2020年對(duì)Intel而言實(shí)在不是友好的一年,。雖然Intel的財(cái)報(bào)仍未表現(xiàn)出大問題,，但I(xiàn)ntel在很多領(lǐng)域的前景是不樂觀的。在《2021年十大熱點(diǎn)應(yīng)用趨勢(shì)展望》中,，我們提到了在PC處理器領(lǐng)域,，“AMD將吃下‘半壁江山’”，這源自AMD Zen架構(gòu)處理器的強(qiáng)勢(shì),；蘋果M1的問世則為這個(gè)趨勢(shì)火上澆了一勺油,；與此同時(shí)，數(shù)據(jù)中心市場(chǎng)顯現(xiàn)出的市場(chǎng)趨勢(shì)是,，CPU逐漸被邊緣化,，英偉達(dá)DPU在這方面顯現(xiàn)出的野心是相當(dāng)顯著的。

　　PassMark的CPU市場(chǎng)份額數(shù)據(jù)雖然有幸存者偏差,，但在截至今年1月12日的數(shù)據(jù)更新中,，AMD的桌面CPU市場(chǎng)份額已經(jīng)達(dá)成自2006年以來，首次對(duì)Intel的超越——當(dāng)然兩者的筆記本市場(chǎng)份額仍然相差較大,，畢竟OEM客戶是Intel的基本盤,。在整個(gè)x86 CPU市場(chǎng)，AMD的份額總體剛剛突破了40%（PassMark）,。

　　來源：PassMark,，注意這組數(shù)據(jù)帶有明顯的幸存者偏差，僅供參考[1]

　　Intel十多年來,，在PC處理器技術(shù)上的碾壓級(jí)優(yōu)勢(shì),，似乎在這短短2年內(nèi)便徹底喪失——不僅是Skylake這種年邁架構(gòu)表現(xiàn)的弊端，而且在10nm工藝遲遲無法大規(guī)模量產(chǎn)的情況下,，7nm又雙叒叕延后了半年,。

　　AMD Zen架構(gòu)進(jìn)步在我以往的不少文章里，都有比較詳細(xì)的闡述,，Zen 3已經(jīng)事實(shí)上在單核和多核性能上實(shí)現(xiàn)了對(duì)Intel處理器的全面趕超——雖然Intel的marketing仍然相當(dāng)頑強(qiáng),。而蘋果Mac系列在拋棄Intel處理器之后，自研的M1芯片則可以說幾乎讓整個(gè)x86陣營汗顏,，僅3.2GHz的主頻,、低很多的功耗，就能將Intel最高端的Core i9踩在腳下,，并徹底無視Intel最新的Tiger Lake（十一代酷睿）,。

　　所以美國西部時(shí)間1月13日，英特爾宣布新任CEO Pat Gelsinger的即將上任,，換下Bob Swan,。事實(shí)上在此之前，Intel首席工程官Dr. Venkata （Murthy）的離職就能夠從公司管理層面,，顯現(xiàn)Intel對(duì)現(xiàn)狀的反思,。

　　本文篇幅較長，這里給出導(dǎo)讀,，讀者可根據(jù)自己的興趣,，做選擇性閱讀。

　　● x86處理器做大小核設(shè)計(jì)的背景

　　● 大小核設(shè)計(jì)的意義

　　● Intel的初代大小核處理器Lakefield實(shí)際表現(xiàn)

　　● Lakefield的小核心Tremont（可選讀）

　　● Lakefield的封裝技術(shù)（可選讀）

　　● Intel大小核處理器面臨的問題和展望

　　x86陣營也開始做大小核

　　有關(guān)M1芯片為何能達(dá)到這個(gè)程度,，我會(huì)另外撰文詳述,。M1的逆天表現(xiàn)雖然不是本文要談的重點(diǎn)，不過M1的出現(xiàn)卻已經(jīng)向市場(chǎng)證明,，Arm在PC高性能領(lǐng)域是大有可為的,，與此同時(shí)還能兼顧低功耗。從極客灣測(cè)試的數(shù)據(jù)來看,，日常工作中,，M1版MacBook Pro的功耗之低，與整個(gè)x86陣營都是有量級(jí)差距的：B站看個(gè)視頻,，M1功耗在0.5-0.7W,，而Intel Tiger Lake需要4-4.5W;待機(jī)功耗，M1達(dá)到了震驚PC處理器市場(chǎng)的0.02W,，而Tiger Lake是1.1W,。MacBook如今的續(xù)航因此可以達(dá)到20小時(shí)甚至更高。

