Экспромт хорош тогда, когда хорошо подготовлен

Хотя количество транзисторов и ядер в процессорах продолжает расти, сколь-нибудь заметного прироста производительности в последнее время уже не наблюдается, особенно с учётом поправки на инфляцию: http://databasearchitects.blogspot.com/2023/04/the-great-cpu-stagnation.html

Интересные статьи о дизайн-дефекте российских/советских танков T-72, из-за которого у них так часто детонирует боекомплект и характерно отрывается башня:

https://www.washingtonpost.com/world/2022/04/30/russian-tank-turret-blast-jack-in-the-box/

https://edition.cnn.com/2022/04/27/europe/russia-tanks-blown-turrets-intl-hnk-ml/index.html

Вкратце, суть в том, что размещать боекомплект в одной камере вместе с экипажем, под бронёй — это плохая идея, особенно с учётом тонкой брони танка по бокам возле траков.

Ещё весной было видео городского боя в Мариуполе (к сожалению, я уже не могу найти его сейчас) где БТР "Азова", стреляя из пушки 30 мм калибра, точно по уязвимому месту в области траков Т-72, вызывает детонацию боеукладки с характерным отрывом башни этого российского танка.

Больше видео — в YouTube по запросу "jack in the box T-72".

Кажуть, що США передали Україні дрони-камікадзе і гаубиці калібру 155мм.
ЗСУ: які дрони-камікадзе та гаубиці, де ви їх бачили на фронті?

Кажуть, що за сприяння США Україна отримала літаки та запчастини до них.
ЗСУ: та брешуть, де ті літаки, ви взагалі про що?

Кажуть, що США передали Україні ЗРК Patriot та ракети середньої дальності.
ЗСУ: ось чого нема, того вже нема.

Как известно, сейчас видеокарты резко подорожали и практически исчезли из продажи, в связи с очередной волной хайпа вокруг майнинга криптовалют.

Вот график средней долларовой цены в рознице для самой типичной игровой видяхи ASUS DUAL-RX5600XT-T6G-EVO, за последние полгода:


А вот за последнюю неделю стоимость этой и других подобных видеокарт лучше всего иллюстрирует анекдот:
— Рабинович, а почему вы продаете водку "Абсолют" по десять рублей, когда у Меерсона она стоит пять?
— Ой, мне нравятся эти разговоры! Пойдите и купите водку "Абсолют" у Меерсона!
— Но у Меерсона как раз сейчас нет водки "Абсолют"!
— Ну так когда и у меня не будет водки "Абсолют", я тоже сразу начну продавать её по пять рублей.

С продукцией nVidia — всё то же самое.



Так когда же подешевеют видеокарты? Когда уже пройдёт волна этого всеобщего помешательства и народ, наконец-то, наиграется в майнинг и быстрое обогащение?

( Давайте сами вычислим )

по оптимистическому сценарию видяхи подешевеют примерно через 8 месяцев, а по пессимистическому сценарию — примерно через полтора года. Пессимистический сценарий более вероятен.

Ну а пока производители видеокарт в один голос ругают майнеров, сочувствуют геймерам и утирают слёзы "франклинами".

При реверсировании микрокода процессоров Intel 8086/8088 обнаружилась интересная недокументированная особенность: префикс REP/REPNE перед инструкциями целочисленного умножения и деления со знаком (MUL, IMUL, IDIV) обращает знак результата (произведения или частного):

https://www.reenigne.org/blog/8086-microcode-disassembled/

Перед тем, как процессор начнёт исполнять микрокод для инструкции умножения или деления, отрицательные операнды этих инструкций преобразуются в положительные, а их изначальный знак попутно XOR-ится на некий 1-битный внутренний регистр, состояние которого используется микропрограммой умножения или деления как флаг отрицательного результата. Поскольку у инструкций умножения и деления сложные и длинные микропрограммы с десятками микроопераций, которые портят состояние всех внутренних временных регистров процессора, проектировщиками из Intel для хранения знака результата операции умножения/деления было решено переиспользовать тот же самый 1-битный флаг, который взводится инструкционным префиксом REP/REPNE и сбрасывается на каждой новой инструкции (и который официально предназначен совсем для других целей: для повторения строковых инструкций типа MOVS/CMPS/SCAS, и соответственно не определён для инструкций умножения и деления). Таким образом, если у инструкций умножения или деления есть этот префикс, тогда начальное состояние флага знака результата равно 1 (–), а не 0 (+), как обычно.

