不喜歡CPU“大小核”?未來它可能會變成另一種形式

  • 如今的“大小核”,存在著諸多固有缺憾

如果此前有關注過我們三易生活的相關內容,你可能會記得,我們對如今PC處理器上的“大小核”設計其實是頗有微詞的。以至於不久前,我們還專門折騰出了一臺沒有“大小核”設計的11代酷睿+究極DDR4平臺,並對其進行了大量測試,以展現其各方面的性能表現。

為什麼我們不太喜歡目前PC處理器的“大小核”設計?這是因為綜合已知的相關信息來看,“大小核”有著至少三個難以迴避的缺陷。

首先,是由於主打高能效的“小核”不支持一些比較高級的浮點加速指令集(比如AVX-512、AMX等),所以導致採用了“大小核”設計的12代、13代酷睿,不得不在“大核”上也屏蔽對應的指令集。結果便是使得其在指令集兼容性方面,相比於以往的“純大核”產品反而有所倒退。

其次,由於“大核”和“小核”在設計思路上存在極大差異,所以導致它們的峰值性能差別甚大。換句話說,當某個大型程序同時需要“高單核性能+足夠多核心數量”時,此時那些數量看似不少的“小核”,反而可能會因為單核性能不夠強,從而成為制約運行效率的瓶頸(通俗來說,就是大核已經被佔滿,但小核又帶不動多出來的、對單核性能需求極高的線程)。這一點,其實從許多高端主板如今都設置了強行關閉所有“小核”,只用大核運行程序的所謂“遊戲模式”,就能看出端倪。

第三,因為這種架構差異,導致了“大核”在能效表現上遠不及“小核”。換句話說,如果將上面的這類場景反過來,也就是“有大量程序在運行,但其實都不需要很強單核性能”時,一旦小核上的線程被佔滿,處理器自動“啟用”大核時,功耗就必然會陡增、能效比會大幅下降。這對於重視發熱、續航的輕薄型筆記本電腦來說,顯然不是件好事。

  • “Royal Core”洩露,或徹底解決現有的各種問題

說了這麼多,許多朋友可能已經發現問題了。對於目前PC處理器的“大小核”設計來說,它最大的短板其實就在於大核與小核之間存在過大的架構、技術,以及性能差異上。

說白了,廠商想到的,是如果消費者同時運行“大程序”和“小程序”(比如一邊打遊戲一邊開直播,或是一邊剪輯視頻一邊寫文章),那麼大小核各司其職、電腦就能兼顧性能與能效。但在實際使用場景中,這樣的情況還真不見得就很多,所以到了“全重負載”或“全輕負載”的時候,大核與小核之間相互無法替代的短板便會展露無遺。

那麼問題就來了,有沒有辦法讓“大小核”之間實現真正的自由轉化,讓“大核”在需要能效比的時候可以變得與“小核”一樣省電、一樣發熱量低,“小核”在需要性能時,可以真正與“大核”發揮相同或近似的性能呢?

其實還真有。而這便是很早前就被曝光,但近日才終於有了更詳細架構信息的,Intel下下下下代(對你沒看錯)處理器“Royal Core”。

首先需要說明的是,“CPU tiles”並非17代酷睿的架構名稱,而更像是項目代號。具體到處理器架構設計上,“Royal Core”將會使用一種非常特別的、被稱為“CPU tiles”的內核構造。

在重負載場景下,其每一個“CPU tiles”都可以視作一個完整的“大核心”。它擁有足夠高的併發數,能提供極高的執行效率,也就是超強的單核性能。

而到了輕負載場景,每一個“CPU tiles”又能被自動“拆分”成兩顆“小核心”運作。此時它便能實現更高的能效比,同時還可以為軟件提供更多的並行線程。

  • 劃時代的設計,或許在17年前就已埋下伏筆

不難發現,如果目前曝光的相關信息屬實,那麼最快可能在2024年下半年便會登場的17代酷睿“Nova Lake”家族,將會帶來前所未有的架構設計,同時完美解決現有“大小核”之間因架構差異而導致的種種兼容性和性能問題。

然而這樣的“全新設計”,真的是“前所未有”的嗎?

其實早在2006年年中、也就是差不多17年前,當時許多科技媒體就報道了一種名為“反超線程”的處理器技術。據稱,它可以將兩個處理器核心“合併”為一個,從而帶來更高的單核性能。特別是對於當時的早期四核處理器來說,這一技術將有望讓它們在很多(當時)只支持雙核的應用中,獲得驚人的性能提升。

有趣的是,翻看相關資料我們發現,早在2006年年中,Intel方面就在他們的高端主板(i975X)上,更新了一個被稱為“Core Multiplexing Technology(核心多路複用技術)”的開關。有媒體發現,開啟這個功能後,原本的雙核處理器就會被識別為“具有兩個邏輯單元的單核”,也就是將兩個核心在軟件層面“合併”了。

但或許是因為這項技術在當時過於超前,又或者Intel判斷多核才是那個年代CPU發展的正確方向。總之,“Core Multiplexing Technology”這個功能僅僅只在Intel官方主板的BIOS裡出現了一個月,就被後來的更新版本屏蔽掉,從此再也“不見天日”。

那麼,這是否意味著由芯片大神Jim Keller親自操刀的“Royal Core”,在基本理念上受到了Intel 17年前這項技術的啟發呢?從現有的曝光信息來看,確實有這個可能。但很顯然,“Royal Core”的核心合併機制會更徹底,也有望會帶來一些以往從未在消費級處理器上出現過的新技術(比如四超線程)。

而至於它的實際效果如何,能否真正引領PC處理器架構設計的一個全新時代,可能就要等到2024年才能見分曉了。

【本文圖片來自網絡】
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