未来CPU行业将出现颠覆性的变化

导读 2020年 随着苹果Macbook更换自家的M1处理器 给沉寂多年的PC处理器市场带来冲击。PC处理器在20年前曾经有一段高速发展期 创新不断 但

2020年 随着苹果Macbook更换自家的M1处理器 给沉寂多年的PC处理器市场带来冲击。

PC处理器在20年前曾经有一段高速发展期 创新不断 但是最近10多年 由于竞争的淡化 处理器进步非常缓慢 英特尔曾经几代处理器同频性能停滞不动 架构也是毫无创新。

如今 苹果做了鲶鱼 那么未来的处理器会是什么样子呢?我们来看一下。

大小核结构

ARM在从A9到A15的进化过程中 发现A15的功耗太高 无法应用到手机上 所以发展出A7小核心的概念。

在低性能区域 用一个结构简单 性能比较低 但是同等性能下功耗更低的核心工作 降低功耗。

这个思路延续下来 发展出A53、A55小核心 苹果也借鉴了这个思路 在A10处理上 把自己的A6处理器改出来一个小核心。这样苹果也有了大小核心。

现在 苹果把手机SOC改上电脑 继承了这个大小核结构。

而X86只是英特尔在边缘产品上尝试过小核心。而从规格看 英特尔酷睿2、Athlon64改改当小核都可以 因为苹果的小核心规格已经非常高了。架构已经是算是当年的高性能处理器了。

小核心 可以大幅度降低功耗与发热。现在日常待机、办公、上网浏览(动画少的网页) 处理器是降低频率到1.5Ghz 而且CPU占用率只有不到5%

这个时候 有小核心的话 可以大幅度降低功耗。对移动设备来说可以大幅度提升续航。

宽发射大缓存

苹果M1性能出众 在3Ghz就可以媲美桌面处理器5Ghz的性能 这是因为苹果架构很先进。

英特尔和AMD现在还是四路解码 以前是三路解码 而苹果在A7已经是6路解码了 如今的M1是8路解码14发射 Zen3是四路解码 也凑了14发射。但是在执行单元上 两者差距很大 苹果的性能优势就出来了。

同样 苹果堆了大量二级缓存来提升性能。二级缓存 苹果四个核心共享12M 远远超过英特尔和AMD。

所以 不排除未来英特尔和AMD也会使用多路解码宽发射 来大幅提升IPC性能。

专用硬件电路

目前 苹果M1一些常用任务 用CPU去算是低效的。手机很早就支持4K视频编码解码 当时手机不如酷睿2 但是电脑i7解码4K都很吃力。

在最新的M1发售后 有用户对比了苹果X86工作站与搭载M1的Macbook结果发现Macbook居然比工作站快。这就是专用硬件电路的威力。

所以 以后诸如剪视频 加密解密计算 数据压缩等一些常用的应用可以内置到CPU的硬件解码器 提升性能 降低功耗。

这些专用硬件电路会消耗一些晶体管但是对常用功能会有巨大提升。

集成超高速通道 内存控制器外置

现在英特尔的PCIE标准太慢 苹果M1用了AMD的标准。而现在最快的是nVIDIA搞的Nvlink。

有了超高速度的通道 CPU、GPU、内存、硬盘之间可以快速交换数据。

超高速通道会占用一部分晶体管 但是内存控制器可以外置。

现在内存还是太慢 解决的办法是内存控制器做到内存上 通过高速总线传输。这样内存瓶颈容易解决。

也许 在不久的将来 我们就可以看到CPU行业出现翻天覆地的变化 高性能 低延迟 宽发射 大缓存 带有常用专用硬件电路的CPU将替代目前的CPU。带来性能的飞跃。 责任编辑:tzh

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