導(dǎo)讀:PC處理器在20年前曾經(jīng)有一段高速發(fā)展期,創(chuàng)新不斷,但是最近10多年,由于競爭的淡化,處理器進(jìn)步非常緩慢,英特爾曾經(jīng)幾代處理器同頻性能停滯不動,架構(gòu)也是毫無創(chuàng)新。
2020年,隨著蘋果Macbook更換自家的M1處理器,給沉寂多年的PC處理器市場帶來沖擊。
PC處理器在20年前曾經(jīng)有一段高速發(fā)展期,創(chuàng)新不斷,但是最近10多年,由于競爭的淡化,處理器進(jìn)步非常緩慢,英特爾曾經(jīng)幾代處理器同頻性能停滯不動,架構(gòu)也是毫無創(chuàng)新。
如今,蘋果做了鯰魚,那么未來的處理器會是什么樣子呢?我們來看一下。
大小核結(jié)構(gòu)
ARM在從A9到A15的進(jìn)化過程中,發(fā)現(xiàn)A15的功耗太高,無法應(yīng)用到手機(jī)上,所以發(fā)展出A7小核心的概念。
在低性能區(qū)域,用一個(gè)結(jié)構(gòu)簡單,性能比較低,但是同等性能下功耗更低的核心工作,降低功耗。
這個(gè)思路延續(xù)下來,發(fā)展出A53、A55小核心,蘋果也借鑒了這個(gè)思路,在A10處理上,把自己的A6處理器改出來一個(gè)小核心。這樣蘋果也有了大小核心。
現(xiàn)在,蘋果把手機(jī)SOC改上電腦,繼承了這個(gè)大小核結(jié)構(gòu)。
而X86只是英特爾在邊緣產(chǎn)品上嘗試過小核心。而從規(guī)格看,英特爾酷睿2、Athlon64改改當(dāng)小核都可以,因?yàn)樘O果的小核心規(guī)格已經(jīng)非常高了。架構(gòu)已經(jīng)是算是當(dāng)年的高性能處理器了。
小核心,可以大幅度降低功耗與發(fā)熱?,F(xiàn)在日常待機(jī)、辦公、上網(wǎng)瀏覽(動畫少的網(wǎng)頁),處理器是降低頻率到1.5Ghz,而且CPU占用率只有不到5%
這個(gè)時(shí)候,有小核心的話,可以大幅度降低功耗。對移動設(shè)備來說可以大幅度提升續(xù)航。
寬發(fā)射大緩存
蘋果M1性能出眾,在3Ghz就可以媲美桌面處理器5Ghz的性能,這是因?yàn)樘O果架構(gòu)很先進(jìn)。
英特爾和AMD現(xiàn)在還是四路解碼,以前是三路解碼,而蘋果在A7已經(jīng)是6路解碼了,如今的M1是8路解碼14發(fā)射,Zen3是四路解碼,也湊了14發(fā)射。但是在執(zhí)行單元上,兩者差距很大,蘋果的性能優(yōu)勢就出來了。
同樣,蘋果堆了大量二級緩存來提升性能。二級緩存,蘋果四個(gè)核心共享12M,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過英特爾和AMD。
所以,不排除未來英特爾和AMD也會使用多路解碼寬發(fā)射,來大幅提升IPC性能。
專用硬件電路
目前,蘋果M1一些常用任務(wù),用CPU去算是低效的。手機(jī)很早就支持4K視頻編碼解碼,當(dāng)時(shí)手機(jī)不如酷睿2,但是電腦i7解碼4K都很吃力。
在最新的M1發(fā)售后,有用戶對比了蘋果X86工作站與搭載M1的Macbook結(jié)果發(fā)現(xiàn)Macbook居然比工作站快。這就是專用硬件電路的威力。
所以,以后諸如剪視頻,加密解密計(jì)算,數(shù)據(jù)壓縮等一些常用的應(yīng)用可以內(nèi)置到CPU的硬件解碼器,提升性能,降低功耗。
這些專用硬件電路會消耗一些晶體管,但是對常用功能會有巨大提升。
集成超高速通道,內(nèi)存控制器外置
現(xiàn)在英特爾的PCIE標(biāo)準(zhǔn)太慢,蘋果M1用了AMD的標(biāo)準(zhǔn)。而現(xiàn)在最快的是nVIDIA搞的Nvlink。
有了超高速度的通道,CPU、GPU、內(nèi)存、硬盤之間可以快速交換數(shù)據(jù)。
超高速通道會占用一部分晶體管,但是內(nèi)存控制器可以外置。
現(xiàn)在內(nèi)存還是太慢,解決的辦法是內(nèi)存控制器做到內(nèi)存上,通過高速總線傳輸。這樣內(nèi)存瓶頸容易解決。
也許,在不久的將來,我們就可以看到CPU行業(yè)出現(xiàn)翻天覆地的變化,高性能,低延遲,寬發(fā)射,大緩存,帶有常用專用硬件電路的CPU將替代目前的CPU。帶來性能的飛躍。