AMD第四代EPYC 97×4系列使用了L3缓存容量减半的Zen 4c「小核」,近期也陆续传出AMD将在Ryzen 7040U处理器后期型号,采用混合Zen 4和Zen 4c的大小核组态,而AMD Zen 5世代将延续这种模式。那么,同样是大小核设计,英特尔、AMD和Arm玩法究竟有哪些不同之处?
1、英特尔大核(P-Core)和小核(E-Core)属不同体系,前者起于Core,后者源于Atom,后来因AVX-512指令集问世,追求节能的小核就无福消受会激增晶面面积和耗电量的怪兽。
▲可处理512位宽度数据的AVX-512指令集变成英特尔的烫手山竽
所以即使英特尔小核从Alderlake搭载的Gracemont性能有重大突破,相同功耗时,单核单线程性能比Skylake高40%,相同性能时功耗降低超过40%,四核Gracemont对上双核Skylake时,领先幅度更拉到80%,但Gracemont(Alderlake、Raptor Lake)和后继Crestmont(Meteor Lake、Sierra Forest)还是只有AVX2,让大核不得不关闭AVX-512指令集,以维持大小核的软件兼容性。很讽刺的是,英特尔就这样平白把AVX-512优势送给AMD,商业蒙受重大损失后才匆忙想亡羊补牢。
▲英特尔Alderlake的E-Core有巨大性能突破,但还是无法弥补缺乏AVX-512的缺点
英特尔补洞方法是另外定义AVX10指令集,让大小核可同时执行「256位化」的AVX-512变种,顺便统一混乱不堪的历代版本。但要等到新型小核问世,还需要好一段时间。为何英特尔不在小核仿照AMD的「数据路径砍半偷吃步」方法,这就真的让笔者摸不着头绪了。
▲英特尔并非一次升级AVX-512至AVX10,而是拆成过渡期AVX10.1和完全体AVX10.2,追求「大核P-Core与小核E-Core」共同胜利,不让自己创造的AVX-512反过来变成AMD的致命武器
2、AMD方法就比较直截了当:让每个核心分到的L3缓存容量砍半,调低时脉,其余完全相同。AMD好处在不会有软件兼容性和性能调校问题(无论Zen 4还是Zen 4c都基于相同微构架,也都有AVX-512和BF16),且节省研发成本,缺点是能缩小幅度和可削减功耗很有限。以台积电5纳米制程Zen 4c为例,缩减面积也只有35%,4纳米还得再观察,或许AMD还握有不为人知的怪招。
▲AMD Zen 4和Zen 4c,除了每个核心分到的L3缓存容量外,其余完全相同
3、主导手机市场的Arm就极单纯:终极性能的大核(Cortex-X)、高度能效的中核(Cortex-A700)和极致省电的小核(Cortex-A500),TCS23(Total Compute Solution 2023)全部统一为Arm v9.2构架。
▲Arm玩法一直没变,三种核心
行文至此,就来看看苹果。苹果类似英特尔个别打造截然不同大小核,但应该没有指令集兼容性差异。对标榜「极简主义的华丽」的苹果,看起来也不会像Arm搞出三种核心。
▲AMD也尝试过大小核分立策略,但后者唯一商业成就只有家用游戏主机
话说回来,假以时日,当AMD拥有足够研发能量,会不会也回到「推土机」和「山猫」分立策略,就让我们慢慢等着看。
Arm SoC 市占率提升,预计2027年将翻倍
市场研究机构 Counterpoint Research 的最新预测显示,以 Arm 架构为基础的 SoC 将在英特尔和 AMD 占据的笔记本电脑市场逐步取得更高的市占率,预估从目前约 14% 成长至 2027 年的 25%,将近翻倍成长。
进一步来看,Arm 架构 SoC 在今年整体笔记本电脑出货量估计占有 15% 的比例,到了 2027 年可望成长至 25.3%。与此同时,英特尔的占比将从今年的 68% 下降至 2027 年的 60%,AMD 的占比也将从 16.7% 下降至 14.4%。
▲ Arm 架构 SoC 可望从今年 15% 成长至 2027 年 25.3%。(Source:Counterpoint Research)
Arm 架构 SoC 和 x86 CPU 相比具有多项优势,例如降低功耗以及更好的发热管理。由于 Arm 架构 SoC 在设计时考虑到能源效率,可以根据特定功耗需求进行客制,非常适合对电池续航力高度要求的移动设备和PC。此外,Arm 架构 SoC 整合了高效能的 CPU 核心和记忆体,有望与 x86 架构竞争。由于 Arm 架构拥有先进的 AI 和 GPU 核心,加强硬体和作业系统的整合程度,让它有机会超越传统的 x86 架构。
目前以 Arm 架构为基础的笔记本电脑有90%来自苹果,过于集中反倒限制 Arm 架构的成长,是因微软 Windows 是世界上最受欢迎的系统,Arm 架构 SoC 还未能大举进军 Windows PC。但 Counterpoint Research 认为,一旦高通开发出与 Windows 相容且具竞争力的 Arm 架构 SoC,在整体 PC 市占将会增加。
Counterpoint Research 认为 PC 制造商也能推出量身打造的 Arm 架构 SoC,以满足产品需求并带来差异化,例如低功耗的 Arm 处理器可建构平板和电脑的混合体,可望比目前市场上的二合一笔记本电脑更轻、更耐用。
值得关注的是,Counterpoint Research 并未对台式机采用 Arm 架构 SoC 做出任何预测。虽然 Arm 架构 SoC 对于笔记本电脑产品具有无可置辩的优势,但台式机产品却有不同需求,像是讲求更高的效能表现,通常也比较不讲究功耗。因此 Arm 架构 SoC 是否会在台式机领域扩大市占,还有待观察。
来源:technews等网络内容综合