Логично, не правда ли?

Жаль только, что трюк не работает, начиная с Intel 80286.

В 2011 году компания Intel опубликовала планы развития технологий на обозримую перспективу:

22 нм – 2011
14 нм – 2013
10 нм – 2015
7 нм – 2017

В реальности, как известно, они смогли выпустить процессор с 14-нанометровыми транзисторами только в 2016 году (Skylake) и с тех пор застряли на этой отметке (Kaby Lake, Coffee Lake, Whiskey Lake и Comet Lake). Есть кое-какие подвижки в 10-нанометровой технологии: тестовые образцы, небольшие партии мобильных процессоров, но пока процент выхода годных для десктопных и серверных CPU не позволяет говорить о коммерчески выгодном массовом производстве по этой технологии.

Маркетинговый отдел Intel, пытаясь спасти репутацию компании, публикует новые планы на период с 2019 до 2029 года: 7 нм, 5 нм, 3 нм, 2 нм и 1.4 нм.

В ответ критики язвят, что реальность скорее будет такова: 14 нм, 14 нм, 14 нм, 14 нм, 14 нм.

Что делать, если ваш проект уже перерос возможности Raspberry Pi 3 B+, четвёртую малину ждать некогда, или вам обязательно нужен x86 (например для ZFS), и при этом жаба давит покупать ODROID-H2 ($111), UP Squared ($149+), Minnowboard Turbot ($149-$199) или Intel NUC (ещё дороже)?

Есть решение: Atomic Pi. История этой платы довольно забавна: была такая калифорнийская компания Mayfield Robotics, делавшая робота Kuri на деньги венчурных инвесторов. Разумеется, стартап обанкротился, но таки успел заказать крупную, на несколько десятков тысяч, партию плат у азиатского OEM-производителя AAEON. После банкротства Mayfield эти платы попали на аукцион, где были выкуплены за бесценок ушлыми коммерсами из Digital Loggers, получили новое название, и сейчас распродаются под видом чего-то шибко инновационного.

Их преимущества:
– Низкая цена ($37.88)
– Быстродействующие Gigabit Ethernet + USB 3.0
– 16GB eMMC встроенной памяти, а кому мало — можно расширить через MicroSD-слот
– Годный радиатор для центрального процессора и памяти (а не как у всех остальных, "сделай сам из говна и палок")
– Полноценный 64-битный UEFI BIOS от Aptio, который умеет загружаться с любых устройств (eMMC, microSD, USB, загрузка по локальной сети)
– На эту плату без проблем ставится самый обычный Debian или FreeBSD, и даже, не побоюсь этого слова, винда
– Вполне годные 2Gb DDR3L-1600, полноразмерный выход на HDMI-монитор
– Не нужен полноценный блок питания ATX, достаточно просто +5V DC @ 4A

Странности (наследие робототехнического прошлого):
– Питание +5V, GPIO и HSUART выведены по-дебильному, с нижней стороны платы, через единый 26-пиновый разъём; порт USB 2.0 выведен справа в нестандартном виде. Для тех, кто не хочет мудохаться с паяльником, вендор сразу предлагает пару шилдов: маленький за +$5.12 и большой за +$21.21 (большой шилд, кстати, неплох — например, он добавляет ещё один USB-порт и содержит преобразователь уровней UART 3.3v/5v для подключения Arduino)
– Батарейка для часов RTC болтается на каком-то левом шнурке
– Не особо нужная микросхема BNO055 на борту: инерциальный навигационный датчик и компас
– Не особо нужная микросхема XMOS XUF208-128-TQ64 на борту: АЦП для обработки звука от четырёх микрофонов
– Не особо нужная микросхема TAS5717 на борту: усилитель для аудио-выхода, жрущий 750mA и требующий отдельного питания 12V (но их можно не подключать, звук работает и через HDMI)

