数字芯片之通用处理器CPU

数字芯片之通用处理器CPU,第1张

数字芯片是半导体行业里市场空间最大,技术壁垒最高的赛道。之前我们分析过的那些尖端设备和材料,主要都是为数字芯片打造的。

目前芯片设计这些赛道里,IGBT和模拟芯片领域都有IDM厂商,但数字芯片很少有做全产业链的,大家专注于自己的环节,分工合作。

这是因为IGBT和模拟芯片虽然技术和资金壁垒也很高,但生命周期长。数字芯片的发展却遵循摩尔定律,不但研发需要大量资金,晶圆代工需要大量资本购买设备,迭代又非常快。

等你把这一代产品全都配置好了,人家下一代产品又出来了,还得接着追,这就是数字芯片最难的地方。

数字芯片的工作原理简单来说就是通过晶体管控制电流的“开”和“关”,来表达数据信息的“1”和“0”,或者逻辑判断的“是”与“非”,所以数字电路也称开关电路或逻辑电路。

其组成主要就是工作在开关状态的晶体管,所以数字芯片的规模大小由其中的晶体管数量决定,摩尔定律说的也是每隔18个月晶体管数量增加一倍,因此晶体管数量对数字芯片性能起决定性作用。

数字芯片包含七种类别,分别是逻辑电路、通用处理器、存储器、单片系统SoC、微控制器MCU、定制电路ASIC和可编程逻辑器件。将来我们会对其中主要类别进行逐个分析。

简单的逻辑电路通常由门电路构成,基本是由与门、或门和非门电路排列组合而成,这些系列的电路也称为组合逻辑电路。

数量庞大的逻辑电路芯片经过不同的排列组合,理论上可以处理非常复杂的控制和运算问题。

但当下的芯片集成度很高,许多自成系统的逻辑电路可以集成在芯片内部,一个芯片就可以实现复杂的功能,也就没人愿意用大量小芯片去实现一个大系统。

所以目前逻辑电路芯片仅用于小型电子产品中,以及在大系统的通用大芯片之间的连接电路上。

通用处理器一般指服务器用和桌面计算用的CPU芯片,也包括GPU、DSP、APU等。

它是规模最大、结构最复杂的一类数字电路芯片,由海量逻辑电路组成,包含了控制、存储、运算、输入输出等完整的数据和信息处理系统,这次我们先分析CPU这一细分领域。

01 什么是CPU

CPU也叫中央处理器,是计算机的运算和控制中心,主要功能是完成计算机指令的执行和数据处理,因此CPU与内部存储器、输入输出设备被认为是计算机三大核心部件。

控制单元是CPU的控制中心,当下达指令时,控制单元负责将存储器中的数据发送至运算单元并将运算后的结果存回存储器中。

运算单元负责执行控制单元的命令,进行算术运算和逻辑运算。

存储单元是CPU中数据暂时存储的位置,其中寄存有待处理或者处理完的数据。寄存器相比内存可以减少CPU访问数据的时间,也可以减少CPU访问内存的次数,有助于提高CPU的工作速度。

按照处理信息的字长,CPU可分为四位微处理器、八位微处理器、十六位微处理器、三十二位微处理器以及六十四位微处理器等,后续还在不断拓展。

CPU作为集成电路的一部分,现在全球集成电路市场受益于5G、可穿戴设备和云服务等应用领域发展,依旧在稳步增长。

中国是全球最大的集成电路市场,增速也是全球最快,2012-2020年九年间集成电路产业市场规模复合增长率达到1681%。

集成电路进出口市场上,我国存在较大逆差,而且逆差还在拉大,国产化替代空间广阔。

CPU的下游市场涵盖服务器、桌面端、移动 PC端、智能手机以及物联网、人工智能、 汽车 电子、智能穿戴等新兴应用领域。

目前桌面端和移动PC端发展平缓,服务器受益于云化趋势增速较快,智能手机受益于5G换机潮迎来一波周期性机会,行业中长期发展还得看那些新兴领域,但新兴领域并不完全是CPU的增量市场,比如新能源 汽车 。

目前全球新能源 汽车 销量持续增长, 汽车 三化(电动化、智能化、共享化)势不可挡,电子成本占总成本的比率逐步提升,发展空间很大,2021年全球 汽车 芯片市场规模预计可达到440亿美元。

按应用场景划分,车用计算芯片可以划分为智能座舱芯片和自动驾驶芯片、车身控制芯片。

由于单纯一个的CPU已经无法满足智能 汽车 的算力要求,将CPU与GPU、FPGA、ASIC等通用或专用芯片异构融合的SoC方案成了各大AI芯片厂商算力竞争的主赛道。

不仅智能 汽车 ,在物联网和人工智能等领域,传统CPU也出现了不能适应市场要求的情况。

随着物联网设备灵活性要求日益提高,芯片向低功耗、高性能方向发展,MCU和SoC脱颖而出。

人工智能常用的AI芯片通常是针对人工智能算法做了特定加速设计的芯片,如GPU、FPGA、ASIC和神经拟态芯片。

虽然深度学习算法上CPU不如AI芯片,但做大规模推理,CPU比较有优势,再加上CPU优势领域的市场空间广阔,应用场景丰富,国内 科技 企业持续研发国产CPU依然势在必行。

目前CPU主要市场份额仍在海外企业手中。随着国内技术进步,国内CPU也在变得更好用,再加上政策持续加码,国产替代确定性较高。

02 CPU芯片架构

芯片架构也叫指令集架构,简单来说就是芯片的执行流程,不同指令集架构的芯片就是执行步骤的不同。

目前CPU指令集架构主要分为复杂指令集(CISC)和精简指令集(RISC)两大类。

复杂指令集支持的指令更多,每种运算都有自己的完整指令。由于只有少部分指令会反复使用,精简指令集就是对其进行精简,不用每种运算都有完整指令。

复杂指令集更适用于运算复杂的电脑CPU,精简指令集更适用于运算要求较低,功耗也较低的手机CPU。

在这两种指令集基础上又产生了不同的架构,也就是在指令集基础上实现对CPU内的控制单元、运算单元、存储单元等部件的一系列完整设计和安排。

03 X86架构

CISC的架构主要就是X86架构,目前Intel和AMD两家独大。

Intel和Windows组成了“Wintel”联盟,击败了苹果、IBM、摩托罗拉的Power联盟,垄断桌面市场长达20多年。直到目前,服务器、桌面和移动PC主要使用的还是X86架构处理器,Intel依然占据大部分市场。

后来随着AMD第二代Epyc处理器“罗马”问世,AMD服务器CPU市占率在短短两年内从1%增长到了8%。接着第三代Epyc处理器“米兰”发布,其服务器市场份额有望达到15%。

由于AMD服务器芯片性价比较高,又有台积电7nm制程技术加成,越来越多数据中心开始采购AMD的产品。

X86架构之所以覆盖范围这么广,除了起步早、性能高、兼容性好之外,还跟它生态完善有关,目前全球65%以上的软件开发商都为X86提供服务,你想自己设计一个架构,没有生态也就没有人使用。

