3種類の CPU コアを持つ Intel Arrow Lake-H

Linux Kernel における PMU (Performance Monitoring Unit) に Arrow Lake-H のサポートを追加するパッチが Intel の Dapeng Mi 氏によって公開されている。
そのパッチのコメントにて Dapeng Mi 氏は Arrow Lake-H は Lion Cove (P-core), Skymont (E-core) に加え、Crestmont (E-core) を持つことを明らかにした。

    ArrowLake-H is a specific variant of regular ArrowLake. It shares same
    PMU features on lioncove P-cores and skymont E-cores with regular
    ArrowLake except ArrowLake-H adds extra crestmont uarch E-cores.

引用元:[PATCH 0/4] Enable PMU for ArrowLake-H - Dapeng Mi

Crestmont は Meteor Lake に E-core, SoC タイルに搭載される LP-E core に採用されていたマイクロアーキテクチャとなる。
最近の Intel CPU はマイクロアーキテクチャに割り当てられた Native Model ID をサポートしており、CPUID.1AH.EAX[31:0] から読み取ることができる。
パッチではそれを利用して PMU の初期化処理等を実装している。

    +
    +/*
    + * CPUID.1AH.EAX[31:0] uniquely identifies the microarchitecture
    + * of the core. Bits 31-24 indicates its core type (Core or Atom)
    + * and Bits [23:0] indicates the native model ID of the core.
    + * Core type and native model ID are defined in below enumerations.
    + */

引用元:[PATCH 3/4] perf/x86/intel: Support hybrid PMU with multiple atom uarchs - Dapeng Mi

    +enum atom_native_id {
    +	cmt_native_id           = 0x2,  /* Crestmont */
    +	skt_native_id           = 0x3,  /* Skymont */
     };

引用元:[PATCH 3/4] perf/x86/intel: Support hybrid PMU with multiple atom uarchs - Dapeng Mi

また、今回のパッチで Arrow Lake-H (CPUID Model: 0xC5) と Arrow Lake-S (CPUID Model: 0xC6) とでサポートする拡張命令が異なる理由が明らかになった。
Arrow Lake-S は Arrow Lake-H がサポートする拡張命令に加えて、AVX-VNNI-INT16, SHA512, SM3, SM4 といった命令もサポートすることが以前からドキュメントやコンパイラへのパッチで公開されていた。
恐らく Arrow Lake-H はハイブリッドアーキテクチャの制約として、Lion Cove, Skymont はサポートしていても、Crestmont がサポートしていない命令は制限されているのだと思われる。

なお Arrow Lake-H の対応命令範囲が Alder Lake, Meteor Lake と一致しない。
ドキュメント、コンパイラへのパッチによれば Arrow Lake-H は Meteor Lake の範囲に加え、UINTR, AVXIFMA, AVXVNNIINT8, AVXNECONVERT, CMPCCXADD といった命令をサポートしている。
一見不可解に思えるが、このことについては Crestmont は元々それらの命令をサポートしており、Meteor Lake では Redwood Cove (P-core) 側がサポートしていないために制限されていたのだと説明できる。
実際、Crestmont のみで構成されている Sierra Forest ではそれらの命令をサポートするとされている。