　　這其實(shí)并不讓人意外,，畢竟Arm平臺(tái)的大小核（big.LITTLE）設(shè)計(jì)早已是Arm芯片參與者做慣了的事,。Arm過去始終在移動(dòng)平臺(tái)活躍，而手機(jī)之類移動(dòng)設(shè)備對(duì)功耗是非常敏感的,，所以處理器采用大小核心搭配是必須的,。

　　而x86陣營的參與者，如Intel就是自PC處理器起家的,，PC對(duì)功耗更不敏感（尤其是桌面PC）,。所以PC處理器也更傾向于通過提升頻率（而不是增加更多專用單元）來提升性能，自然也不存在“小核”設(shè)計(jì),。兩者功耗上的差距顯得相當(dāng)順理成章,。

　　但在持續(xù)提頻的道路上，移動(dòng)辦公逐漸風(fēng)行的當(dāng)下,，Intel也一早就意識(shí)到了功耗需要有越來越高的優(yōu)先級(jí),。這兩天在美國進(jìn)行的CES大會(huì)上，Intel再度提到了規(guī)劃中的“混合x86產(chǎn)品”Alder Lake,，也就是x86版的大小核設(shè)計(jì),。去年Intel的Architecture Day 2020上,，Intel正式宣布Alder Lake路線圖：未來的Alder Lake處理器，會(huì)將高性能計(jì)算核心（Golden Cove）與“高效率”核心（Gracemont）放到一起,。

　　將其比作Intel版的M1芯片并不合理,，畢竟Intel要做此類處理器的意愿也不是M1出現(xiàn)后才有的，不過兩者大方向總算是趨同的,。Alder Lake會(huì)面向桌面和移動(dòng)兩個(gè)平臺(tái)推出（這里的移動(dòng)主要只是筆記本或同類設(shè)備）,，這顆規(guī)劃中的芯片也事實(shí)上成為x86陣營針對(duì)Arm大小核設(shè)計(jì)思路的反擊（主要是驍龍8cx和蘋果M1這類芯片）。不過在規(guī)劃上,，Alder Lake需要等到今年下半年,。而且Intel在這種大小核設(shè)計(jì)方案上，也還處在試探期,。

　　在Alder Lake之前,，Intel在Architecture Day 2018上展示了其初代“混合x86處理器”產(chǎn)品：Lakefield，也是將Core（酷睿）和Atom（靈動(dòng)）架構(gòu)處理器核心放到一起,，作為Intel版本的大小核,。

　　如今Alder Lake相關(guān)消息仍然很少，本文嘗試以Lakefield為依據(jù),，從技術(shù)角度談?wù)剎86陣營推行這種混合處理器,，能否在Intel最艱難的歷史時(shí)期，幫助Intel重回PC處理器市場(chǎng)巔峰——以及這種“混合”“大小核”設(shè)計(jì)究竟有多大價(jià)值,。

　　另一方面,，Lakefield處理器雖然目前的出貨還非常少，而且由于規(guī)格定義并不面向高端PC（與筆記本）市場(chǎng),，但它幾乎可以認(rèn)為濃縮了Intel當(dāng)下最先進(jìn)的一批技術(shù),。所以對(duì)Lakefield剖析，也能更全面地了解Intel如今在PC處理器市場(chǎng)的處境和底牌,。

　　而且Lakefield不僅標(biāo)志著Intel PC處理器的未來規(guī)劃,，也預(yù)示了PC處理器整個(gè)市場(chǎng)的未來，即便它本身只是x86指令處理器的試水之作,。（要知道AMD這邊到現(xiàn)在其實(shí)都還沒有自家的“小”核心設(shè)計(jì),，雖然早期架構(gòu)的改款還是可以考慮）