现在X86架构在中国市场依然广阔,尤其是在服务器领域具有绝对优势,几乎占据全部服务器销量。其他非X86架构的服务器占比很小,主要都是ARM架构。

除了Intel和AMD双寡头以外,国内还有兆芯、海光和MPRC几家X86芯片商。目前X86架构的国产化替代还不太明显,兆芯2019年市占率仅01%。

04 ARM架构

RISC的架构有ARM、MIPS、Power PC、Alpha、RISC–V等。

如今超过90%的智能手机采用ARM架构,MIPS在嵌入式设备中应用广泛,而且随着性能提升,技术层面的融合,RISC架构也在不断向X86的应用领域渗透。

ARM架构由于具有成本低、功耗低、体积小、性能高等特点,非常适用移动通讯领域,在智能手机、调制解调器、车载信息设备、可穿戴设备等领域都占据绝对统治地位。

目前ARM架构是非X86架构中应用最广泛,发展最成熟的架构,市占率达到了432%。

ARM完整产品线包括微控制器、微处理器、圆形处理器、实现软件、单元库、嵌入式内存、高速连接产品、外设以及开发工具。

目前国内外主要ARM厂商有ARM、联发科、高通Qualcomm、苹果、三星电子,飞腾、华为鲲鹏、展讯SPREAD TRUM。

世界各大半导体生产商从ARM公司购买其设计的ARM微处理器核,根据各自不同的应用领域,加入适当的外围电路,从而形成自己的ARM微处理器芯片进入市场。

联发科是世界上最大的ARM手机芯片供应商,苹果、三星、高通等行业巨头均在最近几年使用ARM架构,逐步实现基于ARM的全生态链。

截至2021Q1,联发科和高通是最主要的手机CPU供应商,市场份额分别为35%和29%,同比分别增长11%和-2%。

苹果市占率为17%,三星降至9%,华为海思由于受到美国升级制裁的影响,市场份额快速下滑,降至5%。

服务器方面,非X86目前参与者包括华为、飞腾、高通、亚马逊等。

华为鲲鹏服务器是ARM服务器的重要参与者,据华为称,鲲鹏出货量已占据市场50%,未来有望发挥其在移动市场的优势,借力云端协同,抢占服务器市场更多份额。

在桌面PC市场,ARM正逐渐被更多企业应用,2011年微软开始采用ARM的Windows系统,ARM开始进入X86的传统优势领域,如今苹果MacOS、新版Windows等均采用了ARM架构。

此外,ARM在物联网、 汽车 等领域均有很大发展潜质。ARM在公共事业、智慧城市、资产管理等领域均提供了解决方案。

05 MIPS等架构

MIPS、Alpha、Power等架构已经不是市场主流应用,但在特定领域内仍在被使用。

MIPS架构是一种简洁、优化、具有高度扩展性的RISC架构,能够提供最高的每平方毫米性能和当今SoC设计中最低的能耗,已经在移动和嵌入式工业领域销售了近三十年,目前市占率9%。

MIPS多线程CPU已经广泛应用于不同领域,以及许多移动设备的LTE调制解调器中。

国内外主要MIPS芯片商主要有MIPS公司、Ikanos、龙芯中科、北京君正。不过MIPS公司两度易主后,新公司已经转向RISC-V。

龙芯和申威分别获得MIPS及Alpha永久授权发展自主指令集,我国企业成为了该架构应用产品研发和全球生态构建的单一力量,应用的也都是国家非常注重安全的领域。

Power架构在相关市场的占有率也不过1%左右,但在高性能计算领域一直拥有相当重要的地位,其一些技术特性甚至可与Intel一较高下,然而市场参与者基本只有IBM。

06 RISC-V架构

RISC–V是目前业内最被看好,最有机会弯道超车的新架构,具有完全开源、架构简单、易于移植,适用于各种设备、完整工具链, 运行效率高等特点。

这种架构目前接受度逐渐提高,有望成为继X86和ARM架构之后第三大主流指令集架构。

由于RISC-V基金会为非盈利会员制组织,所以RISC-V本身是免费的,自 RISC-V 基金会于 2015 年成立以来,RISC-V 生态系统经历了爆炸式增长,2020年成员增长率达到133%。

物联网的兴起为上游产业链提供新的成长潜力,由于RISC-V具备开源等特性,与物联网更灵活和多样的要求相吻合。

而且自中美贸易战以来,中国企业存在受制于美国不能升级架构的风险,随着RISC-V逐渐被接受,为我国芯片厂商通过RISC-V架构实现独立自主提供可行性。

Semico Research 预测,到 2025 年,市场将消耗 624 亿个 RISC-V CPU 内核,2018-2025 年复合年增长率为 1462%。其中工业领域将以使用超过167亿个内核遥遥领先。

市场研究公司Tractica也预测,RISC- V的IP和软件工具市场在2018年为5200万美元,到2025年时将增长至 11亿美元。

目前RISC-V发展时间较短,尚未一家独大,相关生态还在发展。

短期内ARM架构依然会占据中高端市场,RISC-V主要在一些碎片化的新兴市场展开应用,如物联网的轻终端场景。

这些场景需要低功耗低成本,但是往往程序不用大改、对软件生态的依赖性不高、出货量又很大,符合RISC-V阶段性的发展目标。

RISC-V允许任何厂商设计、制造和销售RISC-V芯片和软件,因此吸引了大批 科技 公司入场。

GreenWaves、IBM、NXP、西部数据、英伟达、高通、三星、谷歌、华为、晶心 科技 、芯源股份、芯来 科技 、阿里平头哥、中天微、Red Hat 与特斯拉等100 多家 科技 公司加入其阵营。

07 国产CPU自主可控程度

国产CPU经历了将近20年的发展,也产生了一批有实力的企业,如前面提到的中科龙芯、天津飞腾、海光信息、上海申威、上海兆芯等。

这其中申威和龙芯自主可控程度最高。上海申威主要从事Alpha架构的研发,它是目前创新可信度最高的国产CPU厂商,基本实现完全自主可控,主供党政办公、军方和超算领域。

其次是飞腾和华为鲲鹏(海思)为代表的ARM架构国产厂商。ARM架构需要有ARM公司授权,主要有三种授权等级:使用层级授权、内核层级授权和架构/指令集层级授权。

其中指令集层级授权等级最高,企业可以对ARM指令集进行改造以实现自行设计处理器,目前海思、飞腾已经获得ARMV8永久授权。

如果他们基于V8授权发展出自己的指令集,其创新可信程度将显著提升,即使未来拿不到V9V10等新架构授权,依然可以维持先进性。

最后是海光和兆芯为代表的X86厂商,仅获得内核层级的授权,未来扩充指令集形成自主可控指令集难度较大。

在之前失控风险召回请愿被驳回以后,1月13日,美国国家公路交通安全管理局NHTSA因为eMMC NAND flash失效会导致安全风险问题,要求特斯拉召回部分Model S和Model X车型,共计158万辆。这个事情很有趣,其实客观来看NHTSA对现有的问题是盯的,随着特斯拉这个体量累积起来,传统车企被召回的比照,也会落实到特斯拉身上。

01

跨度两年的拉锯

追溯整个时间轴,我们可以看到其实这个事情发生的很早,在2019年5月份开始, Model S(参数|)、Model X(参数|)中中控屏,所使用的NAND eMMC Flash使用出现失效,它的失效后果不仅将会导致车载显示器异常;而且会导致车主因为Flash,车辆部分重要的控制功能如空调控制、自动驾驶以及照明控制等都会出现问题。

