这些 CPU 架构,也许能改变你未来使用的产品

小小小小小木头 | 2020-05-28 11:30

最近英特尔 Lakefield 采用的「混合架构」被软件 HWiNFO 曝光,如果剧本真如曝光内容那样发展,我们就会在桌面级处理器当中看到大核+小核设计。这种设计目前广泛用于移动处理器,也就是我们日常使用的智能手机当中。

与此同时,Arm 今天发布了全新的 Cortex-A78 以及 Cortex-X1 架构,前者是 A77 的 5nm 正常迭代,后者为全新高性能核心架构。

两条消息的先后曝光,给了我一种「时代变了」的感觉。那么下面我们就来假想一下,它们会为我们未来买到的产品带来哪些实际的变化。

桌面处理器:更好的功耗控制,更稳定的性能

如果说移动端的许多处理器采用了大核+小核的设计,那么桌面处理器的每一个核心都可以算是大核的范畴。

举个例子,在介绍高通骁龙 865 移动平台时,我们会说它的 CPU 部分由 1 颗主频为 2.84GHz 的 A77 + 3 颗主频为 2.4GHz 的 A77 + 4 颗 1.8GHz 的 A55 内核组成。

但是在介绍 i7-10700 时,我会说它采用六核十二线程设计,基础频率和动态加速频率分别为 2.9GHz 和 4.8 GHz。

造成以上差距的原因是 i7-10700 当中的每个核心在设计上并没有区别,它们都能跑到 2.9GHz 和 4.8GHz,在待机时还可以将频率降到更低。至于超频情况下不同的频率表现,主要是由于它们的体质不同,同一时期几乎可以排除设计方面的因素。

这是由于桌面处理器拥有更加稳定的电量供应和散热环境,所以一般认为它并不需要像移动处理器那样严格控制功耗和发热问题。

但是根据报道,英特尔 Lakefield 拥有一个 Sunny Cove 和四个 Tremont,前者是应用于时代酷睿 Ice Lake 上面的大核,后者则是 Atom 系产品的小核心。不过与之前的「凌动」等处理器相比,Tremont 的性能提升比较明显。

通过这种方案,英特尔在未来也可以根据不同的任务需求,分配不同的核心。例如在打字或者浏览网页时,可以只打开少数大核,或者干脆只用小核。在负载较高时开启全部大核,甚至可能使用小核协助处理后台和直播等任务。

如果以上构想能够成真,应该能够有效控制台式机平时使用时的功耗。同时在运行大型 3A 游戏时让更多的高性能系统资源用于游戏进程,提升稳定性。

此外,我认为英特尔未来的笔记本处理器应该也会用上这种设计。因为理论上它能够在电池容量没有变化的情况下,有效提升笔记本电脑在日常使用和待机等场景下的续航表现。

以上只是对于「大小核」设计用于桌面等处理器的假设,具体情况还要看系统以及软件是否会进行专门优化。同时我认为这可以看做是英特尔针对目前 Arm 架构处理器涉足桌面平台的反击。

在采用 10nm 以及 Foveros 3D 封装技术后,英特尔可以在相同的芯片面积内塞入更多的晶体管,小核的面积也相对更小。而且拆过 CPU 盖子的人应该都知道,对于桌面处理器来说,芯片实际上只占比较小的面积,AMD 甚至为了增加核心数量采用了多芯片方案,完全不用担心处理器装不下这么多核心。

Arm:「超大核」终成现实?

还记得我们前面说的高通骁龙 865 移动平台吗?我们一般会把这三个部分称为超大核、大核和中核,但是对于目前的「大核」来说,「超大核」并没有更换内核架构,只是频率更高了。

随着 Arm Cortex-X1 的推出,移动处理器也许也能够迎来真正的「超大核」。

根据 Arm 的描述,Cortex-X1 与 Cortex-A78 都基于目前的 Cortex-A77 架构,但是前者追求更高的性能。X1 与 A77 相比性能提升最高可达 30%,同时比 A78 高出了 23% 整数运算能力和一倍的学习能力,还拥有 1MB L2 缓存。

虽然 A78 和 X1 都基于 5nm 工艺,与目前的 A77 相比同性能下更加省电,但是对于智能手机来说,也许一个 X1 就会带来很大的功耗和散热压力。

但是对于平板和笔记本电脑来说,这些大概就不成问题了,所以我认为 Cortex-X1 及其衍生架构应该会出现在面向这些产品的 SoC 当中。只是目前 Windows10 Arm 和安卓平板无论是软件数量,还是对性能的要求都有待提高,而这也不是一个核心就可以解决的问题。

总结

在分析两则内容时,可以看出目前不同的架构与设计方案之间其实是在互通的。x86 可以用上大小核方案,面向移动产品的 Arm 架构处理器也可以在性能方面有更高的追求,所以未来的产品应该会有更多的新特性与可玩性。

毕竟,在那个用电脑播放 mp3 需要超频,手机只能打个电话待机时间却很短的时代,谁有会想到现在的数码产品会有如此性能和功能呢?

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