　　大小核有意義嗎？

　　從蘋果開始為MacBook采用M1芯片,，以及微軟積極擁抱Arm推類似Surface Pro X這樣的Arm筆記本設(shè)備（和Window on Arm）就不難發(fā)現(xiàn),，x86在筆記本這樣注重移動(dòng)性的設(shè)備上顯得不夠高效。拋開兼容性問題不談,，Surface Pro X在采用高通處理器以后,，續(xù)航就遠(yuǎn)高于x86版本的Surface;新版MacBook就更不用說了。

　　如前文所述,，Arm的低功耗與其很早就推big.LITTLE（以及DynamiQ靈活搭配）設(shè)計(jì)是有很大關(guān)系的（更多原因我將在M1架構(gòu)分析中闡述）,。這種大小核設(shè)計(jì),，在面對(duì)輕度工作負(fù)載時(shí)選擇小核心，而在需求高性能時(shí)則用大核心去跑任務(wù),。這種方案基于一個(gè)事實(shí)：兩種核心在不同的性能區(qū)間,，其功耗表現(xiàn)是大不一樣的。

　　Lakefield“大小核”的整體設(shè)計(jì)大致上可以反映這個(gè)思路,。Lakefield搭配的大小核分別是Sunny Cove（十代酷睿上的核心）和Tremont（最新的Atom核心），具體是1顆Sunny Cove搭配4顆Tremont,。Arm陣營如今頗為常見的搭配方法是4+4,，或者1+3+4/2+2+4，越來越多的手機(jī)芯片傾向于大中小三簇核心的搭配方法,。

　　用一張圖大致能夠說明,，大小核設(shè)計(jì)帶來效率提升的價(jià)值：

　　這張圖是Intel官方提供解釋Lakefield兩種核心，在不同性能下的功耗情況的：橫軸代表相對(duì)性能,，縱軸代表相對(duì)功耗,，隨性能提升，功耗也在提升,。

　　左邊這張展示的是單線程下,，兩種核心的性能與功耗關(guān)系（橙色代表Sunny Cove-SNC，藍(lán)色代表Tremont-TNT）,；右邊這張圖標(biāo)識(shí)的則是多線程性能與功耗關(guān)系,。比較顯然的一個(gè)結(jié)論是，僅看單線程情況,，在較低性能狀態(tài)下,，小核心能夠達(dá)成更低的功耗；但到了高性能區(qū)間,，小核心的功耗反而會(huì)崩,，此時(shí)大核心的效率會(huì)更好。

　　更具體地說,，在相對(duì)性能低于58%時(shí),，Tremont核心效率高很多，而在性能高于58%時(shí),，Sunny Cove顯然是更好的選擇,。當(dāng)然多線程性能又是不同的，畢竟Sunny Cove核心在Lakefield中就只有一個(gè),。Intel提供的數(shù)字是,，Tremont在能效上打敗Sunny Cove時(shí)，最高可以達(dá)成Sunny Cove 70%的性能,；性能水平介于Sandy Bridge（2-3代酷睿）和Haswell（4代酷睿,，2013-2014年）之間——整數(shù)性能與Haswell相近,，同時(shí)效率會(huì)高很多。

　　事實(shí)上,，Lakefield并不通過任務(wù)負(fù)載性能需求高低來決定用哪種核心工作,。在Intel的定義中，Sunny Cove針對(duì)需要快速響應(yīng),，以及與用戶體驗(yàn)切身相關(guān)的線程,；而Tremont則針對(duì)要求多線程性能的相關(guān)任務(wù)，以及需要在較高效模式下跑的非用戶相關(guān)后臺(tái)任務(wù),。比如視頻編碼工作,，通常考慮用四個(gè)Tremont核心來跑,，Windows后臺(tái)任務(wù)也交由Tremont完成,；類似用戶點(diǎn)擊開始菜單、滾動(dòng)網(wǎng)頁這種操作,，要求快速響應(yīng),，則交給Sunny Cove。

　　x86初代大小核處理器的性能怎么樣,？

　　Lakefield（酷睿i5-L16G7）的其他參數(shù)還包括CPU基頻1.4GHz,，大核心的最高睿頻3.0GHz（全核最高1.8GHz），不支持超線程,，TDP 7W;核顯為Gen11（GT2 64EU,，500MHz，頻率遠(yuǎn)低于Ice Lake）,；堆疊了8GB LPDDR4-4267內(nèi)存,；計(jì)算die部分的工藝為10nm。