在失去这个MCU(Media control unit)以后,车辆虽然驾驶没问题,但是很多功能被严重影响了。这块Flash被用于定期更新特斯拉的车辆记录,由于大量的数据和8GB的容量不太符合,可用的储存空间变得越来越少,系统就会在旧的数据上覆写,持续更新更快耗损Flash,最终导致整个损坏。

备注:2018年以前的特斯拉Model S和Model X车款采用的MCUv1单元中,搭载的是Nvidia Tegra Arm-based SoC以及8Gb容量的eMMC内存(Hynix H26M42001FMR)

特斯拉处理这个问题也比较简单,通过更新固件更新来flash的擦写来缓解该问题, 在flash出现问题,车辆在保修期内的时候,特斯拉将会更换整块MCU电路板,如果超过保修期(通过OTA大法),车主需要自行负担更换费用,这笔费用包括零件更换和人员服务大约高达1,800美元。这次NHTSA很坚决,召回原因是这些汽车存在触屏失灵问题,影响车辆的安全功能,比如除雾和倒车影像等,从而构成安全风险。这次的程序是在2020年11月升级了一项安全调查,并在1月13日正式致函特斯拉提出此项召回要求。特斯拉须在1月27日前对此作出回应。如对召回存有异议,必须向NHTSA “就其决定提供完整解释”。从下述的定性来看,有几个地方值得注意:

1)特斯拉自己都确认了,由于选择的Flash 8GB不够用,所有的MCU娱乐控制器最终将不可避免地发生故障。按照3000次计算,整个寿命为5-6年。

2)特斯拉对这个故障有自己的预测模型,从2020年到2028年每周MCU维修的预计数量,估计MCU故障的更换率将在2022年初达到顶峰,然后逐渐下降,直到2028年完成所有的替换。

3)截至2020年7月份,目前2012-2015年的车型MCU的失效率在142 – 173%,MY2016-2018年的车型19 – 41%,这个数据对应的2399例投诉和现场报告,7777例保修索赔,以及4746例非保修索赔。

这里NHTSA出面,也就是让特斯拉把这个设计问题背了,是自己选择器件不当导致后期出问题,如果让消费者出钱1800美金,这事太坑了。所以管理机构的职责是盯着车企做出改进。

有意思的是,这次NHTSA做了对比,通过其他车企相似的问题,逼着特斯拉做出相似的行为。

1)没有图像引发的事故和车企的召回

2)除霜除雾功能问题引发的召回

3)ADAS和信号灯功能引发的召回

从这个案例来看,其实用打造电子产品的模式来搞车最大的问题,还是在追溯机制。由于黑屏这种事情,都会在全球引发召回,所带来的成本,我们按照这里评估1800美金06,每台车估计要1000美金,也就是18亿美金的损失。

小结:新势力从孩童长大,就需要按照既往的要求来看待。其实我觉得在全球把汽车质量看得这么重要,强推数字化在小规模是可以的,里面有很多潜在的损失,是被全球各国监管机构来裹挟的。

严格地来说,高通骁龙和苹果A系列芯片采用的是ARM的架构/指令集层级授权,而并非简单地使用了ARM的IP核心。


这个级别的授权可以对ARM架构进行大幅度改造,甚至可以对ARM指令集进行扩展或缩减,苹果就是一个很好的例子,在使用ARMv7-A架构基础上,扩展出了自己的苹果swift架构。


那既然都是架构/指令集层级授权,为什么高通骁龙和苹果A系列芯片的性能差异那么大?


其实单纯从跑分的角度来看,骁龙的多核性能和A系列芯片不相上下。但苹果采用的了“少核心,多性能”的策略,不计成本地增大核心面积和效率,用来换取功耗和性能。


不仅如此,苹果设计的芯片在流水线效率、通道、带宽和L2/L3上从不吝啬,目的就是为了把单核的性能提高。



这样的设计对于日常应用和 游戏 来说很占优势,因为这些场景下CPU更多的是单核(或双核)工作。


另外一个让我们觉得A系列芯片性能更好的原因是iOS对于苹果芯片的优化,正是因为苹果不仅有自研芯片的能力,更是在 *** 作系统上形成了闭环,使得iOS配+苹果芯片的体验要超过安卓+高通芯片。


从底层一点的技术上来看,由于安卓采用的Java虚拟机导致了安卓系统对资源的占用要比苹果iOS要多,一直以来就使得安卓手机在体验上没有苹果手机流畅。


不过这两年随着芯片性能和内存容量的不断提高,安卓手机的体验已经越来越接近苹果手机。而骁龙的GPU性能要比A系列芯片更胜一筹,所以两者的差距事实上并没有想象中的那么巨大。


题主的问题实际上是一个伪问题。

单从处理器角度而言,高通的高端处理器(8XX系列)和苹果A系列处理器综合比较,性能差不多。

下面是我在网上找的骁龙835和A10的性能评测数据

在单核性能方面苹果占优 ,主要是因为苹果A10单核面积要比骁龙大,集成的晶体管数量占优。

苹果A10是四核心,骁龙是8核心(最新的苹果A11是六核心)。在多核性能对比中, 骁龙占优 。实际上,我们应用程序大部分场景下都是单核运行,所以苹果的A10在用户实际体验中还是占优的。

GPU部分骁龙占优。

综合比较而言,骁龙还稍稍有点优势。


但为什么,我们实际体验中,苹果手机比安卓手机要明显流畅呢?这其实和 *** 作系统架构有很大关系。



谷歌的Android系统,是以linux为核心,在此基础上增加了Java虚拟机,所有的应用实际上是在这个虚拟机上运行的。这保证了应用程序的跨平台性。同时使用JAVA语言作为开发语言的程序员是全球数量最多的。谷歌也充分利用了这部分资源,使Android平台迅速聚集了最多开发者为其开发应用。

问题也就出在这个Java虚拟机,了解java虚拟机的朋友们都知道。虚拟机的好处是,程序员在开发程序的过程中,程序员不必关心内存资源回收的问题,虚拟机的内存回收机制会帮你处理这些问题,这样极大的减轻了程序员的开发负担。但缺点也同时存在,那就是虚拟机再运行过程中,占用系统资源很大。

这也就是为什么安卓旗舰手机内存比苹果手机内存大,但运行效果远不如苹果手机的主要原因。

苹果IOS系统是在其私有的UNIX基础上演变过来的,它不存在虚拟机机制,同时ios是一个闭源系统,苹果对其硬件和ios系统做了大量的优化和适配。保证了IOS应用高效的运行。而Android系统是一个开源系统,系统版本碎片化,导致硬件和软件都有很多兼容性问题,最终使得运行效率降低。

