Po roku od utworzenia wspólnej grupy doradczej x86 Ecosystem Advisory Group, AMD i Intel ogłosiły pierwsze efekty współpracy. Obaj giganci zatwierdzili cztery nowe funkcje, które pojawią się w nadchodzących generacjach procesorów x86, w tym mechanizm sprzętowego „tagowania” pamięci, mający znacząco poprawić bezpieczeństwo systemów operacyjnych i aplikacji.
Rok współpracy AMD i Intela przynosi pierwsze efekty
Inicjatywa x86 Ecosystem Advisory Group (EAG), powołana w 2024 roku przez AMD i Intela, miała na celu koordynację rozwoju architektury x86 i zapewnienie kompatybilności nowych funkcji między producentami. Po dwunastu miesiącach działalności grupa ogłosiła zatwierdzenie czterech kluczowych rozszerzeń: ACE (Advanced Matrix Extension), AVX10, FRED (Flexible Return and Event Delivery) oraz ChkTag (x86 Memory Tagging).
Pierwsze dwa z nich koncentrują się na zwiększeniu wydajności obliczeń macierzowych i wektorowych, czyli obszarze, który ma ogromne znaczenie dla rozwoju sztucznej inteligencji, uczenia maszynowego i obliczeń naukowych. Intel wprowadził obsługę AVX10.1 w procesorach Granite Rapids, natomiast AMX pojawił się już w układach Sapphire Rapids. Dzięki decyzji EAG, AMD również wdroży te technologie w swoich przyszłych architekturach, prawdopodobnie w serii Zen 6 lub Zen 7.
FRED, czyli nowa generacja obsługi przerwań w architekturze x86
Największą zmianą o charakterze systemowym jest FRED, czyli Flexible Return and Event Delivery. Technologia została zaprezentowana przez Intela w 2023 roku jako nowy sposób zarządzania przerwaniami i wyjątkami w procesorze.
Tradycyjny mechanizm x86, oparty na tablicy Interrupt Descriptor Table (IDT) i instrukcji IRET, wymaga wielu operacji programowych podczas przełączania między trybem użytkownika (ring 3) a jądrem systemu (ring 0 i to właśnie te przełączenia generują znaczne opóźnienia.
FRED zastępuje ten proces w pełni sprzętowym, zdefiniowanym przez CPU torem przejścia, co nie tylko skraca czas reakcji, ale także poprawia stabilność i bezpieczeństwo. AMD dotąd nie potwierdzało zamiaru wdrożenia FRED, ale decyzja EAG oznacza, iż niedługo trafi on również do procesorów tej firmy.
ChkTag – sprzętowe bezpieczeństwo pamięci
Drugim z najbardziej znaczących rozszerzeń jest ChkTag, znany również jako x86 Memory Tagging. Funkcja ta umożliwia sprzętowe wykrywanie błędów pamięci, takich jak przepełnienia buforów, błędy typu use-after-free czy niepoprawny dostęp do zakresów pamięci.
Mechanizm tagowania pamięci przypisuje identyfikatory (tagi) do poszczególnych bloków pamięci oraz rejestrów procesora. Dzięki temu CPU może w czasie rzeczywistym wykrywać naruszenia i błędy, zanim doprowadzą one do awarii systemu lub będą przyczyną powstania luk bezpieczeństwa. Podobne rozwiązanie, Memory Tagging Extension (MTE), zostało wcześniej wprowadzone przez ARM i jest już wykorzystywane w procesorach Apple oraz Ampere.
Włączenie tej technologii do standardu x86 stanowi duży krok w stronę poprawy odporności komputerów na ataki opierające się na błędach w zarządzaniu pamięcią, czyli jednej z najczęstszych przyczyn luk w oprogramowaniu.
Nowe standardy i długi horyzont wdrożenia
Eksperci podkreślają, iż choć decyzja o zatwierdzeniu FRED i ChkTag zapowiada przełom, realne wdrożenie zajmie kilka lat. Obie technologie wymagają głębokich zmian w mikroarchitekturze procesorów, co oznacza, iż pojawią się dopiero w nowych generacjach układów, a nie w aktualnie dostępnych modelach.
Jednocześnie wprowadzenie wspólnego zestawu rozszerzeń przez AMD i Intela to sygnał konsolidacji wokół standardów architektury x86. Po raz pierwszy od lat obie firmy nie rywalizują w sposobie wdrażania nowych funkcji, ale wspólnie ustalają ich zakres i kompatybilność.
W praktyce oznacza to, iż programiści systemów i aplikacji będą mogli szybciej i pewniej korzystać z nowych możliwości CPU, bez ryzyka ograniczenia kompatybilności między platformami.
