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蘋(píng)果聯(lián)手Arm:X86陣營(yíng)壓力山大

來(lái)源: 責(zé)編: 時(shí)間:2023-08-07 16:31:44 226觀看
導(dǎo)讀 2020年年底,蘋(píng)果首次推出基于Arm架構(gòu)的自研芯片M1,憑借優(yōu)秀的能效比以及足夠強(qiáng)大的硬件性能愣是將X86平臺(tái)處理器“虐”了個(gè)遍,同時(shí)引起不少用戶對(duì)于X86架構(gòu)處理器的質(zhì)疑,但事實(shí)真的

2020年年底,蘋(píng)果首次推出基于Arm架構(gòu)的自研芯片M1,憑借優(yōu)秀的能效比以及足夠強(qiáng)大的硬件性能愣是將X86平臺(tái)處理器“虐”了個(gè)遍,同時(shí)引起不少用戶對(duì)于X86架構(gòu)處理器的質(zhì)疑,但事實(shí)真的是這樣嗎?0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

要厘清這一切首先要明白的一點(diǎn)是,Arm架構(gòu)和X86架構(gòu)發(fā)展方向并不相同,前者小而精,后者大而全。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

X86通常被稱為復(fù)雜指令集,而Arm自然就是精簡(jiǎn)指令集。從字面意思上就能看出,X86在指令集方面更加復(fù)雜,處理器能力更強(qiáng),性能更高,對(duì)應(yīng)的功耗也會(huì)更高。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

對(duì)于需要強(qiáng)大性能且不在乎功耗的PC而言,X86指令集能夠提供強(qiáng)大的性能、更加全面的指令集以及復(fù)雜的電路設(shè)計(jì),可以實(shí)現(xiàn)更高工作效率,幾乎就是強(qiáng)大和全面的代名詞。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

Arm架構(gòu)則剛好相反,移動(dòng)端設(shè)備異常關(guān)注功耗問(wèn)題,所以只需要提供夠用的指令集數(shù)量就行,對(duì)于復(fù)雜的操作,Arm通常采用指令集組合的方式來(lái)完成。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

舉個(gè)具體的例子,如果是通過(guò)X86對(duì)機(jī)器人下達(dá)指令開(kāi)車送自己去目的地,那么只需要對(duì)機(jī)器人說(shuō):開(kāi)車送我去XX地。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

如果通過(guò)Arm對(duì)機(jī)器人下達(dá)同樣的指令,那么就拆分步驟:1.打開(kāi)車門(mén),2.放開(kāi)手剎,3.啟動(dòng)汽車,4.去往目的地點(diǎn)…….0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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激進(jìn)的硬件堆料為蘋(píng)果M1 Ultra在部分場(chǎng)景下領(lǐng)先X86架構(gòu)處理器提供了基礎(chǔ),但M1 Ultra本質(zhì)上并不算是一顆處理器,而是一塊系統(tǒng)級(jí)芯片。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

蘋(píng)果將GPU、CPU、統(tǒng)一內(nèi)存以及大量專用加速模塊都塞進(jìn)了M1 Ultra中。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

如此一來(lái)就為蘋(píng)果M系列芯片帶來(lái)兩個(gè)好處,首先是高度集成的設(shè)計(jì)使得芯片在內(nèi)存?zhèn)鬏敺矫嬲紦?jù)巨大優(yōu)勢(shì),這也是為何兩者內(nèi)存帶寬有著將近10倍差距的根本原因。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

PC平臺(tái)上無(wú)論顯卡也好、處理器也好、內(nèi)存也罷通通各司其職,模塊化的設(shè)計(jì)讓各家廠商生產(chǎn)的產(chǎn)品都能完美兼容。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

但是在X86架構(gòu)的PC電腦中,各個(gè)硬件之間想要進(jìn)行通信就需要通過(guò)總線,CPU作為PC大腦往往需要統(tǒng)籌所有運(yùn)算。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

如此一來(lái),CPU如果需要讀取內(nèi)存中的一組數(shù)據(jù),那么信號(hào)首先就需要經(jīng)過(guò)北橋,再經(jīng)過(guò)前端總線才能寫(xiě)入CPU。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

想要讀取顯存中的數(shù)據(jù),信號(hào)還要從顯卡先到內(nèi)存才能到達(dá)CPU。這就好比一個(gè)人從公司開(kāi)車回家,需要繞一大圈才能回家,極大降低了效率。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

而蘋(píng)果M系列芯片將所有硬件都封裝在一起,帶來(lái)的好處是硬件物理距離的極大縮短。并且蘋(píng)果使用統(tǒng)一內(nèi)存,讓GPU和內(nèi)存共用一個(gè)內(nèi)存,這樣CPU直接讀取數(shù)據(jù)就不用繞一大圈。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

此外,蘋(píng)果通過(guò)優(yōu)化總線,極大提升通信效率。這就相當(dāng)于將公司搬到家對(duì)面,并且家門(mén)口到公司門(mén)口建了個(gè)直達(dá)天橋,也就大幅提升CPU和GPU的性能,因此M系列芯片在面對(duì)大量隨機(jī)讀寫(xiě)的視頻剪輯任務(wù)時(shí)會(huì)有巨大優(yōu)勢(shì)。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

