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Microsoft prepara Windows 11 para APX; veja o que muda

Microsoft testa suporte ao APX no Windows 11. Recurso pode melhorar o desempenho de processadores Intel e AMD, mas exige hardware e software compatíveis.
Imagem de: Microsoft prepara Windows 11 para APX; veja o que muda

A Microsoft está preparando o Windows 11 para usar o Advanced Performance Extensions (APX). A atualização amplia o conjunto de instruções x86-64, usado pelos processadores, e pode trazer ganhos de desempenho e eficiência em futuros modelos da Intel e da AMD.

O recurso apareceu na versão de testes 29695.1001 do Windows 11 Insider Preview, distribuída pelo canal Experimental (Future Platforms). Xeno identificou a novidade e compartilhou no X.

Essa versão inclui uma opção para ativar o APX. A descrição indica que o Windows pode usar a tecnologia para melhorar o desempenho. É preciso reiniciar o computador após a ativação.

O que muda nos processadores com o APX

Apresentado pela Intel em 2023, o APX acrescenta instruções à arquitetura x86-64. Intel e AMD trabalham juntas no desenvolvimento por meio do x86 Ecosystem Advisory Group.

A principal mudança é o aumento de 16 para 32 registradores de uso geral. Esses pequenos espaços internos do processador guardam dados com acesso muito rápido.

Com mais registradores, o chip pode manter mais informações dentro dele e reduzir os acessos à memória, que é mais lenta.

O APX também traz instruções que trabalham com três valores por operação, novas operações condicionais e outros ajustes. O objetivo é executar as instruções com mais eficiência e reduzir movimentações desnecessárias de dados.

A arquitetura x86-64 tradicionalmente fornece 16 registradores de uso geral, ilustrados acima juntamente com suas porções sobrepostas de 32 bits, 16 bits e 8 bits. O APX dobra o número de registradores disponíveis para 32 , possibilitando que os processadores mantenham mais dados em seus registradores internos extremamente rápidos, reduzindo operações de memória dispendiosas e potencialmente melhorando o desempenho em softwares otimizados para aproveitar a extensão. Fonte da imagem: blog de Clement Bera.
A arquitetura x86-64 tradicionalmente fornece 16 registradores de uso geral, ilustrados acima juntamente com suas porções sobrepostas de 32 bits, 16 bits e 8 bits. O APX dobra o número de registradores disponíveis para 32 , possibilitando que os processadores mantenham mais dados em seus registradores internos extremamente rápidos, reduzindo operações de memória dispendiosas e potencialmente melhorando o desempenho em softwares otimizados para aproveitar a extensão. Fonte da imagem: blog de Clement Bera.

Nas estimativas da Intel, programas preparados para o APX podem executar suas tarefas com:

  • 10% menos operações de leitura na memória;
  • Mais de 20% menos operações de gravação na memória;
  • Cerca de 10% menos instruções no total.

Esses números vieram de simulações com protótipos, usando tarefas com números inteiros do conjunto de testes SPEC CPU 2017.

Eles não representam ganhos equivalentes de desempenho no uso real. Uma redução de 10% nas instruções, por exemplo, não significa que o programa ficará 10% mais rápido.

Windows 11 já recebe ajustes para o APX

A Microsoft já adicionou ao Windows SDK, o kit de desenvolvimento do sistema, recursos para identificar o suporte do processador ao APX e definições de estado estendido. Essas definições fazem parte das informações usadas pelo sistema para lidar com os recursos do chip.

O WinDbg, ferramenta usada para encontrar falhas em programas, também recebeu melhorias para trabalhar com os registradores do APX e analisar problemas relacionados a eles.

Quais processadores terão suporte

Os futuros processadores Intel Nova Lake, voltados ao consumidor, e os Xeon Diamond Rapids terão suporte ao APX.

O AIDA64 já inclui um teste de desempenho SHA3 otimizado para a extensão e direcionado a essas arquiteturas. A expectativa é que a AMD também adote o APX.

Por enquanto, o GCC 16, ferramenta que transforma código em programas executáveis, não tem suporte documentado à extensão na futura arquitetura Zen 6.

Isso sugere que a Zen 7 pode ser a primeira arquitetura da AMD compatível com APX. A empresa ainda não confirmou essa possibilidade.

O recurso depende de processadores compatíveis e de programas compilados para usar suas instruções. Por isso, os chips atuais não terão um ganho automático de desempenho.

A Microsoft também não confirmou quando a opção chegará às versões de uso geral do Windows 11, já que o canal experimental não está vinculado a uma edição específica do sistema.