所以,典型的以三星为代表,就用堆硬件来解决android的运行效率问题。

长此以往,使人们认为,安卓手机性能不如苹果手机,进而认为高通不如苹果A处理器。


对了,多说一下,苹果IOS系统响应优先级中,屏幕响应为最高级别。这也是人们认为苹果运行快的一个原因。

题主说的没错,高通骁龙系列芯片和苹果A系列芯片都是用的ARM的指令集,但由于设计思路的不同,两者的CPU性能有着天壤之别。

我们知道,苹果是第一个用上64位处理器的手机厂商,为了发掘最强大的性能,苹果把自己的CPU做的非常强悍。于是,在当年令人无法想象的A7处理器就诞生了。

A7 Cyclone是一个很宽的架构,每个时钟周期最多可以同时解码、发射、执行、收回6个指令/微 *** 作,作为比较,上一代的A6 Swift则最多不超过3个。另一方面,A7的重排序缓冲达到了惊人的192,是上代的四倍多,同时巧合的是正好与Intel Haswell架构一样。分支预测错误惩罚也增加了,但幅度不大,而且又正好与Intel Sandy Bridge及其后的架构在同样范围内。也就是说,A7的规模几乎已经能和桌面版的core处理器相比较了。

这种情况下,A7展现出了巨大的单核性能提升,高通方面直到骁龙652处理器发布才能够与之相比。

高通骁龙处理器一直以来都是魔改ARM公版架构,公版架构的规模相当小,同主频的时候公版架构性能只有苹果A系列的一半。因此高通处理器的单核性能相对较弱,但较小规模的架构可以堆更多的核心,因此,高通处理器的多核心性能还是不错的。我们能够看到,骁龙845的单核性能依然不如A9,但多核性能已经接近A11了。

说起来很讽刺,虽然高通扼着中国绝大多数手机厂商的命门,但是单从利润上来讲,高通却不及苹果

其实 iPhone的利润高出我们的想象 。现在的苹果公司,是打算不卖芯片的,他们主要卖手机,要知道,IOS性能吊打安卓可是一个重要的卖点,在高利润的支持下,苹果有能力做 高性能高成本大芯片面积大核心芯片 ,并且还可以很快收回成本。


反观高通,核心技术和商品都是芯片,这种情况下芯片业务收益最大化才是关键。那么同样大的晶圆,怎么能实现做出更多的芯片和更少的废品率呢?那就只能 芯片面积尽量小,核心架构尽量接近公版。


当然另一层原因,就是高通现在也是吃“老本”, 没有,或者说不需要一个能与苹果比肩的CPU架构研发团队。


这是为什么呢?原因就是经过代代开发, ARM公版完善程度已经非常高了,在这种情况下,除非有相当高的实力,巨量的金钱,才可能砸出一个比公版更好的架构,既然高通已经做到了芯片老大地位,就没必要再砸大钱研究新架构。

反正对于高通来说,在安卓芯片领域,他的地位有目共睹,更何况他还有我们国内这个对他不离不弃的巨大市场做保障呢。


而苹果呢,自家有设计能力,也有从工厂到提供商、工程团队、消费者的完备体系,简单说就是任性,反正不管投入多少,都能收回来,那么,就放手干吧~

高通和苹果均使用ARM公司的ARM架构,为何性能差距这么大?

让我们一起来看看,为何苹果处理器要远远领先其他厂家呢。

设计能力

ARM公司已经将基础框架搭建完成,如何进一步设计则看各家公司的研发实力。

所有的一切,同苹果高额的利润模式同样密不可分。

大核设计

苹果处理器芯片面积较大,并且没有集成基带芯片,节省了一定空间。

系统原因

一个使用安卓系统,一个使用iOS系统。

还有那些情况,能够造成苹果处理器要远远优于高通?

文/小伊评 科技

关于SOC架构设计是一个非常深奥的学问,其中包括譬如总线带宽,缓存,晶体管数量,结构等等,这些东西很深奥,就算是我也只是略懂皮毛,所以本文我们不探讨这些深奥的东西,我们从其他几个方面来说明一下苹果A系列处理器为什么这么厉害,我直接来罗列几个因素,大家一看就知道苹果的A系列处理器为什么强悍了。

01 坚持自研架构

放眼目前的手机市场,能够有能力生产高端移动SOC的一共就只有五个,分别是苹果,高通,华为海思,联发科以及三星。

在这五家企业中,目前只有苹果的A 系列处理器在CPU方面还在坚持使用自家研发的微架构,而其他几家包括高通和三星在内目前基本上都已经放弃了自主研发架构转而采用ARM公版的Cortex架构,譬如骁龙865这一次就用上了CortexA77的核心。

另外笔者还要再说一句,其实在安卓阵营当中,除了三星的猫鼬架构算是名副其实的自研架构之外(表现很差劲,早早就被放弃了),高通的Kryo架构其实就是对Cortex魔改,至于华为和联发科则是一开始就是用的公版的Cortex微架构。

并且在架构执行效率方面,苹果的A系列处理器一直是公认强于ARM的公版架构的,ARM直到最新发布的A78/X1之后才在核心执行效率方面勉强追上了苹果的脚步。

可以这么说,强大的核心架构是保证苹果A系列处理器性能的基石。

02 强悍的人才储备

Jim Keller曾经任职过诸多顶级的半导体公司,譬如英特尔,AMD,苹果等等,他曾经带领团队设计出了大名鼎鼎的K7系列,把AMD从破产边缘拉回来,然后做了K8系列,在消费市场把英特尔打的抬不起头来。 而最近被很多PC发烧友津津乐道的AMD Ryzen系列的Zen架构其实也是出自Jim Keller之手 ,就是这样的灵魂级的人物被苹果挖过来设计了苹果的A4和A5处理器,为苹果A系列芯片夯实了基础。

而且苹果芯片的核心团队还远不止如此,包括著名计算机领域Yale Patt(计算机系统概论的作者),Tse-Yu Yeh等等,这些无一例外都是芯片设计领域的顶尖选手。

在拥有全世界顶级的人才支持的情况下,苹果A系列处理器拥有强悍的性能余额就不足为奇了。

03 无需内置基带

苹果A系列处理器之所以能够拥有远超其他SOC的强大性能,除了在技术层面有领先之外,还有一个非常重要的原因就是放弃了内置基带,历代的苹果A系列处理器都是采用了外挂基带的形式,既然不需要内置基带,那么在其他条件基本相近的前提下,苹果A系列处理器就可以把更多的资源留给CPU以及GPU,毕竟一款SOC性能的强弱和晶体管数量是成正比的。


苹果之所以无法内置基带,和他在通信领域经验缺失是有一定的关系的,毕竟通信领域的入门门槛是很高的,可不是砸钱就能短时间堆出来的。
而反观其他几家半导体设计企业,旗下的SOC全部都内置了基带芯片,华为甚至还是第一个将5G基带集成在SOC中的企业,这些企业无一例外都是在通信行业有一定沉淀的。

也就是说,苹果A系列处理器的集成度其实是不如高通,华为的,这可能是苹果A系列处理器在性能方面大放异彩的核心原因。

苹果A系列芯片性能强于高通芯片,一个很重要原因就是苹果A系列芯片没有集成基带,只由CPU和GPU两个部分组成,甚至连WiFi芯片也没有。因此在相同的体积和工艺制程下,苹果A系芯片CPU的面积更大,上面可以集成的晶体管数量也就越多。

