Arm часто хвалят за его эффективность; в конце концов, есть причина, по которой он стал самой распространенной архитектурой, позволяющей портативным устройствам работать дольше. Он присутствует в наших смартфонах уже более десятилетия (не считая краткого периода x86, в котором участвовало очень мало телефонов), и ноутбуки начинают переходить на него благодаря увеличенному времени работы батареи, которое могут получить эти машины.
При этом Intel заявляет, что с Lunar Lake она может «развенчать миф» о том, что Arm эффективнее x86. Однако эффективнее ли Arm, чем x86? Есть ли миф? Или это просто маркетинг? Когда я спросил Arm об их позиции относительно эффективности архитектуры, они дали мне следующий комментарий.
Arm всегда концентрировалась на энергоэффективных вычислениях с самого начала, и это позволило партнерам Arm получить решения, которые потребляют меньше энергии, чем их конкуренты, при этом обеспечивая требуемую производительность. Этот подход был ключевым для использования Arm в мобильных телефонах и IoT, и почему Arm так распространен. Подход Arm к предоставлению высокопроизводительных, энергоэффективных ядер позволил партнерам разрабатывать решения, которые более энергоэффективны, чем решения, которые эти партнеры смогли разработать с другими архитектурами — NVIDIA является прекрасным примером; то, что они делают с Грейс Блэквелл, является одним из лучших примеров того, как партнер смог использовать гибкость Arm, внедрять инновации и настраивать поверх технологии Arm, чтобы снизить ее энергопотребление в 25 раз, а также увеличить производительность в 30 раз на каждый графический процессор по сравнению с графическими процессорами NVIDIA H100, использующими конкурирующие архитектуры для LLM.
Компания Intel не ответила на запрос о комментарии.
x86 имеет преимущества перед Arm, но эффективность не входит в их число
Если x86 сможет быть еще и энергоэффективным, то Intel получит лучшее из обоих миров.
Прежде всего, x86 — чрезвычайно мощная архитектура. Процессоры x86 основаны на архитектуре Complex Instruction Set Computing (CISC), которая включает в себя больший набор более сложных инструкций, которые, в свою очередь, потребляют больше энергии. Некоторые инструкции x86 могут даже потребовать несколько циклов для выполнения, что, в свою очередь, может увеличить мощность, но снизить эффективность.
С его более сложными инструкциями, x86 также может иметь более сложный конвейер. Например, x86 использует набор инструкций переменной длины от 1 до 15 байт, тогда как сам Arm имеет фиксированную длину (хотя инструкции Thumb могут быть переменными). Предсказание ветвлений также значительно важнее в процессоре x86 благодаря сложности выполняемых инструкций, поскольку эти инструкции часто преобразуются в более простые RISC-подобные микрооперации. Это значительно продвинутые предикторы, поскольку стоимость неправильного предсказания и последующего останова может быть значительно более обременительной, чем стоимость останова в архитектуре Arm.
Вдобавок ко всему, Arm имеет меньше транзисторов на инструкцию, что является частью того, что позволяет иметь сниженное энергопотребление. Это лишь некоторые из способов, которыми Arm удается быть эффективным, но есть масса мелких различий между двумя архитектурами, которые дают Arm преимущество. Однако меньшее количество транзисторов на инструкцию также означает сниженную сложность, и именно здесь x86 может проявить себя как мощная архитектура, способная удовлетворить огромные вычислительные потребности.
Эффективность Arm является архитектурным преимуществом
Intel предстоит проделать большую работу, чтобы вывести x86 на новый уровень
Чтобы сделать x86 таким же эффективным, как Arm, Intel придется проделать большую работу. Для начала, сам набор инструкций является дорогостоящим в смысле мощности, поскольку цикл выборки, декодирования и выполнения на x86 сложнее, чем на Arm. Объединение простых инструкций в одну микрооперацию также может помочь, особенно когда речь идет об уменьшении накладных расходов.
Напротив, архитектура Arm RISC является огромным преимуществом, особенно учитывая, что каждая инструкция в Arm разработана так, чтобы ее было быстрее и проще выполнять. Они также имеют инструкции фиксированной длины, что упрощает декодирование, а использование инструкций Thumb с меньшим битом может уменьшить размер кода и с уменьшенным объемом памяти. Инструкции Thumb меньше, что означает, что для выполнения требуется меньше выборок памяти, и больше инструкций может поместиться в кэш процессора.
Вдобавок ко всему, чипы Arm часто являются частью более широкой системы на кристалле, а не отдельным ЦП, который взаимодействует с остальной частью компьютера через материнскую плату. Те прямые соединения, которые ЦП Arm может иметь с контроллером памяти, графическим процессором и другими важными аспектами аппаратного обеспечения компьютера, также могут способствовать повышению эффективности. Именно так работает унифицированная память Apple, и это вносит вклад в превосходное время работы батареи компании.
Intel может сделать x86 более эффективным, но компания умалчивает о том, как именно
На данный момент все, что у нас есть — это вера.
Intel уверена, что x86 может быть столь же эффективным, как Arm, но проблема в том, что есть несколько аппаратных ограничений, которые затрудняют это. Определенно, есть улучшения, которые нужно сделать в архитектуре x86, но я был бы удивлен, если бы мы увидели рост эффективности от Lunar Lake, который фактически конкурирует с лучшим из того, что может сделать Arm. Я не хочу полностью списывать Intel со счетов и говорить, что они не могут этого сделать, но я пытался получить информацию о том, как Intel планирует «развенчать миф», и на момент публикации я не получил никакой информации от Intel о том, как именно они планировали это сделать.
Я надеюсь, что Intel сможет это сделать. Не потому, что я фанат Intel, а потому, что конкуренция — это здорово для всех. Intel была доминирующей силой на рынке ЦП в течение многих лет, но затем AMD догнала ее, и теперь новые игроки тоже начинают входить в строй. Intel действительно отстает впервые за долгое-долгое время, и это было бы не просто фантастическим возвращением, чтобы выпустить процессор x86, который может конкурировать с Arm; это было бы словно возрождение феникса из пепла.
Нам еще далеко до того, как Lunar Lake действительно появится на устройствах, поэтому мы не сможем делать выводы до конца года и позже. Intel заявляет, что поставки начнутся в третьем и четвертом кварталах 2024 года, но мы ожидаем, что это будет похоже на Meteor Lake, когда реальный доступ к потребителям появится в 2025 году. Хотя Intel также шумно говорила о своей эффективности по сравнению с Arm, запуск не сказал нам многого о том, что на самом деле дойдет до потребителей.
Что это за SKU? Восемь ядер в Lunar Lake относятся к топовой SKU или ко всем SKU? Будет ли производительность NPU, заявленная как до 48 TOPS, доступна всем SKU? Есть много вопросов с очень малым количеством ответов, и самый большой вопросительный знак в верхней части — это эффективность. Нам нужно подождать и посмотреть, и хотя я рад снова увидеть Intel на вершине, нет сомнений, что компания стремится к каким-то немыслимым достижениям. Хотя компания находится на пути к достижению своих нелепых целей «пять узлов за четыре года», это просто еще один пример того, как Intel внезапно начинает догонять по сравнению с остальной отраслью.