　　從這些配置來看,，就知Lakefield在性能表現(xiàn)上可能并不怎么樣,，定位的就是低功耗便攜式或者一些二合一設(shè)備。尤其多線程工作基本全部交給Tremont去完成——這讓Lakefield在很多情況下變身Atom處理器——對(duì)不起酷睿的名頭,。

　　即便有一顆Sunny Cove大核,，也不支持超線程。另外比較重要的一點(diǎn)是,，原本Sunny Cove是支持AVX-512指令的,，但因?yàn)門remont小核不支持，所以為了達(dá)成“混合CPU”的這種大小核設(shè)計(jì),，唯有令兩者對(duì)支持的指令完全達(dá)成一致,，所以Sunny Cove也就閹割了對(duì)AVX-512指令的支持，另外閹割的還包括了AVX、AVX2,，以及Tremont小核心的GFNI,、ENCLV、CLDEMOTE等指令,。

　　像這樣異構(gòu)核心方案,，在指令方面需要滿足木桶最低板的原則（或者跨所有核心的ISA兼容性），在Arm世界也同樣適用,。否則線程在大小核之間遷移時(shí)就會(huì)出問題,。所以Cortex-A55作為Arm處理器的小核心被用了這么多年不動(dòng)搖，也是這個(gè)道理,。

　　來源：AnandTech[2],，四顆Tremont核心簇的面積和一顆Sunny Cove相差無幾

　　無論AnandTech還是WikiChip，都認(rèn)為從Lakefield的die shot來看,，Sunny Cove核心部分的AVX-512相關(guān)的單元并未被實(shí)際移除，雖然Intel宣稱是“移除”了的,。

　　Intel宣傳的數(shù)字是,，相比Amber Lake i7-8500Y（Intel的超低壓處理器，TDP 5W）,，Lakefield的多線程性能高24%,，單線程則快12%，圖形性能提升70%——這些變化實(shí)則都在預(yù)期內(nèi),。以及有大核心的加持,，web性能高出33%，效率提升17%——這一點(diǎn)對(duì)比的顯然就是單純的四核Atom了,?？深A(yù)期的是看B站會(huì)比以前省電……

　　另外比較重要的是每瓦性能提升24%（相比Amber Lake），待機(jī)功耗“大幅降低”,，達(dá)到2.5mW左右——這就和前文列出M1的待機(jī)功耗數(shù)字差不多了,。達(dá)成最高的效率原本就是這種設(shè)計(jì)的重要目的。蘋果在發(fā)布會(huì)上最愛談的就是每瓦性能以表現(xiàn)芯片的高效率,。在Architecture Day 2020上,，Intel就宣稱Alder Lake將能夠達(dá)成Intel有史以來最高每瓦性能——當(dāng)然這是Lakefield后續(xù)產(chǎn)品了，也是Intel的預(yù)期,。

　　當(dāng)前針對(duì)Lakefield尚無十分系統(tǒng)的性能測(cè)試,。已經(jīng)上市的Lakefield產(chǎn)品主要包括了聯(lián)想ThinkPad X1 Fold、三星Galaxy Book S以及微軟Surface Book Neo,。NotebookCheck的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)是,，Lakefield（i5-L16G7）綜合性能（也包括了核顯性能）弱于超低壓的酷睿i5-8210Y和四代酷睿42 85U。

　　來源：NotebookCheck[3]