而高通本来是通信行业的,和手机处理器比起来,基带芯片才是它最拿手的地方。所以高通芯片一个主要特色就是将基带芯片也集成到了处理器当中。这样做的好处是让基带芯片也和CPU、GPU一样使用最先进的工艺制程,从而减少功耗,降低发热量。但是手机芯片的体积那么小,高通处理器再继承了基带、WiFi等模块之后,留给CPU、GPU的空间就比较小了。因此同一时期的高通芯片在性能上是不如苹果A系芯片的。

但是手机不是 游戏 机,决定手机使用体验的除了性能之外还有很多方面,其中就包括基带的信号和功耗。高通拥有自己的基带技术,基带与处理器之间的兼容性更好,因此网络信号质量更佳,且功耗比较低,手机发热量小。更重要的是,由于集成了基带,其它手机厂商购买了高通处理器之后,就相当于得到了一套完整的移动平台解决方案,基带、WiFi、蓝牙之类的都包括进去了。

相对的,苹果A系处理器由于没有基带芯片,只能寻求第三方的外挂基带。而使用外挂基带就存在与处理器的兼容性问题,而且功耗比较高,手机发热量大。比如iPhone XS Max使用的英特尔基带就是基于14nm的,而同期高通芯片集成的基带只有7nm,两者的功耗就差了许多。更早的iPhone X由于CPU和基带的功耗都比较高,一玩 游戏 就发热卡顿。

比较下来,苹果A系处理器的性能好,但是信号质量稍弱一些。而通骁龙处理器的性能不如苹果,但信号质量更好。所以一般对手机性能要求比较高的用户会选择苹果手机,但如果对信号网络质量比较高的用户则会选择高通手机。

高通骁龙和苹果A系芯片性能差别大,原因主要是,苹果是购买ARM的指令集授权,自行开发微架构,高通骁龙是购买ARM的IP核授权(省了开发微架构),然后魔改一下(其实往往是增加或减少缓存,优化内存控制器等),性能会比公版内核强一些,也就是一些而已,比不上能独立开发微架构的。


打个简单的比方,同样是做麻辣小龙虾,苹果是自制调料、自购食材、自己烹制。

由于是自制调料,需要什么味道,自己配就是了;也因为是自购食材,想要哪儿的小龙虾,下单就是了。简单说,菜的味道可以自己做主,自由发挥空间最大。

高通是购买现成麻小调味包,小龙虾也由ARM提供,调料和食材没得选(只能接受ARM标准化产品),回家倒锅里一煮,想味道重一点,少加小龙虾,想味道淡一点,多加小龙虾,麻辣的味道,他是没法调制的,发挥的空间没有苹果那么大。

公版内核?相当于买现成全套已经煮熟的小龙虾,放锅里加热后食用,完全没有自由发挥空间。

所以,看一家芯片设计公司能力的大小,能否独立设计微架构是一个重要指标。 像桌面CPU领域,英特尔和AMD是能独立设计微架构的,所以桌面CPU领域成为两家的后花园。

但是,凡事有利必有弊,自己设计微架构,对团队的设计能力要求非常高,尤其团队带头人,往往能决定芯片的竞争力。


后来,吉姆又从AMD离开,进了马斯克的特斯拉,干了一阵(在一家公司呆的时间平均不超过3年),又去了英特尔,直到现在离职。


最后总结一下:优秀的设计师带来好的微架构,好的微架构带来性能超猛的芯片。芯片业的规则就是这么简单,而且直白。

如果从芯片的角度来说,高通和苹果的产品不完全基于ARM,不过,总体的印象来说,苹果的A系列芯片确实会好过高通。下边先列举几个整体性的原因,后边说一些关于CPU的内容。

1、时间差。

高通的旗舰芯片大多出现在年初,而苹果的产品是在秋天,两款芯片之间是有着半年多的时间差。比如高通骁龙845表现非常不错,结果到了秋天,苹果弄出来一个A12。第二年高通的855出来了,但是产品上市,铺货,七七八八的事情处理完成,855这样的芯片大范围输送到用户手里可能要到年中,然而苹果下一代又要快来了。

一般来说事情有个先后,而年份又是一个非常重要的整体概念和划分依据,即使两方的设计能力相当,并且都意图设计最好的芯片,但这种时间上的差就会造成晚出来的那个会有更好的表现,也更容易使用最新的一些技术。另外,苹果的运营效率不得不佩服,A系列芯片可以瞬间触及用户,技术的传到也会带来技术感知上的时间差。

2、产品挡位。

芯片的表现是一个综合的概念,也要通过产品来实现。由于苹果品牌和价格上的优势,产品属于高端的原因,苹果手机的整体定位倾向于市场上最好的那类,如果产品表现好,也会去部分带动芯片的表现。

其中一个比较重要的环节在价格,依托iPhone高端上比较大的销量,苹果可以在芯片上大量投入,可以把高性能的芯片更好的卖出去。这种更为良性的循环可以推动苹果设计出更好的芯片。安卓这边由于产品挡位铺的比较大,中低端的产品不再少数,其中一些芯片并没有使用那么先进的技术,而国内一些性价比的机型在突出性能的同时,在整体素质方面也会多少有些不足,这些在产品端的不足会对芯片的表现带来不利的影响,甚至可能不能发挥芯片性能的极致。当然,这里说的不光光是跑分,芯片是一个非常综合的东西。

3、不同的平台。

这个方面其实很好理解了,也就是经常提到的优化问题。

乔布斯提到一个类似这样的观点,好的软件公司都要有自己的硬件。软件是我们接触最直接的部分,系统相应, 游戏 表现等都是软件的图像带来的直接反馈。苹果的A系列芯片是为IOS专门定制,整体表现会占优势。反过来说,IOS就像是一个优化器,可以把A系列的性能更好的展现出来。

手机毕竟是多功能集成的产品,IOS的规则可以更好的实现资源调度。最常见的例子:安卓的后台问题直到现在还是会多多少少拖累整机的表现。

总体上来说,由于时间差,产品定位,不同平台的问题,苹果和高通的芯片在最终表现上确实会有差距。

不过从目前的表现来看,两者之间的差距其实并没那样巨大,一则是芯片技术的发展,另外一个原因在于手机这个品类的成熟。当中档产品已经可以满足大部分需求的时候,高端芯片差距的感知也会变少。

问题中提到了ARM,这里简要说几个关于CPU的部分,也应该是熟知的部分了。

1、指令集

提到ARM,最直接的关联是指令集。ARM定了很多规范,不过苹果和高通如何使用这些规范则是另外一回事儿。而规范的使用和规范的制定存在相互影响,很难说苹果的芯片就是完完全全的按照ARM的规范来,也有可能是苹果和高通在一些地方用的好进而影响规范的制定。总之,ARM作为芯片行业中重要的一员,但并不是说万物就基于ARM。另外,现在手机芯片集成的功能很多,ARM也并不能完全覆盖,比如常说的人工智能芯片,GPU,ISP,网络模块等。

2、架构

苹果和高通的芯片架构差别,比如A12,六核心,两个Vorex核心,四个tempest核心。

高通骁龙855,八核心,一个prime核心,三个performance核心,四个efficiency核心。两者在缓存,内存控制,调度极致方面肯定有很多不同。不过究竟哪个好还是会回到前边的内容,最终的产品和平台如何使用。另外,在宣传策略上也会有差异,苹果经常是丢出一句,非常强,参考对象变成了英特尔。而高通这边,除了和苹果芯片竞争,还要面对华为,三星等芯片的竞争,总体思路上也会有一些变化。

