Samsung överger ARM för Intel Lakefield i Galaxy Book S

Arm verkar vara framtiden men det tar tid. Och varför idag köpa något som först när produkten har blivit gammal är riktigt bra?

Problemet är mjukvara. För varje år som går så går utvecklingen emot att folk kör mindre på sin lokala enhet. Men ändå det är ett minus att det går dåligt och är produkten då riktigt dyr så blir det en liten grupp köpare.

Lite samma sak är det med Huwaie P40. Hade den kostat 4000kr så hade folk kunnat argumenterat för otroligt bra hårdvara för pengarna, det går att krångla till det och fixa ens behov ändå.
Men samma pris och man får en massa problem, ja då kör folk med den vanliga plattformen.

Så länge det inte är Cyberdyne systems som står för designen så tror jag inte det kommer bli nå ARMageddon.

Äe men det kommer väl ske. När stjärnorna står rätt (när apple är mogna för övergången kanske).

Framtiden... inte nu med andra ord

Vad tycker du själv när en Iphone 11 Pro är, i absoluta tal, snabbare än en i7-1065G7?

Och det går definitivt att jämföra olika CPU-arkitekturer. Ta t.ex. LLVM-testet (kompilera), det som mäts är hur snabbt respektive CPU fixar att kompilera en viss sak. Är ju lite trist att ha i bakhuvudet att det skulle gå något snabbare om man kunde SSH:a till sin Iphone 11 Pro från den bärbara datorn och på så sätt få lite kortare kompileringstider...

Iphone 11 Pro får 1414 poäng i LLVM-testet, en 1065G7 får 1095.

Att jämföra mot Ryzen 4900HS ändrar inget, även den är långsammare per CPU-kärna än Iphone 11 Pro. Hyfsat jämnt i databashantering, men även mot Zen2 vinner Apple A13 i t.ex. kompilering. Det är alltså en telefon-CPU körandes i 2,66 GHz som i absoluta tal är snabbare än de snabbaste x86:orna (IPC-mässigt) körandes i 3,9 GHz (i7-1065G7) resp. 4,4 GHz (4900HS).

Problemet är att ARM på Windows är en dumpster-fire utan dess like. Spelar ingen roll hur bra datorer man får ut just nu om de är designade för att köra Windows, de är tyvärr DoA i det läget. Hur gärna jag vill ha en anledning att köpa Surface X finns det ingen rationellt sådan just nu.

Vi får hoppas på Apple här, eller de som fortfarande tror på year-of-the-desktop på Linux kan ju hoppas på det... Totalt sett dominerar redan ARM, det går minst 10 ARM CPUer på varje såld x86 (man får antagligen lägga på en nolla till om man även väger in ARM Cortex M, men det är inte riktigt samma sak då dessa är avancerade mikrokontrollers).

x86 kommer finnas kvar väldigt länge till, för Windows kommer finnas kvar väldigt länge till och alla försökt att köra något annat än x86 där har så här långt misslyckats fatalt. Jag håller däremot tummarna att det verkligen blir en MacBook/MacBookPro med Apples A14 nästa år, om så sker kommer det inte råda några tvivel om hur mycket bättre saker kunde vara om man någonsin lyckas med en vettig Windows på ARM.

Edit: att klistra in rätt länkar är inte lätt...

Att gissa om framtiden är alltid vanskligt. Apple är ju extremt duktiga på att få saker att inte läcka, så vem vet det kanske inte alls blir någon ARM-baserad MacBook utan de kanske går till AMD. Personligen hoppas jag innerligt på att Apple byter och river av plåstret snabbt, d.v.s. lanserar en full MBP line-up baserad på A14. Vore ju smått komiskt om man bara lanserar MBA med A14 så man får köpa den för att få bästa möjliga prestanda (givet att man inte måste köra x86).

Om ändå ska gissa om framtiden blir det att en A14 (som ryktas få 12 kärnor, men kom ihåg att man inte kör SMT då man faktiskt kan utnyttja kraften utan SMT teknik) i deras bärbara kommer vara utrustade med fläkt. En telefon/pekplatta kör i praktiken enbart "burstiga" laster då de nästan uteslutande används för konsumtion av information.

Ska CPUn jobba 100 % under längre tid kommer även Apples A14 utveckla en hel del värme och då behövs en fläkt för att inte behöva throttla. Men rimligen kommer datorn vara semi-passiv, det är ju till och med datorn jag skriver detta på (Dell Latitude med i7-8665U som har en peak-frekvens på 4,8 GHz). Fläkten står helt still vid film, surf, etc men den behövs om man lastar alla CPU-trådar 100 %!

Samsung tror verkligen inte på Windows on ARM givet vad ARM lanserade igår...