　　這個(gè)數(shù)據(jù)可能并不是很合理，一方面在于NotebookCheck用于跑分測(cè)試的Cinebench版本（R15與R20）在多線程性能測(cè)試中甚至都無法用上Lakefield的Sunny Cove大核（但卻的確能反映其實(shí)際使用情況,，因?yàn)槿缜拔乃?，Lakefield中的Sunny Cove并不像很多人理解的那樣，是簡(jiǎn)單用于“高負(fù)載”任務(wù)）,，另一方面和OEM廠商的具體實(shí)施方案有關(guān),。

　　Cinebench R23似乎是目前唯一能夠?qū)崿F(xiàn)5核全開的測(cè)試，但網(wǎng)上找不到R23的Lakefield跑分,?？傊甃akefield大致上也就用來做word或者ppt文檔以及看看網(wǎng)頁和愛奇藝了。

　　有關(guān)Tremont小核心（選讀）

　　很多同學(xué)抱怨我文章寫太長,，所以更全面的微架構(gòu)分析文章,，后續(xù)我會(huì)發(fā)到我的面包板專欄，感興趣的同學(xué)可以前往關(guān)注,。本文我只簡(jiǎn)單聊聊Lakefield中的小核心Tremont,，畢竟大核心的Sunny Cove其實(shí)算是非常知名了，Intel十代酷睿的Ice Lake用的就是這個(gè)核心,。而且Lakefield也實(shí)在談不上“高性能”,，它本身更重在“低功耗”上。

　　Tremont相比前代（Goldmont Plus,，2017年）主要是提升單線程性能,，IPC有超過30%的提升。作為Atom處理器中的一款產(chǎn)品,，它重在考量每核功耗與每核面積,。所以前文給出的die shot就能看出，Lakefield中的Tremont四核心簇整體尺寸才相當(dāng)于一個(gè)Sunny Cove,。

　　來源：WikiChip[4]

　　從“小”核心的角度來說,，Tremont與知名的Arm Cortex-A55小核心并不是一個(gè)量級(jí)。Tremont首先是個(gè)亂序核心,，前端解碼寬度6-wide（雖然是分兩組）,，這就決定了它比A55這樣的選手還是壯實(shí)多了。這一點(diǎn)和蘋果的思路就很像（2019年蘋果A12的Tempest小核心,，在性能上幾乎達(dá)到了Cortex-A72的程度）,。

　　其余具體的微架構(gòu)可參見上圖，包括allocation 4-wide,，re-order buffer增加至208條（+119%）,，后端有10個(gè)執(zhí)行端口，雙load/store管線,；L2 cache最高可配置4.5MB,，L1-D cache增加33%，L2 TLB（頁表緩存）增加到1024-entry;另外還有新指令引入——不過對(duì)Lakefield而言，這一點(diǎn)就不存在了,，前文已經(jīng)提到,。感覺整體看起來，這都不像是個(gè)“小”核心,。

　　其最大的變化在前端,，包括分支預(yù)測(cè)單元升級(jí)——接近于“大”核心級(jí)別的精度（兩級(jí)結(jié)構(gòu)）；以及最重要的解碼寬度變化,。不過這個(gè)所謂的“6-wide”寬度并不是類似酷睿5-wide那類方案（1個(gè)復(fù)雜decoder,，4個(gè)簡(jiǎn)單decoder，再加μop cache）,，實(shí)際上是兩組3-way對(duì)稱解碼,。每一組都有自己的指令流。配合分支預(yù)測(cè)器,，預(yù)測(cè)指令流可以進(jìn)第二組（上圖的Cluster 1）,，不打斷第一組（Cluster 0）的工作，兩組并行預(yù)測(cè),、讀取,、解碼。

　　這種實(shí)際上的3-wide設(shè)計(jì),，相比真正的6-wide解碼要節(jié)省面積和功耗，沒有μop cache,。Intel宣稱這種設(shè)計(jì)能夠平衡資源,。Tremont也支持僅開其中一組的模式，預(yù)期實(shí)現(xiàn)更低的每核峰值功耗,。更多包括re-order buffer加深,、執(zhí)行引擎和存儲(chǔ)子系統(tǒng)拓寬等，本文皆不再贅述,。還有一些額外的特性,，比如RDT技術(shù)支持，可實(shí)現(xiàn)帶寬分配,、QoS,、優(yōu)先級(jí)之類的操作（服務(wù)器芯片中常見）；Speed Shift技術(shù),；信任安全啟動(dòng),；內(nèi)存加密等。

