Intel|苹果M1革了Intel x86的命?其实这是个伪命题( 三 )
例如 , 最新版本 AVX-512 在 512 位向量上运行 , 因此与之前的 AVX 版本(256 位)相比 , 性能提高了一倍 。在 ARM 中 , 等效项称之为 SVE2 , 它可以在芯片运行中从 128 位扩展到 2048 位 , 这也再一次表明了芯片性能对指令执行的依赖程度 。
因此 , 决定 CPU 速度以及功耗和能效等其他属性的 , 只是架构设计的选择 , 这实际上取决于芯片的应用目标——这些选择属于前文中所提到的两个区别中的第二个 , 即独立于指令集的那些技巧 。
例如 , 英特尔和 AMD 一直致力于确保它们的芯片达到 5GHz 量级的高频;如果苹果想要实现这一点 , 它可能需要完全重新设计其架构 。
不过 , 苹果更专注于提高其 CPU 每个时钟周期可以执行的指令数量 。这样 , 苹果的 3GHz 架构可能比 4GHz 的 AMD 或英特尔内核更快 。由于功耗往往随电压频率成二次方甚至三次方地增加 , 因此这种设计选择让苹果芯片的性能和功耗备受赞誉 。
但同样 , 这只是一个设计和创新的问题 , 正如所讨论的那样 , 设计与创新同指令集互补 , 甚至在很大程度上独立于指令集 。
另一个例子是 big.Little 架构 , 也称之为混合架构 , 由同一指令集的两个(或多个)实现方式组成 。其中一组内核主要针对性能进行了优化 , 另一组则倾向于针对功耗进行优化 。指令集相同 , 但两种不同的实现方式导致两种微架构在功耗-性能曲线上有两个不同的点 。
最后一点 , 可以用人类语言类比指令集 。人类的语言种类繁多 , 但是语言仅用作底层概念的表示 , 原则上任何概念都能够用任何语言表达 , 如果没有对应的表述也可以自行添加 。以此类推 , CPU 语言即指令集种类繁多 , 但也只是用作基本数学的表示 , 任何基本数学都可以用任何指令集表示 , 这与对人类语言的理解是相通的 。
性能方面 , 一部分人的语速可能比另一部分人的语速更快或更慢 , 但这并不是语言本身造成的——类似地 , 某些 CPU 可能比另一些 CPU 更快或更慢(或耗电更多或更少) , 但这同样不是由于指令集 , 而是由于影响这些特性的架构设计选择造成的 。
x86 强大的竞争优势
从上文提到的 x86 的反面来看 , 显然 , 外界对 x86 的 “常识” 是:往好里说 , 它是遗留下来的麻烦 , 往坏里说 , 它因为能效太低而劣势严重 。
然而 , 我们完全忽略了基于 x86 , 英特尔对其架构体系的演进有绝对的控制权 , 这可以被称之为 x86 以及英特尔的强大竞争优势 。因为行业中的其他企业都依赖于他人来定义自己所需要用到的架构 , 虽然这一情况在 x86 领域反过来也成立——AMD 的大多数芯片都必须跟随英特尔的变化而变化 , 而且 ARM 世界中的成员可能未来需要依赖英伟达(目前英伟达正在寻求收购 Arm) 。
不过 , RISC-V 是开源的 , 不属于某一家公司 , 因此不存在依赖与被依赖的关系 。
最近 , 英特尔的两个动作说明了它可以多么轻松地向其 x86 架构添加新指令进行创新 。首先 , 英特尔宣布了用于 AI 加速的下一代 AMX DLBoost , 其性能将比当前的 AVX-512 高 4 至 8 倍 。其次 , 英特尔公布了将近 76 条新指令 , 为当前的 AVX-512 提供附加功能 。
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