Недостатки:
– Не предусмотрены интерфейсы SATA, mSATA, PCIe/miniPCIe и M.2 (для подключения больших устройств хранения данных есть только USB 3.0)
– Нет антенн для Bluetooth и WiFi, даже не припаяны клетки Фарадея (если вам нужна беспроводная связь — готовьте изоленту и самоклеющуюся фольгу, а также антенны и пигтейлы с AliExpress)
– Нет корпуса (хотя кулибины с ebay что-то печатают на 3D-принтерах и пытаются продавать, до разнообразия и качества изготовления малиновых корпусов им далеко)
– Скорее всего, не будет следующих версий этого железа

Эту плату довольно жёстко критикуют, но как по мне, с учётом цены, критика не совсем оправдана.

UPD. Ещё один обзорчик этой платы.

( UPD2. На практике возникли некоторые затруднения с портом USB 3.0, которые пришлось исправлять паяльником. )

UPD3. AAEON выпустила продолжение на ту же тему (тот же процессор, то же количество памяти, но в форм-факторе малины, с нормальным разъёмом питания и без странной робототехнической периферии): AAEON Up Board ($99). Впрочем, батарейка RTC по-прежнему болтается на каком-то левом шнурке.

UPD4. Ещё один конкурент: http://linuxgizmos.com/intel-based-rock-pi-x-sbc-arrives/

ArsTechnica пишет о том, как новые хромбуки за $600 скоро выйдут за пределы сферы образования и ARM-овских процессоров, далее захватят рынок, устроят вендекапец и т.д.:

(Кстати, компания Google в этом году искала на GSoC студента, который выкинет из TianoCore поддержку почти всего UEFI и сделает так, чтобы платформа сразу после подачи питания загружала Linux-ядро напрямую из EEPROM. Никаких вам dual boot, загрузки с USB, BIOS setup и прочих "прав и свобод". Ядро ОС стартует сразу из прошивки платформы, как в телефонах и планшетах на Android.)

https://arstechnica.com/gadgets/2018/09/600-chromebooks-are-a-dangerous-development-for-microsoft/

Всё это, разумеется, типичные журналистские благоглупости, проистекающие от некомпетентности и от непонимания технической подоплёки вопроса. Она заключается в том, что у Linux'а почти монолитное ядро: модули, находящиеся вне основного дерева, быстро отстают от изменений во внутриядерном API и теряют совместимость со следующими версиями ядра. На Linux-ядро 2018 года сборки невозможно установить драйвер (модуль) 1998 года сборки, в отличие от Windows 10 / драйверов для NT 4.0. В Linux нет ничего подобного WDM и WDF.

Чтобы ещё более наглядно увидеть эту разницу между Windows и Linux (Android, ChromeOS), достаточно зайти на сайт какой-нибудь Розетки или другого ритейлера бытовой электроники и почитать отзывы к разным мелким USB-гаджетам: в каментах стоит непрерывный "плач Ярославны" о том, что такой-то и такой-то Андроид-телефон или планшет не поддерживает данное USB-устройство через OTG-кабель. Или вот ещё один пример на ту же тему. Всё это потому, что какая-нибудь Xiaomi или Samsung в своё время не озаботилась вашими проблемами, ребята, и не включила соответствующий драйвер при сборке Linux-ядра под ваш телефон. Видите ли, ей за это не платят. (И отдельное "спасибо" Гуглу за отсутствие ACPI или чего-то подобного для архитектуры ARM, что позволяло бы запускать на всех телефонах унифицированное, централизованно обновляемое ядро — как Linux на X86. Здесь нет места для иллюзий: как видим, Google выпиливает ACPI из X86 для хромбуков, а вовсе не добавляет ACPI на ARM для андроидов.) Купили в своё время телефон без опубликованных исходников ядра, нет поддержки этого телефона в LineageOS/CopperheadOS? Что ж, ССЗБ, марш за новым. И новый будет в этом отношении ничуть не лучше старого. Cry me a river.