　　當(dāng)大小核遇上3D封裝（選讀）

　　拋開更微觀的層面不談,，Lakefield整體看來還是比較草率的,，包括1+4的這種組合方式，及其表現(xiàn)出的實(shí)際性能。Lakefield之所以沒有加入更多的Sunny Cove大核心,，很大程度應(yīng)該也是受限于Sunny Cove核心的體積和功耗,。以Lakefield如今計(jì)算die占據(jù)的82mm?來看，及其預(yù)定義的尺寸,，它很難再塞入更多CPU核心,，何況Sunny Cove的功耗也實(shí)在不算低。

　　所以我們才說,，Lakefield很像Intel針對(duì)“混合”或者大小核設(shè)計(jì)的一個(gè)試水,，和打怪升級(jí)的必經(jīng)之路。而作為一款實(shí)驗(yàn)性質(zhì)的作品,，Lakefield不僅有Intel最新的大小核,，而且在封裝上也算是集Intel芯片制造廠的大成了。它用上了傳說中的Foveros 3D芯片堆疊技術(shù),，也是Intel首款采用這種封裝方案的芯片,。

　　前面談的這些CPU大小核、GPU等都是Lakefield的計(jì)算die（計(jì)算die上另外還包括了圖像處理單元IPU,、LPDDR4X內(nèi)存控制器,、Gen11 Display engines等），采用的是Intel的10nm工藝（與Ice Lake一致,，理論上屬于Intel的二代10nm工藝）,；有關(guān)Intel 10nm工藝本文不再詳述，詳情參見我的面包板專欄文章,。

　　而在計(jì)算die之下,，還有個(gè)base die。下面的這片base die主要是處理器外設(shè)的active interposer（主動(dòng)中介層）,。Active interposer相比傳統(tǒng)passive interposer,，不只是用于連接的中介層，本身也發(fā)揮功能邏輯的作用,，其上包含各種PCIe 3.0,、各種I/O控制、音頻codec,、安全等,。Base die所用的制造工藝是22FFL——22FFL并不是早期的22nm工藝，而是14nm的功耗優(yōu)化版（更稀疏的版本）,，針對(duì)的就是更高效的IO,。22FFL則必然又在成本上顯著低于10nm了，這也屬于典型的chiplet設(shè)計(jì)和制造思路,。

　　計(jì)算die和base die之間采用50μm間距bump的die-to-die互聯(lián)（Foveros Die to Die Interface）,，承載信號(hào)（數(shù)據(jù)）和供電的連接,。這種互聯(lián)應(yīng)該是3D堆疊方案上的絕對(duì)難點(diǎn)。Intel宣稱其最大傳輸速率是500MT/s（mega-transfers per second）,，而且每bit數(shù)據(jù)傳輸耗能0.2pJ（皮焦）,。0.2pJ在die間數(shù)據(jù)傳輸?shù)暮哪芰考?jí)上可以認(rèn)為是非常小的，這應(yīng)該也是實(shí)現(xiàn)低功耗的一部分,。

　　值得一提的是,，IO部分Lakefield僅給到了PCIe 3.0六條通道支持，這就決定了其IO連接會(huì)相當(dāng)捉襟見肘,。ThinkPad X1 Fold為Lakefield配套的SSD,，僅拿到PCIe 3.0 x2的通道，帶寬因此大受限制,；配獨(dú)立GPU什么的,，那也是想都不用想的了。[5]從這樣的小細(xì)節(jié)也能看出Lakefield試水的本質(zhì),。