32-bitars ARM förhåller sig inte till 64-bitars ARM som 64-bitars x86 förhåller sig till 32-bitars x86. 64-bitars x86 är en ren utökning av 32-bitars instruktionerna. 64-bitars ARM är en ny instruktionsuppsättning med helt separat binärkodning från 32-bitars ARM.

Och lite där ligger förklaringen. 64-bitars ARM lanserades 2010, d.v.s. efter normen för CPUer gått till multicore och 64-bitar. Då man inte hade något bagage att ta hänsyn till kunde man designa något som är en perfekt match för dagens krav, inte kraven på 70-talet när x86 designades eller 80-talet när 32-bitars ARM designades. Det finns val som var helt rätt på 70/80-talet som är väldigt fel i dagens multicore era.

Redan 2018 lanserades den första 64-bitars ARM, ej designad av Apple (då Apple inte licensierar sina designer till andra), som matchade Skylake/Zen2 i mängd utförd arbete per cykel. Går inte riktigt att jämföra IPC rakt av då det är olika instruktionsuppsättningar. Vad man kan göra är utföra samma arbetsuppgift och se hur lång tid det tar när alla CPUer kör på samma frekvens. Inte helt perfekt då det även beror på kompilator, fast där händer i princip inget längre på x86 (<5 % i prestandaökning rent generellt senaste 10 åren från kompilator) medan senaste GCC kompilatorn gav 10 % extra för 64-bitars ARM i SpecInt!!!

Så Skylake, Zen2 och Cortex A76 utför ungefär lika mycket heltalsarbete per cykel. Grejen är att Cortex A76 tar upp ungefär 1/3 så mycket yta som en Zen2 kärna när båda använder samma TSMC 7 nm process. Där ligger en viktig skillnad, det drar långt mindre ström om man kan köra med 1/3 så många transistorer och utföra lika mycket jobb.

Nästa del är att 2010 hade man redan insett att frekvens-racet hade nått en återvändsgränd. Så man analyserade orsakerna till vad som hindrade dåtidens instruktionsuppsättningar från att möjliggöra rejält breda designer. Detta är nog huvudorsaken till att Apple kan tillverka en CPU som går i 2.66 GHz och ändå matcha AMD/Intels CPUer som håller sig runt 4 GHz strecket. Apples CPU är brutalt "bred", man tror (det är Apple så väldigt lite officiell information finns...) den CPUn kan köra 6 instruktioner per cykel med peak ännu högre. Zen2/Skylake kan köra 4 instruktioner per cykel.

Nu kan man dra upp CISC/RISC diskussionen, men den är rätt meningslös då "ingen" längre skriver direkt i assembler och kompilatorer är väldigt dåliga på att använda "komplexa" instruktioner. I praktiken utför inte x86 instruktioner mer jobb än ARM64 instruktioner, snarare mindre jobb då man ofta får lägga till extra instruktioner i x86 då instruktionerna är "förstörande" (de ändrar ofta CPUns globala tillstånd och skriver över resultatet i en av in-argumenten, ARM64 instruktioner ändrar i princip aldrig globalt tillstånd och man kan välja om in-argument ska bevaras eller ej). För x86 kostar det därför extra instruktioner i de fall man behöver spara in-argument, just detta är lagat för AVX (VEX opcodes) men inte för x86 generellt. Problemet med VEX är att det gör att man tappar CISC andra fördel, kortare instruktioner...

Tillbaks till varför Samsung helt tappat tron på Windows on ARM. ARM har så här långt primärt fokuserat på låg kostnad och maximera perf/W, man har inte gjort saker som vinner absolut prestanda på bekostnad av icke-linjär ökningar av kretsyta och ström. Apple, AMD och Intel håller inte alls lika hårt på perf/W och minimal kretsyta vilket gör att de kan nå högre absolut prestanda.

Nu ändars detta i.o.m. lansering av Cortex X1. Vi lär få se även telefoner med X1, fast det lär bli en X1 kärna (helt vettigt då interaktiva program nästan alltid är enkeltrådade) och sedan utfyllnad med Cortex A78 och A55 så man får de PR-mässigt korrekta 8 kärnorna... Från Cortex A76 har vi A77 som gav 20-25 % bättre IPC till nu X1 som enligt ARM ska ge ~30 % IPC till. D.v.s. 60 % mer IPC på två från en punkt där man redan matchade Skylake/Zen2.

Man når fortfarande inte riktigt Apple då A13 utför ~70-80 % mer per cykel jämfört med Skylake/Zen2, men då Cortex A7x serien kan klockas lite högre (~3 GHz mot Apples 2,66 GHz) borde man nu minskat glappet från tidigare ~3 år till ~1 år. Goda nyheter för Android-användare!