(Аналогичная проблема, кстати, есть у Apple, и тоже из-за квазимонолитного UNIX-ядра, но там всё проще: ябблосекта просто объявляет очередной девайс неправославным и подвергает еретиков-юзеров изгнанию и анафеме. Зато бэкапы ябблооси можно свободно двигать между всеми ябблоустройстами: полный комплект драйверов для всего, что только бывает на Apple'овском железе, намертво замурован в операционку. А USB-устройства? См.выше.)

Так вот, никуда это проблема не денется ни сейчас, ни даже через 10 лет. Вам нужно подключить к ноутбуку USB/Ethernet адаптер, чтобы добавить второй сетевой порт или второй WiFi? Хотите что-то напечатать или отсканировать? Может, Yubikey или что-то подобное? Ого, да вы у нас, батенька, буржуй power user, вам Компьютер нужон. А "хромой бук" — это вовсе не компьютер, это просто говна кусок нуу, вы же сами понимаете.

Билл Гейтс в своё время не просто так нанял на работу Дейва Катлера с командой и предоставил ему полную автономию по части набора кадров и принятия технических решений на проекте NT. И не просто так потратил весь имеющийся на тот момент у компании кэш, чтобы отвязаться от юристов DEC'а с их претензиями по поводу нарушения патентов на операционную систему VMS:

https://www.itprotoday.com/management-mobility/windows-nt-and-vms-rest-story

Это была инвестиция в будущее, несомненно, лучшая из возможных на тот момент. В 1987 году на PC нет процессоров, где бы сносно работала NT? "Похуй, пляшем" (c). Десятилетие разработки и эксплуатации VAX/VMS не может пропасть втуне. Таких архитекторов, как Дейв Катлер, на весь мир найдётся не более пяти человек. (И Линус Торвальдс в их число не входит, увы.) Код Windows NT, написанный на языке Си в 1987 году (или портированный с VAX'овского ассемблера в то же время), до сих пор является частью Windows 10, и совершенно точно можно сказать, что жизненный срок этого кода составит не менее 50 лет. Ведь его писали серьёзные, уважающие себя люди, это же не сайт на JS-фреймворке, который устареет за два года.

И теперь эта инвестиция окупается сполна. Никуда теперь вы, дорогие юзеры, не денетесь с подводной лодки, будете жрать и телеметрию, и всё остальное, что доктор Билли прописал, да ещё и приплачивать за это.

Компания Google в своей следующей операционной системе под названием Fuchsia пытается организовать новую драйверную модель на основе IDL-специфицированных интерфейсов с GUID'ами (что очень похоже на COM здорового человека, обеспеченный современным, как сейчас говорят, tooling'ом), а также на основе изоляции драйверов в отдельных процессах (настоящее микроядро), в общем, на основе всяких хороших инженерных практик, которые призваны решить вышеописанные проблемы квазимонолитных ядер. Но тупые журналисты путём гадания на кофейной гуще вывели, что Fuchsia — это ОС для наручных часов и очков дополненной реальности. Только почему-то со встроенным гипервизором и с Vulkan API для 3D-графики, LOL. (Выражаясь дипломатическим языком, дебилы б**ть.) Посмотрим, что вырастет из этой новой гугловской операционной системы через 10 лет, ведь Windows NT тоже понадобилось примерно 10 лет от начала разработки до релиза первой версии. Затем понадобится ещё как минимум 10 лет, чтобы "нагулять" необходимый пул полезных драйверов (и здесь тоже могут возникнуть проблемы, т.к. в начале этого пути Фуксия будет совершенно беззубая, как Windows 8 на ARM'ах). Ну а далее потенциально эта ОС сможет работать на всём диапазоне устройств от телефонов до серверов Google, обеспечивая модульность и совместимость драйверов на 20-летнем промежутке, как Windows NT, но всё в конечном итоге зависит от Google.