　　最后在Lakefield整個(gè)封裝的最上層是內(nèi)存（Package on Package）,，有4GB和8GB兩種規(guī)格可選，應(yīng)該是來自其他內(nèi)存制造商的定制方案,。值得一提的是,，內(nèi)存與中間的計(jì)算die之間并沒有采用什么黑科技連接方式，與CPU的通訊是需要經(jīng)由最底層的package轉(zhuǎn)道再經(jīng)過base die之后,，再到compute die的,。它也沒有M1芯片那樣的Unified Memory Architecture特性。

　　這樣的堆疊方案下,，散熱會(huì)成為一個(gè)大問題,，Intel為此似乎還是頗費(fèi)了一番功夫的，不過現(xiàn)階段主要在不同IP模塊的設(shè)計(jì)上做到減少局部的高溫聚集點(diǎn),、互聯(lián)金屬層厚度控制等，所以散熱在設(shè)計(jì)上有更高的優(yōu)先級(jí),；另外Intel還探討過在兩個(gè)die之間采用“流體通道（fluidic channes）”的可行性——這就屬于未來的方向了,。有關(guān)Lakefield封裝細(xì)節(jié)，AnandTech的文章中有比較詳細(xì)的闡述[2],，我也會(huì)在面包板專欄再行刊文,。

　　經(jīng)過這種Foveros 3D堆疊后，Lakefield芯片整體達(dá)成了12x12x1mm的三圍尺寸,。板級(jí)設(shè)計(jì)也就可以更為緊湊,，相比之前的低功耗CPU實(shí)施方案，主板可以減少60%的尺寸,。加上LTE modem的話,，整體主板尺寸總算是可以和高通的設(shè)計(jì)比一比了,。

　　Lakefield真的能成嗎？

　　最后來稍稍總結(jié)一下Intel在Lakefield處理器上現(xiàn)存的問題,。首先Lakefield基本上是很難獲得市場(chǎng)大范圍的肯定的,，即便它塞入了Intel這么多最尖端的研究成果。不過Lakefield作為Intel首款涉足大小核設(shè)計(jì)的處理器產(chǎn)品,，其積累經(jīng)驗(yàn)的作用也明顯大于市場(chǎng)本身,。下一代的Alder Lake才是值得觀察的關(guān)鍵。

　　所以這個(gè)問題應(yīng)當(dāng)換成Intel的大小核設(shè)計(jì)能成嗎,？

　　事實(shí)上Intel在這種非其傳統(tǒng)強(qiáng)項(xiàng)的處理器產(chǎn)品中,，遭遇的問題可能是形形色色的。從具體到抽象總結(jié)這種處理器“能成嗎”的關(guān)鍵：

　　其一是scheduler（調(diào)度）,。Intel此前并沒有設(shè)計(jì)大小核處理器的經(jīng)驗(yàn),，Windows也始終不曾有不同類型的核心間做線程（進(jìn)程）遷移的scheduler（微軟和高通勾搭上之后，必然有密切合作在不同CPU設(shè)計(jì)間管理負(fù)載的scheduler,，但至少x86是沒有的,；不過從Wikichip的介紹來看，Intel似乎也提交過非一致指令集的異構(gòu)核心一起工作,，針對(duì)操作系統(tǒng)的算法和加強(qiáng)[6][7]）,。要知道Android和Arm在這方面可是有著比較長期的演進(jìn)的，包括線程遷移對(duì)實(shí)際體驗(yàn)造成的影響,；蘋果就更不用說了,。

　　Cinebench更早版本在做Lakefield多核性能測(cè)試時(shí)，并不會(huì)啟用Sunny Cove大核可能就能說明一些問題（但AnandTech猜測(cè)這可能是功耗或者熱聚集考量所致）,。

　　傳言未來的Alder Lake預(yù)計(jì)會(huì)包含8+8的設(shè)計(jì),，這其中的線程調(diào)度就不只是Intel如今列出、如上圖這樣Lakefield簡(jiǎn)單的網(wǎng)頁瀏覽場(chǎng)景了,。那將更考驗(yàn)Intel的功力,。

