連 AMD 都要做大小核,然後呢?

作者 | 發布日期 2020 年 08 月 18 日 8:00 | 分類 處理器 , 記憶體 , 零組件 Telegram share ! follow us in feedly


不只英特爾,現在連 AMD 也想玩大核配小核?筆者看到不少熱烈討論,但大家是否忘了一件很重要的事?

回顧過去兩年,英特爾在 2018 年底架構日(Architecture Day),「總算」公布一系列新處理器微架構,包含大核的 Sunny Cove(Ice Lake)、Willow Cove(Tiger Lake)、Golden Cove(Alder Lake),以及 Atom 體系小核心 Tremont(Lakefield)與 Gracemont(Alder Lake)。至於悲劇性的 10 奈米首發 Cannon Lake 的 Palm Cove 核心,大概就變成漸漸被眾人遺忘的黑歷史了。

隔了一年,針對可直接對陣 ARM 指令集相容處理器的超輕薄常時聯網筆電,「在輕量裝置帶來完整 Windows 相容性,與接近英特爾 Core 處理器的效能體驗」,英特爾發表「一大四小」(一個 Sunny Cove,四個 Tremont)的 Lakefield 處理器,藉由 3D 封裝技術 Foveros,整合 10 奈米製程運算裸晶、22奈米製程的 I/O 晶片與 8GB 容量 LPDDR4 記憶體,2020 年第二季以 Core i5-16G7 與 Core i3-L13G4 為名問世,「僅僅」7W 的標準設計功耗,也讓人感到「耳目一新」,也許吧。

畢竟 ARM 的異質多核心結構組態 big.LITTLE 早在 2011 年 10 月就問世,後繼者 DynamIQ 也是 2017 年 5 月就登場的產物,這種「高效能單執行緒(如運算密集的應用)塞給大核,低效能多執行緒(像跑在背景的程式)丟給小核」,長期市場教育讓眾人對大核配小核的觀念一點都不陌生。所以當筆者看到採用 Lakefield 的首發產品 Lenovo ThinkPad X1 Fold 和 Samsung Galaxy Book S 時,除了「喔,總算有了」,擠不出任何感想。

有了硬體是一回事,這種大小核高低配很考驗作業系統的多執行緒排程能力,須在適當的核心配置正確的應用程式,根據目前可看到的測試報告,大致上可判定微軟 Windows 10 已通過異質多核心排程的考驗,也難怪英特爾有信心未來的 Alder Lake(Golden Cove 配 Gracemont),將手機平板行之有年的做法,全面性引進桌上型處理器。

當然大小核一定要使用「相同語言」。至於為了維持大小核的指令集一致性,避免切換工作負載時發生錯誤,大核就只能被迫封印 AVX-512 指令集,也變成 Linus Torvalds 大暴走的導火線。考量到應用程式相容性及個人電腦生態系統的「開放性」,指令集這種東西「易加難移」,誰能保證正在跑的全世界個人電腦統統沒有用到 AVX-512?哪天搞不好 AMD 就靠著「全面支援 AVX-512 所以有更全面的軟體相容性」反咬 x86 本家英特爾一口,又該怎麼辦?要讓 AVX-512「無痛淡出」個人電腦,背後牽扯的因素可沒那麼簡單。

總之,也許當英特爾過度高估 10 奈米製程的能耐,在短命 Cannon Lake 那 Palm Cove 核心加入 AVX-512,就埋下一連串災難的種子。這問題就留給他們自己傷腦筋吧。

無獨有偶,前陣子有人注意到 AMD 也申請類似專利(2020 年 6 月 30 日,申請日則早在 2017 年 10 月 27 日),負載轉移的方式看似接近 ARM big.LITTLE 的叢集模式,透過處理器核心叢集共享的快取記憶體,搬移資料和執行狀態。想當然耳,眾多網路鄉民科技文青也跟著高潮了,亦不乏「AMD 的新專利是英特爾 Lakefield 架構的尷尬副本」等負面標題。

只不過,似乎大家忘了一件事:相較持之以恆發展 Atom 體系小核的英特爾,AMD 的「小核」究竟在哪裡?AMD 的山貓(Bobcat)家族,在 2013 年的 Jaguar 同時進占 Sony Playstation 4 和微軟 Xbox One,演進到 2014 年的 Puma 後,就再也無以為繼,萬眾注目的 Playstation 5 和 Xbox Series X 直接沿用 Zen 2 核心,這些年來也沒聽到什麼關於 AMD 貓科動物的風吹草動。

那麼,AMD 到底想幹什麼?筆者左思右想,只能想出幾個可能性:

  1. AMD 重啟 x86 小核心研發計畫。
  2. 這是不是給 x86 指令集相容處理器用的。但假若是 ARM,也早有成熟的 DynamIQ,沒必要自己從頭搞。
  3. 防範未然,先申請了再說,以後再打算。

反正時間終究會證明一切,為此浪費腦力並不划算。

但筆者卻不得不聯想,如果 SPARC 處理器繼續枝繁葉茂,當年 Sun 和 Fujitsu 會不會攜手弄出「Fujitsu 大核+Sun 小核」的混合架構處理器?看在還有 Solaris 為後盾的份上,假若此事成真,那還真不是普通的有趣,只可惜這已毫無可能性了。

(首圖來源:AMD

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