同样大小核，英特尔、AMD和Arm有什么不同？

来源：科技新报(台) 作者：痴汉水球
AMD 第四代EPYC 97 4系列使用 L3 缓存容量减半的 Zen 4c「小核」，近期也陆续传出 AMD 将在 Ryzen 7040U 处理器后期型号，采用混合 Zen 4 和 Zen 4c 的大小核组态，而 AMD Zen 5 世代将延续这种模式。那同样是大小核，英特尔、AMD和Arm玩法究竟有哪些不同之处？1. 英特尔大核（P-Core） 和小核（E-Core）属不同体系，前者起于 Core，后者源于 Atom，后来因 AVX-512 指令集问世，追求节能的小核就无福消受会激增晶面面积和耗电量的怪兽。 可处理 512 位宽度数据的 AVX-512 指令集变成英特尔的烫手山竽。所以即使英特尔小核从 Alderlake 搭载的 Gracemont 效能有重大突破，相同功耗时，单核单线程性能比 Skylake 高 40%，相同性能时功耗降低超过 40%，四核 Gracemont 对上双核 Skylake 时，领先幅度更拉到 80%，但 Gracemont（Alderlake、Raptor Lake）和后继 Crestmont（Meteor Lake、Sierra Forest）还是只有AVX2，让大核不得不关闭AVX-512指令集，以维持大小核的软件兼容性。很讽刺的是，英特尔就这样平白把AVX-512优势送给AMD，商业蒙受重大损失后才匆忙想亡羊补牢。 英特尔 Alderlake 的 E-Core 有巨大效能突破，但还是无法弥补缺乏 AVX-512 的缺点。英特尔补洞方法是另外定义AVX10指令集，让大小核可同时执行「256位化」的AVX-512变种，顺便统一混乱不堪的历代版本。但要等到新型小核问世，还需要好一段时间。为何英特尔不在小核仿照AMD的数据路径砍半偷吃步方法，这就真的让笔者摸不着头绪了。 英特尔并非一次升级AVX-512至AVX10，而是拆成过渡期AVX10.1和完全体AVX10.2，追求「大核P-Core与小核E-Core」共同胜利，不让自己创造的AVX-512反过来变成AMD的致命武器。2. AMD 方法就比较直截了当：让每个核心分到的 L3 缓存容量砍半，调低时脉，其余完全相同。AMD好处在不会有软件兼容性和性能调校问题（无论Zen 4还是Zen 4c都基于相同微架构，也都有AVX-512和BF16），且节省研发成本，缺点是能缩小幅度和可削减功耗很有限。以台积电5纳米制程Zen 4c为例，缩减面积也只有35%，4纳米还得再观察，或许AMD还握有不为人知的怪招。 AMD Zen 4 和 Zen 4c，除了每个核心分到的 L3 缓存容量外，其余完全相同。3. 主导手机市场的Arm就极单纯：终极效能的大核（Cortex-X）、高度能效的中核（Cortex-A700）和极致省电的小核（Cortex-A500），TCS23（Total Compute Solution 2023）全部统一为Arm v9.2架构。 Arm 玩法一直没变行文至此，就来看看苹果。苹果类似英特尔个别打造截然不同大小核，但应该没有指令集兼容性差异。对标榜「极简主义的华丽」的苹果，看起来也不会像Arm 搞出三种核心。 AMD 也尝试过大小核分立策略，但后者唯一商业成就只有家用游戏主机。话说回来，假以时日，当AMD拥有足够研发能量，会不会也回到「推土机」和「山猫」分立策略，就让我们慢慢等着看。