以上还只是CPU这一个部分,整个芯片的架构和最终表现的差异最终会更大。总体来说,把苹果和高通的芯片直接对比很难说的清楚。

BLUESOUND是一家致力于完美实现无线数字高保真音频的公司,也许你对这个品牌名并不熟悉,但提到NAD、PSB,只要对音响产品稍有接触的朋友,就应该知道了。BLUESOUND和NAD、PSB同属加拿大Lenbrook集团,品牌成立于2013年。

作为一个有着50年深厚技术积累的音响和功放品牌旗下的新生代音响品牌,BLUESOUND对潮流的脉搏把握得更准,主打的就是智能系统。打个比方,BLUESOUND有点类似于特斯拉在 汽车 领域的定位,拥有很强的时代属性,性能上完全能打,但价格反而更有诚意。

当然,BLUESOUND的音箱产品本身素质也很能打,BLUESOUND由发烧级的无线扬声器和数字播放器组成,可以将多格式的本地音乐,以及多种在线音乐服务平台上获得的音乐和各类 游戏 (PS、XBOX等)、影视音频(蓝光、电视综艺),以24bit/192k的高清素质,无损地串流播放到家居空间的各处角落。

我入手的这款BLUESOUND SOUNDBAR 2i,就拥有BLUESOUND兄弟品牌的多项技术——NAD功放技术和PSB音频技术,同时还与加拿大国家研究委员会合作了NRC房间声场补偿技术。

此外,BLUESOUND的产品系也比较全,除了我现在已经入手的SOUNDBAR 2i,还可以选配SUB和FLEX 2i来组成31或51无线家庭影院,或者搭配Powernode全功能无线串流播放综合扩大机来组建旗舰版家庭影院可玩性可以说是相当不错了。

相信通过上面的内容,小伙伴们对BLUESOUND这个品牌已经有了一些初步认识,下面,就让我们一起来体验BLUESOUND SOUNDBAR 2i这款产品吧~

BLUESOUND SOUNDBAR 2i共磨砂黑和磨砂白两种配色,尺寸1073 141 70mm,重68kg。我的这款是磨砂白配色,与家居更为百搭,和纯黑的电视的视觉反差也是我喜欢的。

BLUESOUND SOUNDBAR 2i随机附送了六根线、两根音箱立式支架和安装支架需要用到的垫片(白色的圆柱物体)。

附送的线材包括LAN口网线、HDMI线、电源线、RAC接线和光纤线,接口都做了保护,细节满满。

壁式安装适用于空间受限的使用场景下,不过因为需要进行墙面破坏,考虑到家里墙面后期可能有别的安排,所以我暂时还不打算对BLUESOUND SOUNDBAR 2i进行壁挂安装。

即便不得不说,采用金属材质的壁挂支架,安装牢固度还是相当高的。

外观上,BLUESOUND SOUNDBAR 2i箱体的磨砂手感很是舒适,均布致密条形孔的金属声学面罩,在保持高质感的同时,也有利于声音的传播。

接口槽做了内陷处理,这样的话,在摆放回音壁时,就不容易磨损和沾灰。从左到右的接口分别为HDMI ARC、SUBW OUT(重低音输出)、AUDIO IN(音频输入)、OPTICAL IN(光纤输入)、SERVICE(检修口,供工作人员使用)、USB、 LAN(网线口)、STANDBY(备用口)、100-240V~50/60Hz(电源插口)。

看完开箱,接下来进入最激动人心的使用体验环节。

在正式的使用体验前,我始终想强调,单个回音壁在物理效果呈现方面会有所限制,如果预算充足,还是建议组成系统。比如多房间用户,就可以选择PULSE SOUNDBAR 2i和PULSE 2i(搭配客厅电视)、NODE 2i(搭配主卧电视)和PULSE FLEX 2i(搭配婴儿房)等组合。

当然,由于本人是吃螃蟹,所以本文内容则是围绕BLUESOUND SOUNDBAR 2i展开:

BLUESOUND SOUNDBAR 2i首次使用需要先下载安装好BluOS App,在App上搜索到设备后进行连接,然后是设备连网等一系列的 *** 作,跟随步骤提示一步步 *** 作就好,也比较简单。可见,SOUNDBAR 2i是一款需要在Wi-Fi环境下使用的产品,倒是不妨碍,既然是家用,谁家还没个Wi-Fi呢?对吧?

以光纤输入为例:

电视上可以实时显示当前的输出源(电视的输出,自然是回音壁的输入),看上去还是很直观的,也能进行数字输出、声像同步等多项模式、参数的调节。

当然了,就实际使用而言,还是比较推荐HDMI进回音壁,HDMI输出到电视,使用HDMI连接既能保证音频达到要求,并且还可以用来传输视频。而光纤输入只支持杜比和dts,不支持次世代音效,并且受限于上世代音频协议,只能实现51声道,无法实现71声道,HDMI则没这个限制。我这里就是个演示,平时我还是用HDMI连接比较多。

SOUNDBAR 2i采用了8个发声单元,包含两个1英寸25mm高音单元、两个2英寸50mm中音单元、两个4英寸102mm低音单元以及两个4英寸102mm被动扩音器(相当于普通音箱的倒相管,减少失真),峰值功率400W,频响范围55Hz-20KHz。

此外,SOUNDBAR 2i还采用了PSB提供的扬声器技术,NRC(加拿大国立研究委员会)房间声学补偿技术,功放使用了NAD的功放技术,NAD的气囊功率技术能使得系统在大动态下功率充沛,更适合家居环境下的听音使用。

BLUESOUND SOUNDBAR 2i首次使用需要在BluOS App中进行连接设置,因此,回音壁的使用场景需要有Wi-Fi。界面会比较简洁,音乐库支持NAS源、移动存储(比如U盘)和流媒体,调用相应源时,需要手动切换。支持NAS是很方便的,BluOS可以扫描已挂载的网络目录,并将能够识别的音频文件添加到媒体库中,自动在数据库中识别歌曲相关信息(包括封面),通过客户端浏览、进行播放 *** 作。我觉得这是BLUESOUND SOUNDBAR 2i区别于很多回音壁的一个亮点。

同时,在流媒体的支持上,BLUESOUND对于国外主流平台的兼容性很好,但中国本土的流媒体,目前还没有预置到App中,而是需要通过蓝牙连接或者隔空投送。不过,有一个好消息是Qplay(QQ音乐提供的智能无线流媒体传输方案)已经在测试中,很快就会上线,QQ音乐的丰富资源可以说是最符合国人审美的了,期待吧,同志们!

