同樣大小核,英特爾、AMD和Arm有什么不同?
2023-09-15 11:31:02 科技新報(臺) 作者:癡漢水球AMD 第四代EPYC 97×4系列使用 L3 緩存容量減半的 Zen 4c「小核」,近期也陸續(xù)傳出 AMD 將在 Ryzen 7040U 處理器后期型號,采用混合 Zen 4 和 Zen 4c 的大小核組態(tài),而 AMD Zen 5 世代將延續(xù)這種模式。那同樣是大小核,英特爾、AMD和Arm玩法究竟有哪些不同之處?1. 英特爾大核(P-Core) 和小核(E-Core)屬不同體系,前者起于 Core,后者源于 Atom,后來因 AVX-512 指令集問世,追求節(jié)能的小核就無福消受會激增晶面面積和耗電量的怪獸。
▲ 可處理 512 位寬度數(shù)據(jù)的 AVX-512 指令集變成英特爾的燙手山竽。所以即使英特爾小核從 Alderlake 搭載的 Gracemont 效能有重大突破,相同功耗時,單核單線程性能比 Skylake 高 40%,相同性能時功耗降低超過 40%,四核 Gracemont 對上雙核 Skylake 時,領(lǐng)先幅度更拉到 80%,但 Gracemont(Alderlake、Raptor Lake)和后繼 Crestmont(Meteor Lake、Sierra Forest)還是只有AVX2,讓大核不得不關(guān)閉AVX-512指令集,以維持大小核的軟件兼容性。很諷刺的是,英特爾就這樣平白把AVX-512優(yōu)勢送給AMD,商業(yè)蒙受重大損失后才匆忙想亡羊補牢。
▲ 英特爾 Alderlake 的 E-Core 有巨大效能突破,但還是無法彌補缺乏 AVX-512 的缺點。英特爾補洞方法是另外定義AVX10指令集,讓大小核可同時執(zhí)行「256位化」的AVX-512變種,順便統(tǒng)一混亂不堪的歷代版本。但要等到新型小核問世,還需要好一段時間。為何英特爾不在小核仿照AMD的數(shù)據(jù)路徑砍半偷吃步方法,這就真的讓筆者摸不著頭緒了。
▲ 英特爾并非一次升級AVX-512至AVX10,而是拆成過渡期AVX10.1和完全體AVX10.2,追求「大核P-Core與小核E-Core」共同勝利,不讓自己創(chuàng)造的AVX-512反過來變成AMD的致命武器。2. AMD 方法就比較直截了當(dāng):讓每個核心分到的 L3 緩存容量砍半,調(diào)低時脈,其余完全相同。AMD好處在不會有軟件兼容性和性能調(diào)校問題(無論Zen 4還是Zen 4c都基于相同微架構(gòu),也都有AVX-512和BF16),且節(jié)省研發(fā)成本,缺點是能縮小幅度和可削減功耗很有限。以臺積電5納米制程Zen 4c為例,縮減面積也只有35%,4納米還得再觀察,或許AMD還握有不為人知的怪招。
▲ AMD Zen 4 和 Zen 4c,除了每個核心分到的 L3 緩存容量外,其余完全相同。3. 主導(dǎo)手機市場的Arm就極單純:終極效能的大核(Cortex-X)、高度能效的中核(Cortex-A700)和極致省電的小核(Cortex-A500),TCS23(Total Compute Solution 2023)全部統(tǒng)一為Arm v9.2架構(gòu)。
▲ Arm 玩法一直沒變行文至此,就來看看蘋果。蘋果類似英特爾個別打造截然不同大小核,但應(yīng)該沒有指令集兼容性差異。對標(biāo)榜「極簡主義的華麗」的蘋果,看起來也不會像Arm 搞出三種核心。
▲ AMD 也嘗試過大小核分立策略,但后者唯一商業(yè)成就只有家用游戲主機。話說回來,假以時日,當(dāng)AMD擁有足夠研發(fā)能量,會不會也回到「推土機」和「山貓」分立策略,就讓我們慢慢等著看。
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