其次,M系列芯片作為系統(tǒng)封裝芯片,有大量專用加速模塊,這也是M系列芯片受到追捧的一大原因之一。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

針對(duì)視頻剪輯等特殊工作需求,這些專用加速模塊就能帶來(lái)額外性能提升,所以在各大評(píng)測(cè)視頻中運(yùn)行蘋(píng)果自家的FCPX和達(dá)芬奇,采用M芯片的Mac相比英特爾處理器的Mac在效率上的提升才會(huì)如此驚人。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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這就好比一個(gè)各科優(yōu)秀的中學(xué)生某些特長(zhǎng)特別突出,強(qiáng)于全面發(fā)展的名校大學(xué)生,甚至還吊打某些大學(xué)生學(xué)渣,引起用戶驚嘆,這很正常。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

但前提是,蘋(píng)果砸下重金,為這個(gè)特長(zhǎng)中學(xué)生提供了普通家庭無(wú)法承擔(dān)的成長(zhǎng)環(huán)境,所以才能造就一個(gè)天才誕生。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

其實(shí)光看晶體管數(shù)量就能發(fā)現(xiàn),幾乎5倍于i9-13900K的晶體管數(shù)量加上5nm工藝,就是X86無(wú)法想象的豪華陣容。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

可一旦將擂臺(tái)換到其他領(lǐng)域,那么這個(gè)特長(zhǎng)中學(xué)生就失去了原有優(yōu)勢(shì),例如重度生產(chǎn)力方面M系列芯片面對(duì)X86架構(gòu)就毫無(wú)優(yōu)勢(shì),就比如眾生平等的AE渲染,M系列芯片的優(yōu)勢(shì)在X86面前就蕩然無(wú)存。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

那為什么X86架構(gòu)處理器不采用和蘋(píng)果類似的策略來(lái)提升性能呢?0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

因?yàn)榧嫒菪裕琗86平臺(tái)的用戶可以根據(jù)自己的需求采購(gòu)硬件組裝機(jī)器,并且得益于X86架構(gòu)強(qiáng)大的兼容性,用戶現(xiàn)在都還能運(yùn)行上世紀(jì)發(fā)售的一些游戲,而蘋(píng)果A系處理器甚至是連10年前的應(yīng)用都已經(jīng)無(wú)法運(yùn)行。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

兼容性,恰恰也是Arm架構(gòu)芯片大的劣勢(shì),卻是X86架構(gòu)大的優(yōu)勢(shì),英特爾的通用核心相比蘋(píng)果M系列芯片能夠應(yīng)對(duì)更多復(fù)雜場(chǎng)景。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

而蘋(píng)果M系列芯片雖然通過(guò)砸錢(qián)以及討巧的設(shè)計(jì),在部分場(chǎng)景中的發(fā)揮讓人刮目相看,但是從宏觀角度來(lái)看,更加深層的性能需求,Arm架構(gòu)無(wú)法提供強(qiáng)大性能。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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蘋(píng)果M系列芯片能夠成功,除去硬件方面愿意砸錢(qián),蘋(píng)果在iPhone以及iPad上對(duì)于Arm架構(gòu)軟件和生態(tài)以及系統(tǒng)的深耕優(yōu)化已經(jīng)超過(guò)十年。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

所以M系列芯片能夠取得今日的成績(jī),不是一朝而至的結(jié)果,而是蘋(píng)果十年磨一劍,依托Arm架構(gòu)本身的特性,再結(jié)合自己強(qiáng)大的硬件研發(fā)實(shí)力加上已經(jīng)成熟的軟件生態(tài),才襯托出了M系列芯片的強(qiáng)大。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

同時(shí)蘋(píng)果的M系列芯片并不會(huì)對(duì)外出售,沒(méi)有繁雜的硬件規(guī)格,也就不會(huì)出現(xiàn)兼容問(wèn)題,況且手中還握有系統(tǒng)大權(quán),深度的軟硬件結(jié)合可以大程度發(fā)揮M系列芯片的性能,并且維持在極低功耗下,這是蘋(píng)果與Arm架構(gòu)相輔相成的結(jié)果。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

早在多年以前微軟就曾試水過(guò)Suraface RT,采用Arm架構(gòu)處理器,毫不意外地?zé)o人問(wèn)津,生態(tài)缺乏加上Arm架構(gòu)硬件與軟件的結(jié)合并沒(méi)有那么緊密,導(dǎo)致這款設(shè)備沒(méi)有泛起一點(diǎn)水花。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

所以Arm架構(gòu)的M系列芯片確實(shí)在能耗以及發(fā)熱方面有著巨大優(yōu)勢(shì),但犧牲的卻是強(qiáng)大的兼容性以及其他方面的性能。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

而X86架構(gòu)處理器充分發(fā)揮“大而全”的優(yōu)勢(shì),通用核心能夠應(yīng)對(duì)所有工作需求,雖然這會(huì)帶來(lái)極高的功耗。可是面對(duì)更加復(fù)雜的專業(yè)需求時(shí),功耗還會(huì)是用戶首要考慮的因素嗎?問(wèn)題的答案自然就一目了然。0yD28資訊網(wǎng)——每日最新資訊28at.com

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