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年前曾經有一段高速發展期,創新不斷,但是最近10多年,由于競爭的淡化,處理器進步非常緩慢,英特爾曾經幾代處理器同頻性能停滯不動,架構也是毫無創新。
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。
大小核結構
ARM在從A9到A15的進化過程中,發現A15的功耗太高,無法應用到手機上,所以發展出A7小核心的概念。
在低性能區域,用一個結構簡單,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。
這個思路延續下來,發展出A53、A55小核心,蘋果也借鑒了這個思路,在A10處理上,把自己的A6處理器改出來一個小核心。這樣蘋果也有了大小核心。
現在,蘋果把手機SOC改上電腦,繼承了這個大小核結構。
而X86只是英特爾在邊緣產品上嘗試過小核心。而從規格看,英特爾酷睿2、Athlon64改改當小核都可以,因為蘋果的小核心規格已經非常高了。架構已經是算是當年的高性能處理器了。
小核心,可以大幅度降低功耗與發熱。現在日常待機、辦公、上網瀏覽(動畫少的網頁),處理器是降低頻率到1.5Ghz,而且CPU占用率只有不到5%
這個時候,有小核心的話,可以大幅度降低功耗。對移動設備來說可以大幅度提升續航。
寬發射大緩存
蘋果M1性能出眾,在3Ghz就可以媲美桌面處理器5Ghz的性能,這是因為蘋果架構很先進。
英特爾和AMD現在還是四路解碼,以前是三路解碼,而蘋果在A7已經是6路解碼了,如今的M1是8路解碼14發射,Zen3是四路解碼,也湊了14發射。但是在執行單元上,兩者差距很大,蘋果的性能優勢就出來了。
同樣,蘋果堆了大量二級緩存來提升性能。二級緩存,蘋果四個核心共享12M,遠遠超過英特爾和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,用CPU去算是低效的。手機很早就支持4K視頻編碼解碼,當時手機不如酷睿2,但是電腦i7解碼4K都很吃力。
在最新的M1發售后,有用戶對比了蘋果X86工作站與搭載M1的Macbook結果發現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,加密解密計算,數據壓縮等一些常用的應用可以內置到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,內存控制器外置
現在英特爾的PCIE標準太慢,蘋果M1用了AMD的標準。而現在最快的是nVIDIA搞的Nvlink。
有了超高速度的通道,CPU、GPU、內存、硬盤之間可以快速交換數據。
超高速通道會占用一部分晶體管,但是內存控制器可以外置。
現在內存還是太慢,解決的辦法是內存控制器做到內存上,通過高速總線傳輸。這樣內存瓶頸容易解決。
也許,在不久的將來,我們就可以看到CPU行業出現翻天覆地的變化,高性能,低延遲,寬發射,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。
責任編輯:tzh
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