake incluyen una instalación ampliada llamada instalación de Off-Module Response (OMR), que reemplaza a Off-Core Response (OCR) de procesadores anteriores. Las microarquitecturas heredadas usaban la instalación OCR para evaluar transacciones fuera del núcleo y de múltiples núcleos. OMR, renombrada correctamente, mejora la capacidad OCR para una cobertura escalable de nuevos sistemas de memoria de sistemas multinúcleo.

O lo que es igual, la cantidad de Cores que Intel va a implementar en ambas arquitecturas, monstruosa tanto para PC como para servidores, necesitaba un avance significativo que no solamente tuviese a los núcleos en su punto de mira, sino que ha evolucionado hacia un módulo más completo y complejo. Bien, entendido todo, ¿cómo funciona? Intel lo describe así:

La instalación OMR en los P- Cores Panther Cove o Coyote Cove de Diamond Rapids o Nova Lake, respectivamente, introduce un nuevo código de evento 2AH, bits UMask [3:0], y un registro MSR predefinido ubicado en un MSR dedicado para especificar atributos de la transacción fuera del módulo.

El funcionamiento de OMR se basa en nuevos registros MSR dedicados (OFFMODULE_RSP_x) y en códigos de evento que permiten distinguir con más detalle el tipo de transacción, el proveedor de la transacción, la distancia en el interconectado, el estado de la línea de caché y el tráfico de snoop. Esto significa que ya no se limita a dos subeventos como OCR, sino que permite múltiples combinaciones y más flexibilidad en la recolección de métricas.

Arctic Wolf también está supeditado a OMR y recibe una impresionante mejora

Sabido todo lo dicho era fácil prever que OMR también iba a monitorizar a los E-Core, y por tanto, podemos entender dos cosas: el módulo es brutal, único y mixto, donde P-Core y E-Core, así como previsiblemente LPE-Core son monitorizados, o bien, cada grupo de núcleos tiene un módulo propio.

¿Qué creemos nosotros? Pues que hay un módulo individual para cada tipo de núcleo, más que nada, por la declaración de Intel al respecto:

Los E-Cores Arctic Wolf en Nova Lake soportan los eventos OMR mediante la programación del código de evento B7H. A diferencia de la instalación OCR heredada, que solo soportaba dos sub-eventos, la instalación OMR mejorada tiene cuatro sub-eventos.

¿Qué quiere decir esto? Pues que en los P- Cores (Panther Cove y Coyote Cove) el OMR, como hemos hablado, está descrito como un sistema con registros OFFMODULE_RSP_x MSR que dividen los eventos en varios campos.

En cambio, en los E- Cores Arctic Wolf (Nova Lake) Intel lo documenta de otra manera: OMR aparece ligado a un evento único (B7H) con cuatro sub-eventos. Es decir, la lógica de programación y la granularidad no son idénticas a la de los P- Cores, aunque el objetivo sea el mismo: monitorizar transacciones fuera del módulo.

Conclusión: Intel quiere más control, más granularidad, adaptabilidad a cada arquitectura

Y es que la conclusiones son muy claras aquí, porque el documento es bastante explícito y evidencia que si se necesita mayor control y adaptabilidad, no es solamente por los dos Base Tile o los 52 núcleos en total que puede tener Nova Lake, o los 192 x P-Core de Diamonds Rapids, hay que mirar más allá.

Hay un cambio relevante en cómo se mide el rendimiento interno del procesador. El paso de OCR a OMR supone abandonar un sistema limitado en favor de una infraestructura más granular y adaptable, capaz de seguir el ritmo de arquitecturas con decenas, o cientos, de núcleos y jerarquías de memoria más complejas.

En definitiva, OMR dota a los procesadores del futuro más inmediato de Intel de una visibilidad sin precedentes sobre su propio funcionamiento interno. Para cargas críticas de Inteligencia Artificial (AMX es brutal como vimos), HPC o centros de datos, este nivel de detalle permitirá optimizar aplicaciones y extraer un rendimiento más predecible y eficiente de cada nueva generación.

Es, resumiendo, una optimización interna para ganar hasta el último FPS o TFLOP, así que bienvenido sea OMR y larga vida a OCR. El hype con Nova Lake y Diamonds Rapids vuelve a subir, veremos qué nos deparan las nuevas novedades en los siguientes meses, porque lo último que sabemos es que Coyote Cove como tal es una variante de Panther Cove, pero sin AMX, lo que debe dejar más área en el silicio para otros menesteres, y eso pinta muy bien.