　　第二是處理器本身的性能。Lakefield宣傳中似乎的確有著不錯(cuò)的功耗表現(xiàn),，但性能實(shí)在是不大夠看,。這應(yīng)該并不是什么大問題，一方面在于Lakefield本身就不定位在高性能,，另一方面則是這款產(chǎn)品試水和積累經(jīng)驗(yàn)的成分居多,。在Architecture Day 2020之上，Raja Koduri表示Intel從Lakefield身上學(xué)到了很多東西,，Alder Lake未來會(huì)聚焦到性能上,。

　　終極問題大概是，在性能和效率上Intel能否做到蘋果M1那樣的程度,。M1芯片表現(xiàn)出的性能和效率,，我個(gè)人看來是基于三個(gè)要素共同構(gòu)成的：其一是超寬的處理器架構(gòu),，其二是有針對(duì)性地添加一些專用單元，其三則是對(duì)自家封閉生態(tài)超乎尋常的掌控力（令其能夠很隨意地做出同一內(nèi)存架構(gòu)這樣的東西）,。

　　這將在未來M1的文章中做詳述,。這三要素可認(rèn)為是僅有蘋果這種掌控從芯片設(shè)計(jì)到開發(fā)生態(tài)，到消費(fèi)終端產(chǎn)品銷售全環(huán)節(jié)的企業(yè)才有的資源,。比如前兩者,，超寬處理器架構(gòu)和專用單元是需要以die面積（即成本）為代價(jià)的，蘋果可以這么玩是基于其終端產(chǎn)品的高利潤與高銷量,；對(duì)于Intel,、高通這種單純賺取處理器利潤的廠商，這種玩法非常不經(jīng)濟(jì)（x86還存在變長指令不利于解碼寬度拓寬這樣的現(xiàn)實(shí)問題）,。要達(dá)到M1的性能水平不難,，但效率就沒那么簡(jiǎn)單了。

　　還有其他的一些妥協(xié),，比如說前文提到的為實(shí)現(xiàn)指令的對(duì)稱性,，Lakefield不支持AVX指令——這原本可是Sunny Cove主打的升級(jí)特性；再比如3D堆疊的兩層die分別用了兩個(gè)PMIC（電源管理IC）,。這些其實(shí)都表明Lakefield的不成熟,，不過這些問題未來都有解決的辦法。

　　最后更抽象的是,，是Intel的速度問題,。這里的速度是指Intel行事與決策的響應(yīng)速度。不說Skylake縫縫補(bǔ)補(bǔ)新三年舊三年,，最典型的是芯片制造工藝已經(jīng)落后于臺(tái)積電,，且可預(yù)期的未來，行進(jìn)速度還將非常緩慢,。比如下半年大小核處理器Alder Lake要用上10nm Enhanced SuperFin（應(yīng)該是第四代10nm工藝）,，這還是預(yù)期中的。屆時(shí)的市場(chǎng)格局或許都不好說了,，以及7nm工藝遙遙無期（最早一批7nm要等到2022年下半年或2023年上半年）,。

　　若以多年前Intel在PC處理器市場(chǎng)的地位，這些問題或許都不足多慮,。AMD推土機(jī)推了那么多年，蘋果也還偏安在iPhone上,，Intel有的是時(shí)間,；但在如今這般光景下，情況就相當(dāng)不樂觀了,。

　　好在2021年下半年也還不算遙遠(yuǎn),。Intel即將上任的CEO Pat Gelsinger也有多年技術(shù)背景,，這預(yù)計(jì)也會(huì)加快Intel技術(shù)推進(jìn)速度，這正是目前Intel最需要的,。Intel在去年的ISA Extensions Reference手冊(cè)上確認(rèn),，Alder Lake還將加入新指令支持[8]，包括LBR,、HLAT,、SERIALIZE，其中LBR可用于分支提速,，對(duì)性能還有價(jià)值,。從多方面來看，傳說中擁有最高每瓦性能表現(xiàn)的Alder Lake都成為Intel規(guī)劃的產(chǎn)品線中讓人最為期待的處理器,，并且真正讓我們看到Intel在大小核設(shè)計(jì)上的實(shí)力,。