AMD e Intel uniscono le forze: le 4 estensioni x86 che cambieranno il futuro dei processori

A un anno dalla creazione dello x86 Ecosystem Advisory Group (EAG), AMD e Intel celebrano i primi risultati concreti di una storica alleanza che mira a coordinare l’evoluzione dell’architettura x86, garantendo compatibilità, innovazione e sicurezza. L’obiettivo del gruppo è chiaro: evitare divergenze tra i due progettisti di CPU, assicurando che le nuove estensioni dell’ISA (Instruction Set Architecture) siano sviluppate e ratificate congiuntamente, così da semplificare il lavoro degli sviluppatori e rafforzare l’interoperabilità del software.

Quattro nuove estensioni x86 approvate

Nel corso del primo anno, il comitato formato da AMD e Intel nell’ambito della collaborazione ha ratificato quattro nuove funzionalità destinate a diventare parte integrante dei futuri chip delle due aziende:

• ACE e AVX10, pensate per potenziare le operazioni di calcolo matriciale e vettoriale, fondamentali per l’AI e l’HPC.
• FRED (Flexible Return and Event Delivery), un nuovo meccanismo per la gestione di interrupt ed eccezioni che riduce la latenza e migliora l’efficienza del sistema.
• ChkTag (x86 Memory Tagging), una tecnologia per la sicurezza della memoria volta a individuare errori come buffer overflow e use-after-free.

FRED: un nuovo paradigma per la comunicazione tra kernel e user space

La tecnologia FRED rappresenta un’evoluzione profonda nel modo con cui la CPU gestisce i passaggi tra user mode (ring 3) e kernel mode (ring 0).

Storicamente, questi cambi di contesto si basano sulla Interrupt Descriptor Table (IDT) e sull’istruzione IRET, meccanismi software complessi che introducono latenza e riducono l’efficienza complessiva del sistema operativo.

FRED sostituisce tale architettura con un percorso di ingresso e uscita definito e verificato in hardware, riducendo i tempi di transizione e migliorando la sicurezza. Ogni volta che un’applicazione interagisce con il kernel — evento che può verificarsi milioni di volte al secondo — il nuovo approccio hardware consente un risparmio di cicli CPU e una maggiore stabilità.

La tecnologia in questione, introdotta da Intel nel 2023, era inizialmente un’esclusiva, ma ora diventa una funzionalità cross-vendor, destinata a essere adottata anche da AMD.

ChkTag: sicurezza della memoria a livello di silicio

Tra le novità più rilevanti figura ChkTag, l’implementazione x86 della tecnica di memory tagging, una funzionalità che permette di rilevare anomalie legate all’uso improprio della memoria.

Attraverso l’associazione di tag univoci ai blocchi di memoria, il processore può verificare in tempo reale se un accesso è legittimo, individuando situazioni comunemente utilizzate dagli aggressori per eseguire codice arbitrario e acquisire privilegi utente elevati.

Questa soluzione, già utilizzata da Apple (MTE su architettura Arm) e da Ampere Computing, rappresenta una delle frontiere più avanzate della sicurezza informatica hardware, in grado di prevenire vulnerabilità prima ancora che possano essere scoperte e sfruttate da parte di malintenzionati e criminali informatici.

Intel stessa descrive le innovazioni di ChkTag e la portata di questa tecnica.

Implementazione graduale, ma strategica

Nonostante la ratifica ufficiale, non è previsto un calendario vincolante per l’implementazione di ChkTag e FRED. Trattandosi di modifiche che impattano sulla microarchitettura del processore, la loro integrazione richiede anni di sviluppo e validazione.

È quindi plausibile che le prime CPU con queste tecnologie integrate arrivino nel giro di qualche anno, quando i produttori avranno completato il ciclo di progettazione e testing.

Un passo verso un ecosistema x86 più coeso

La creazione di x86 Ecosystem Advisory Group rappresenta una svolta storica: per la prima volta, AMD e Intel cooperano formalmente per la definizione delle estensioni ISA, superando decenni di competizione tecnica che ha portato a una certa frammentazione.

Una visione comune con l’obiettivo di ampliare le quote di mercato di x86, apre la strada a un ecosistema più coerente, semplificando lo sviluppo di sistemi operativi, hypervisor e applicazioni che potranno sfruttare le nuove funzionalità senza dipendere da implementazioni specifiche di ciascun vendor.

Nel lungo periodo, la collaborazione tra Intel e AMD può portare a una standardizzazione più rapida delle innovazioni architetturali e a una maggiore resilienza dell’intero ecosistema x86, oggi sempre più sotto pressione a causa della concorrenza di architetture alternative come Arm e RISC-V.