App也可以进行TV、音乐和模式的切换,并进行低音、增益、声道等细化的参数调节。

感兴趣的小伙伴,可以捏个自己喜欢的音效,万一捏毁了,也可以重置回出厂参数,所以可以不用害怕,大胆尝试就是。

BLUESOUND SOUNDBAR 2i支持Dolby Digital,最高可以模拟71环绕音效,当然,因为缺少天空声道,而没有完整的杜比全景声效果,这个问题可以通过搭配BLUESOUND的FLEX 2i和SUB来实现。

蓝牙/无线连接而又想保持不错的音质音效,是一件很考验配置和技术水平的事。SOUNDBAR 2i内置了一颗1GHz的ARM Cortex A9处理器,协作实现发烧级数字音频解码、流媒体处理、无线串流等功能。

具体效果上,SOUNDBAR 2i支持高通的aptX-HD,也通过了Hi-Res的小金标认证,同时也支持苹果的AirPlay2,平时用各种移动设备,随手就能实现高品质无线音乐的播放,这比蓝牙连接播放,方便度和效果都更胜一筹。

特别是家里的苹果设备越来越多之后,配合隔空投全屋随意切换播放音乐太好用了。

同时SOUNDBAR 2i支持的音频格式包括MP3、AAC、WMA、WMA-L、OGG、FLAC、ALAC、WAV、AIFF和MQA,最值得一提的就是MQA格式了。作为一种全新的音乐压缩标准,MQA的压缩比率很高,Hi-Res高解析音讯可以压缩成CD等级大小。

我们知道,常见的CD音质规格为16bit/441kHz,而同体积大小的MQA封装音频文件,三次编码展开后能达到出色的24bit以及最高3528kHz的分辨率(SOUNDBAR 2i最高支持192kHz的DAC采用率),正因为这,使得主用途为电视回音壁的SOUNDBAR 2i,用来听无损音乐完全适用,而不仅仅是很多回音壁只能做到的凑合用。

接收解析出好的音源只是良好听音体验的一部分,好的发声则是另外一部分。SOUNDBAR 2i采用了PSB(保罗巴顿)的八发声单元,并经内置NAD功放柔性削峰和NRC房间声场补偿,以确保到达用户耳朵的声音足够真实震撼。

为了尽量给大伙还原真实听感,在录制SOUNDBAR 2i的发声时,使用到了ZOOM H6 便携录音机给大家进行录制(当然离现场表现也是有所不如的)。

我把SOUNDBAR 2i通过AirPlay2连接上我的手机,主要测试了一下周杰伦的《半岛铁盒》、Fine乐团的《忘了我》和张惠妹的《身后》等曲目,直接选择音乐模式下的默认设置。

就我的体验而言,我觉得SOUNDBAR 2i中高频表现很不错,无论是人声还是乐器音质细节,都有比较清晰的分离度和层次感,中频人声特别是女声比较饱满,高频延展性不错,但又不会刺耳。低频表现我觉得也还可以,低频细节量感澎湃,下潜深度也够,这对于日常欣赏高品质音乐已经妥妥的足够了。

游戏 是我对电视的主要需求,测试环节使用的是XBOX源 游戏 《地平线4》和PS5源 游戏 《对马岛之魂》。

《地平线4》

《地平线4》是我最喜欢的 汽车 类 游戏 ,平时没事就喜欢上去跑两圈,片头仪表盘的滴答声、跑车疾驰而过的风啸声、跑车涉水的哗啦声、低速时引擎的克制、高速时引擎的轰鸣一系列的细节呈现清晰、准确,量感十足,让我迅速入戏。就回音壁而言,实现了很不错的立体声效果,沉浸感很好,非常刺激。

《对马岛之魂》

游戏 片段一开始,火箭万箭齐发的“咻咻”声相当带感,然后是主角骑马“嘚嘚”的马蹄声,在马腿后蹬时,还能明显地听出力量感。挥舞武士刀劈杀敌人时的“呼呼”风声沉浸感可以说非常不错了,人声自带雄浑气质,交谈中的分离度表现仍然不错,再结合更真实的打击感,很是逼真。

客厅电视最主要的功能自然还是看或刷剧了,这里还是选择我最喜欢的《霍比特人》:

战争场面在《指环王》和《霍比特人》里,总是让人百看不厌,它不仅在于画面的宏大,也在于细化的声音细节饱满度上。比如下面的这个片段中,公羊的奔袭声、飞矢滑坡天际的呼啸声、旋转风暴的咻咻声、矮人军团和精灵军团的冲撞声、地蛇破土而出的嘶吼声、兽人指挥在高台上的空灵话语声细节满满。不同于前一个片段中人类的渺小感觉,在这个战争场景里,人声也得到了强化,没有被嘈杂的打斗声所淹没。

在开头,史矛革焚烧霍比特人村庄的片段中,音质细节和方向感最为出众的,自然还是火龙在天上震翼飞过的声音,那种由上及下的压迫感,从左至右的声音变化,笼罩着片中的所有平民,也包括电视屏幕前的我。与之形成鲜明对照的是,人声细节显得微弱渺小,但足以让听众捕捉到,在这样的对比下,整个画面的内容呈现也就更接近真实体验了。

上面关于TV模式、音乐模式和模式的音质体验可能有点发散,这里进行汇总比较一下,方便小伙伴们参考。

TV模式我的主要感受是对白增强比较实用,比如我妈年纪也大了,平时看电视可能听起来有点费劲,开个对白增强,也不用把电视调到震天响,就可以正常看了。深夜模式就适合我这个夜猫子了,晚上追个剧,也不用担心吵到老婆(主要是我不抗揍)。

音乐模式的优势在于可以进行声道的选择,这个 *** 作根据自己家里的空间、回音壁摆放位置、听音乐人所在的位置,选择最贴合使用需求的声道,以获得最佳的音乐体验。

模式我最喜欢的是它的低音炮声效,老实说音箱搭配电视,不就是为了那些有震撼声效的?看言情片用手机外放喇叭都能看了,没必要。因此我会选择看部动作或者科幻片,会打开BLUESOUND SOUNDBAR 2i的低音炮声效,我觉得体验还是很不错的,临场感很好,能跟随电视画面心悸或头皮发麻,它的模拟全景声有点东西。(这里需要注意,启用低音炮是外接BLUESOUND PULSE 2i 单独低音炮时选择,如果是单独使用BLUESOUND SOUNDBAR 2i 则选择关闭)

这里还是要展望一下,如果我的这个BLUESOUND SOUNDBAR 2i加上一个低音炮BLUESOUND PULSE 2i ,或者再来两个FLEX 2i,来实现更强烈的低频和环绕声效果,我相信看这样气势恢宏的,体验会更燃爆,之后更新的话,我将会继续给大家带来BLUESOUND的多房间无线音响系统的综合体验分享。

入手BLUESOUND SOUNDBAR 2i的初衷,是改善家里电视音响声效不足的问题。一番使用下来,我觉得它的实际表现还是达到了我的预期,在低频细节表现上,甚至给了我预期外的惊喜。在入手SOUNDBAR 2i之前,我对虚拟全景声会有颇多不信任,但事实是SOUNDBAR 2i的模拟71环绕音效表现还是很不错的。当然,我不能说虚拟全景声就能吊打物理全景声,但至少是不差的。况且,六千多块的预算,能实现这种音效,我都想学鳄鱼帮主来一句,“还有谁?”了。

不过,以我爱折腾的个性,入手回音壁还没多久的我,果然已经开始馋PULSE 2i、NODE 2i和PULSE FLEX 2i了全屋声效串流,在家任何一个位置都能享受美妙的声音,谁不爱呢?