Kanske mer spännande i detta forum är att Cortex X1 på ~3 GHz borde matcha Skylake/Zen2 körandes 4,5-5 GHz. D.v.s. om någon vågar bygga nya Windows on ARM enheter i framöver kommer de nu inte bara ha samma prestanda ISO-frekvens, de kommer ha samma prestanda som desktop x86 fast hos en krets som definitivt går att köra i supertunna bärbara.

Detta är vad AnandTech skriver

"What’s really shocking here is how close Arm would be getting to Intel and AMD’s current best desktop systems in terms of performance. If both incumbent x86 vendors weren’t already worried about Arm’s yearly rate of improvement over the last few generations, they should outright panic at these figures if they actually materialize – and I do expect them to materialize."

Med referens på detta

Cortex X1 borde kunna matcha desktop x86 både i heltal och flyttal. Det med en krets som fortfarande bara 1/2 så stor som Zen2.

Jag tyckte det var trist att man inte valde Cortex A78 till nästa generations konsoler, men det var innan jag hade en aning om Cortex X1. När konsolerna släpps kommer deras CPU inte bara vara långsammare än Apples telefoner, de kommer rätt omgående också hamna efter Android-telefonerna...

Lakefield
Allt det skrivet: Intels Lakefield är ändå en spännande produkt. Det just för Windows är så hårt knutet till x86. Atom-kärnorna i Lakefield är snabbare än man kanske tror, de använder Tremont mikroarkitekturen som har en IPC i nivå med Sandy Bridge / Ivy Bridge fast med långt bättre perf/W. Vidare sitter det även en Willow Cove kärna som kan ta hand om de latenskritiska UI-trådarna! Inte optimalt, men det bästa man kan få idag om man måste köra Windows på en riktigt slimmad enhet.

@Yoshman: Tack för svar, då förstår jag och som vanligt en fröjd att läsa dina inlägg!

Det är en telefon mot en 105 W desktop CPU, den enda jämförelse som är relevant där är prestanda per CPU-tråd. För om du stoppar in A13 i en stationär eller ens bara en bärbar dator och fläkt-kyler den är det inga problem att stoppa in långt fler kärnor och köra dem på 2,66 GHz utan att det trottlar.

Så det anmärkningsvärda här är just att A13 körandes i en telefon är i absoluta tal lika snabb per kärna som det absolut snabbast (per kärna) som AMD/Intel kan uppbringa just nu. Om någon skulle sagt det för ett par år sedan skulle nog de flesta avfärda det som "omöjligt".

Det gå absolut inte att klocka A13 till 4-5 GHz, möjligen kan man skruva upp frekvensen till 3 GHz. Grejen är att 8-16 st A13-kärnor körandes i 2,7-3,0 GHz är något som garanterat kan stoppas in i en bärbar dator av "gaming" stuk. D.v.s. det skulle vara en CPU som drar mindre än hälften av dagens snabbaste x86 CPUer och den skulle prestera lika bra eller marginellt bättre.

Gällande priset på en sådan CPU. Som vanligt med Apple-prylar är det extremt svårt att få några klara detaljer. AnandTech har försökt titta lite på Apples systemkretsar för att avgöra saker som storlek på CPU. För att vara ARM är Apples CPUer stora, deras slutsats var "i nivå med x86". Grejen är att det bara refererade till själva CPU-kärnan + L1$/L2$, Intel har ungefär dubbelt så stor L3$ och AMD har ungefär fyra gånger så stor L3$ (cache tar upp nästan halva ytan i Zen2).

Så en A13 är inte billig, men den lär vara något billigare än "big-core" x86. Kikar man på ARMs Cortex serie blir det annan historia. Dessa har inte samma absoluta prestanda som Apples CPU, även om just lanserade Cortex X1 tros kunna matcha A13. Dock har Cortex A7x bättre perf/W än Apples CPUer, så där kan man klämma in 16 kärnor ~3 GHz på ännu mindre effektbudget.

Cortex A78, som utför ~30 % mer per cykel (heltal) jämfört med Zen2/Skylake, är ungefär 1/3 så stor som en Zen2 kärna på samma TSMC 7 nm process. Cortex X1 är enligt AnandTech ~50 % större, det gör den ändå bara ungefär hälften så stor som en Zen2 kärna. D.v.s. en sådan CPU är väsentligt billigare att utveckla. Om ARMs påstådda IPC ökning för Cortex X1 stämmer (vi lär veta det under hösten/vintern när systemkretsarna börja hitta ut) kommer den utföra ~60 % mer per cykel jämfört med Zen2/Skylake.