Как бы там ни было, в нынешнем виде Хромбуки неопасны для Windows-экосистемы.

Об этом мало кто знает, но в мире есть люди, которые до сих пор поддерживают универсальные драйверы видеокарты (VESA) и дискового контроллера (AHCI) для старых версий Windows: от NT4 до XP/2003:

http://bearwindows.boot-land.net/vbemp.htm
http://alter.org.ua/en/soft/win/uni_ata/

Эти драйверы позволяют, хотя и с некоторыми извратами (типа ручной правки файлов LAYOUT.INF и TXTSETUP.SIF) установить на современный ноутбук Windows XP и даже древнюю, как говно мамонта, Windows NT 4.0.

Осталось дождаться героя, который портирует драйверы Интеловского хост-контроллера USB 3.0 (Panther Point) на эти древние системы, и тогда будет полный комплект. :)

В течении долгого времени идея микроядерной архитектуры ОС (где в пространстве ядра находится только заглушка для обмена сообщениями, а вся традиционная ядерная функциональность вынесена в отдельные процессы) критиковалась из-за сниженной производительности. Дескать, слишком долго это — тратить время на memcpy() параметров и результатов каждого системного вызова, лучше когда вся ядерная память всегда "под рукой". "Все эти ваши L4, Hurd и Minix страшно далеки от народа, Unix и Windows NT во все поля, дёшево и быстро" — говорили они.

Хотя если много-много запросов загнать в преаллоцированный кольцевой буфер, а потом обслужить их все "одним махом", как это делается в паравиртуальных драйверах virtio, или в netmap, или в RIO API, или в DPDK/SPDK, то можно даже получить выигрыш по производительности (теряем время на копировании, экономим на переключении контекста).

Та же идея относительно "асинхронных системных вызовов" рассматривалась в статье FlexSC: Flexible System Call Scheduling with Exception-Less System Calls авторам которой удалось получить прирост производительности на 116% для MySQL и 40% для Apache. Кстати, очень хорошая статья, на которую следует посмотреть свежим взглядом, учитывая опыт нынешнего "Интелпокалипсиса".

Из-за уязвимостей Meltdown и Spectre, мы одним большим прыжком приблизились к миру операционных систем, где привилегированный системный код выполняется на выделенных ядрах процессора, а пользовательский код — на всех остальных ядрах процессора. А в микроядре остаётся только обмен сообщениями и переключение задач.

Потому что KPTI патчи, сбрасывающие CR3+TLB на каждом системном вызове (всё-таки Линус Торвальдс прав, FUCKWIT или UASS звучит лучше) с их налогом на производительность в 50% — это временная затычка. Потому что retpoline-патчи для clang, способные "отучить" процессор от предсказания ветвлений ценой снижения производительности генерируемого кода в тех же 2 раза — это временная затычка. Потому что готовящиеся сейчас обновления микрокода для всех поддерживаемых процессоров с целью сброса статистики для предсказания ветвлений, который (сброс) должен выполняться при каждом пересечении границы ядро/юзерспейс — это временная затычка.

Intel, AMD, ARM и все остальные не переделают выпущенные за последние 20 лет процессоры и никогда не откажутся от кэшей, опережающего исполнения и предсказания ветвлений. Не может быть так, чтобы следующее поколение Xeon'ов и Epyc'ов работало со скоростью Pentium II. Meltdown и Spectre — это только цветочки, потому что идея творческого совмещения branch prediction poisoning, speculative execution и cache timing attacks прочно завладеет умами security-исследователей на ближайшее десятилетие. А это значит, что единственный выход — это разнести "хороший" и "плохой" код по разным ядрам (cores), чтобы микроархитектурные утечки (состояние кэша, статистика для предсказания ветвлений) между "хорошим" и "плохим" кодом были невозможны.

Микроядерная архитектура операционных систем победила монолитную и монолитную-с-модулями. Уже сейчас ясно, что цена "KPTI + retpoline + бестолково частых сбросов branch prediction статистики через микрокод" превышает цену микроядерного IPC.