随着十二代酷睿开启预售,不少玩家估计都已经看到了十二代酷睿处理器的相关评测了吧? 英特尔在卧薪尝胆数年后,终于祭出了全新架构+全新工艺的新一代酷睿处理器,并且采用了新的性能核(P核)+能效核(E核)设计(俗称大小核)。

对于这支全新的“牙膏”,不少I粉是寄予厚望的,而英特尔也没有让我们失望,在公开的测试数据中,十二代酷睿以极为亮眼的表现碾压了目前的锐龙处理器。小雷在测试i5-12600K和i9-12900K的时候,两款处理器强大的性能和功耗比确实让我感到震惊。



无独有偶,国外大神Moore's Law is Dead近期放出了一份爆料,在资料中显示AMD不仅准备了大小核,而且还带来了Zen4D和Zen5,共同合击英特尔的新架构。 其中,AMD的下下一代处理器,也就是Zen5同样打算采用大小核设计,如果资料属实,大小核设计毫无疑问将会是未来的主角。

根据Moore's Law is Dead提供的资料,AMD在发布Zen4的同时(也有可能是之后)还会发布基于Zen4衍生的Zen4D架构。Zen4D将会拥有完全重新设计的缓存系统、精简过的功能特性、更低的频率和功耗,以此来牺牲部分单线程性能换取更好的多核性能。

这是一个看起来很有意思的设计,对于一般的用户来说,牺牲单线程换取多线程的性能意义不大,甚至在 游戏 等对单线程性能要求更高的程序中会导致性能下降。但是,对于需要多线程性能,不太看重单核性能的渲染、计算等工作来说,这颗处理器显然有着自己的优势。


更低的频率和功耗意味着更低的发热量,可以在散热、电源等方面节省不少的成本,对于想要搭建个人工作站、小型服务器的用户来说,这个架构的处理器应该是不错的选择。

在资料文档中,Zen4D也被划归到了EPYC霄龙系列中,基本上可以确定是一款为服务器所准备的一款处理器。Zen4D目前仅有一个型号,命名代号为“Bergamo”,每颗芯片集成了16个核心,采取多芯片设计时最高可以在一颗处理器上集成128个核心。

从核心数量上看,Zen4的核心数量已经达到了目前EPYC最强核心的两倍,在多线程方面的性能表现足以让人期待。如无意外,下一代线程撕裂者的核心也有可能采用Zen4D架构,不知道会不会堆出128核的怪物呢?消费级的128核处理器,对于有需求的用户来说是一个再好不过的消息。

有意思的是,在明年年初即将推出的Zen3+中同样有着一个Zen3D系列,代号为Milan-X,根据Zen4D的特性来猜测,Zen3D应该也是多核性能强化版。 对多核性能有需求的朋友,明年的CES展会结束后应该就可以购买到新的Zen3D处理器了,并且可以直接兼容目前的AM4接口,无需更换主板。

最后的重头戏则是Zen5,在本次文档中虽然只是初步曝光,但是同样足以引起大家的关注,因为在文档中明确说明了Zen5将会采取大小核设计,也就是类似于英特尔十二代。而且,Zen5对比Zen4将会有着相当大的性能提升,跨度可能与Zen到Zen2之间差不多,甚至可能会更大,而且在功耗方面的表现也将会带来惊喜。

根据文档资料来看,Zen5的处理器最高将会集成8个Zen5大核和15个Zen4D小核心,如此看来AMD与英特尔的大小核玩法似乎有些不一样,是采用两个不同架构的核心凑在一起,堆成一颗芯片。

而Zen5和Zen4D均支持双线程,那么也就意味着Zen5的大小核处理器或许所有核心都将支持双线程(英特尔的能效核是单线程设计),如此计算,最高规格的ZEN5处理器将会是24核48线程设计。

但是,让A粉们略微伤心的是,Zen5的产品计划上市时间是2023年的第四季度,我们最快也要在2023年的10月份才能一窥这款产品的身影。当然,如果英特尔的十二代处理器反攻成功,迫于压力,AMD也许会加快Zen5的上市进度也说不定。

英特尔和AMD双双拥抱大小核结构,基本上就宣判了x86处理器的未来将会走向何方,甚至可以断言,未来的消费级市场,大小核处理器或许将占据绝对的地位,至于在服务器市场,x86或许将会以狂堆能效核的方式来与ARM处理器打擂台。

也许会有网友好奇,大小核结构真的这么好吗? 让AMD和英特尔都不约而同的选择了这条路?实际上,与其说是“不约而同”,不如说是“殊途同归”,因为AMD和英特尔都有同一位引路人——Jim Keller。


Jim Keller此前加入AMD,为AMD带来了zen架构,并且规划了接下来的架构开发路线,称其为Zen之父并不为过。更有意思的是,Jim Keller从AMD离职后加入了特斯拉,从特斯拉离职后又加入了英特尔,并且同样是负责新处理器架构的研发工作,所以,从血缘关系上来说英特尔的新架构和Zen或许可以称得上是一对“兄弟”。

而且,Jim Keller此前还负责过苹果A系列处理器的研发,同时也是带领A系列处理器崛起的架构工程师之一。而A系列本身则是ARM处理器中最杰出的存在,并且同样采用大小核设计,在大小核设计上有着丰富经验的Jim Keller,这一次进入到x86领域,为这个领域带来了全新的变化。

另一方面,大小核结构所带来的提升,足以让AMD与英特尔同时放弃全大核架构。 以十二代酷睿处理器为例,在小雷的测试中,i9-12900K的CinebenchR23多线程得分高达27374,单线程得分则是1980,在测试中i9-12900K的主频一直稳定在447GHz上。



听起来似乎不高?实际上,因为目前大多数测试软件尚未完成对英特尔十二代处理器的监测优化,所以往往无法给出性能核及能效核的真正主频。不过,随后小雷通过AIDA64,成功查看到了i9-12900K的真实主频,在CinebenchR23的多线程测试中,性能核主频达到49GHz,能效核的主频则是37GHz。

跑分测试是一方面,更让小雷惊讶的是 游戏 测试,在CinebenchR23后台跑测试的同时打开CS:GO并且开启最高画质,在2K分辨率下FPS仅下降不到10%,从389降低到352,而CinebenchR23的分数仅降低6%。 Windows 11的全新任务分配模式配合大小核的设计,发挥出了意想不到的效果,让PC的多任务处理器能力有了质的提升,这是目前的全大核结构所无法达到的效果。

可见,随着Windows 11的普及,全新的任务分配方式将让大小核设计的处理器在使用中带给用户前所未有的体验,所以基本上可以断定未来的消费级处理器市场就是大小核架构的天下。


AMD与英特尔在周旋了数年后,最终算是成功的将x86架构推进到了下一个世代,在AMD推出锐龙系列处理器之前,可能很少有人能够预见到仅仅过去不到5年的时间,PC处理器的性能就有了如此大的提升。


对于桌面PC来说,大小核显然将会带来更好的多任务运行体验,但是实际上影响最大的也许是移动端,对于移动端的笔记本电脑和平板电脑而言,大小核架构带来的功耗降低性能提升将会让这些设备拥有更出色的续航和性能,并且可以满足更多的使用需求。


说实话,已经有点期待英特尔与AMD的大小核架构处理器同台竞技的时候了。


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