X86 架构霸权的挑战者：高效能ARM 架构

2020-06-30 13:12:29 EETOP

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苹果在WWDC 2020 发表了将在今年采用ARM架构笔电，重量级新闻让市场为之振奋。然而，却又产生了一个疑问，ARM传统上认为应用在低耗能的CPU，而高性能应用真的可以和x86架构CPU一较高下了？

开始让ARM 架构和x86 架构一较高下前，不妨先评估，为什么苹果会发表ARM 架构MacBook，以及设定的客群和应用情景？关于主要应用情景，从WWDC 2020 发表会，苹果示范使用ARM 架构的MacBook 影音剪辑及文字处理，可合理判断这两个应用为现阶段的主要目标。

不同应用情境的个别突破

从2020 款iPad Pro 影音剪辑效能评估，可明确知道这两项应用里，采用A12Z 的iPad Pro 确实优于x86 架构的MacBook Air。即使ARM 架构的MacBook 使用和iPad Pro 一样的处理器，在影音剪辑及文书处理情景，就可和x86 架构的MacBook 一较高下了。

另外，当我们比较ARM 跟x86 CPU 的效能时，很常忽略一个现实，就是ARM 的CPU 大多没有额外风扇帮忙散热。这差异让苹果ARM CPU 有更多操作空间。举例来说，不改变CPU 设计的情况下，由于有额外风扇协助散热，可大幅提升时脉。如果将主频从2.5GHz 一举拉到3.8GHz，便带来1.5 倍的理论性能。这也是英特尔从第六代CPU 至今性能提升的手段之一，单纯却有效。更不用说年底上市的MacBook 或许会采用全新设计的CPU 而非iPad Pro 的A12Z。

第一款产品？

此外，今年苹果依旧推出搭载英特尔 CPU 的MacBook，考虑到MacBook 使用者应用情境将不单单影音编辑及文字处理，综合领域应用里，不可否认英特尔 CPU 依然有强大优势。因此英特尔 CPU 还是会存在于高阶笔电，但如果把目光放到超轻薄笔电呢？

2019年，苹果停止发售12 吋超轻薄MacBook。先前超轻薄MacBook 主要应用市场，即文字处理及轻影音编辑。然而，相对嬴弱的效能及难以散热，让苹果不得不放弃超轻薄MacBook，退出1 公斤以下超轻薄笔电市场。

如今，随着ARM 架构CPU的成熟及苹果优良的SoC 设计能力，或许第一款ARM 架构MacBook 便会锁定超轻薄笔电市场。在这市场，iPad Pro 采用的A12Z 得以叱咤风云，满足使用者影音编辑及文字处理需求，更别提下一代预计采用5纳米制程的新CPU。

ARM 架构在高效能计算领域是否真那么不堪？不妨一起看看WWDC 2020 当天发表的另一则重大消息吧！

ARM 架构在高阶市场的突破

举办WWDC 2020的同一天，除了苹果将采用ARM架构设计MacBook CPU，另一则重大消息是采用ARM CPU的超级电脑「富岳」夺得Top500第一名。「富岳」以理论效能513PetaFlops大幅超越美国Summit超级电脑的148PetaFLOPS，帮助日本于「京」电脑后再次夺得桂冠。

依据2020年6月TOP500组织的资讯，可发现「富岳」确实为名符其实的世界第一超级电脑，且性能大幅领先第二名的Summit。

由于超级电脑的效能着重在双精度计算效能，A64FX采用ARMV8.2-A之外，还新增Scalable Vector Extensions SIMD指令集，带来2.7TFLOPS效能。值得一提的是，A64FX采用台积电7纳米制程及HBM2技术。藉由制程及存储器技术提升，为A64FX带来更多优势，在HPCG指标也顺利拿下第一名。

历经多年后ARM 开始站上舞台，挑战长期由x86 架构垄断的高速计算及笔电市场，实在震奋人心。不妨让我们期待2 年后，当苹果正式结束搭载英特尔 CPU 的MacBook 产品线时，ARM 将在电脑产业写下怎么样的故事吧！

关键词： X86 ARM 处理器