Intel Alder Lake är hybridprocessorer med prestandafokus

Man får nog vänta och se vad det levererar i verkligheten, har varit lite mycket snack och ingen verkstad på senare tid.

Om det faktiskt finns substans i att Golden Cove kommer ha IPC runt 50 % högre än Skylake får man nog utgå från att det kommer kräva en rätt gigantisk CPU-kärna för att uppnå.

Om så är fallet är det enda rimliga sättet att få en rimlig total storlek på kretsen att endera hålla nere antalet kärnor, fast det kan mycket väl bli som på Android att det kvittar om att jag kärnor faktiskt ger något i praktiken, PR-mässigt går det inte att pusha en high-end Android-telefon med mindre än att den har 8 kärnor idag.

Kort och gott, Intel kanske känner att de måste klämma in 16 kärnor i deras high-end desktop CPU 2021. Om ryktena kring Apples CPU stämmer kommer ju MBP vara utrustad med 12 kärnor 2021, d.v.s. en relativt slimmad bärbar dator.

Vill man köra glaset halvfullt finns det faktiskt en viss poäng med en hybrid-design även på desktop, i alla fall efter att man inser att Intel ändrade strategin en del för Atom med Tremont. Atom är fortfarande primärt designad för att maximera perf/W, inte absolut perf. Tremont har faktiskt rätt hög IPC, den är i Skylake/Ivy Bridge nivå fast det är inte möjligt att klocka Atom-designen lika högt.

Det man sagt kring nyheterna i Gracemont är: högre IPC samt bättre SIMD prestanda. Inte alls orimligt att tolka detta som att Gracemont kommer har IPC helt i nivå med Skylake, fast maximal frekvens lär stanna runt 3 GHz strecket.

En 8+8 konfiguration där de stora kärnorna har ~50 % högre IPC och klockar i alla fall 4,5 GHz (verkar ju som Willow Cove kommer nå 4,7 GHz initialt och AnandTech fick känslan att 5 GHz kommer vara nåbart med högre TDP) och de små har samma IPC som Skylake och maxar på 3 GHz har en all-core prestanda motsvarande en 16 kärnig Skylake på ~4,5 GHz.

Att schemalägga big.little för en stationär är faktiskt långt simplare än att göra det för en bärbar. På en stationär kör man bara policy: så länge det finns någon "stor" kärna ledig, lägg alltid jobbet där. Ger inte optimal perf/W, utan optimal absolut perf.

Sedan kan man notera att programvara tenderar hamna i en av två fack: latenskritiska program använder typiskt väldigt få CPU-kärnor, men behöver så snabba kärnor som möjligt. Rendering, simulering och liknande kan effektivt använda alla kärnor så där vill man ha maximal all-core prestanda. 8 stora kärnor är mer än nog för det första fallet, där handlar det oftast om <4 kärnor.

Vad jag ändå har på känn är att ovan ändå kommer bli lite pannkaka, tror det kommer fungera rent tekniskt så är inte det. Tror helt enkelt Apples kommande CPU kommer vara så bra att 16" MBP och iMac helt enkelt kommer matcha prestandan, fast med en CPU-design som är långt mer energieffektiv. I det läget lär Microsoft börja forcera en övergång till ARM64 på Windows för att inte MacOS tid som ett 10 % OS ska vara historia.

ARM64 tåget

Detta är exempel på ARM, man kommer nog aldrig lyckas få en sådan CPU gå lika snabbt som x86

        ldm     r0, {r0, r3}
        sub     r0, r3, r0
        cmp     r0, #71
        movls   r0, #0
        movhi   r0, #1
        bx      lr

detta är motsvarande på ARM64,

        ldp     x1, x0, [x0]
        sub     x0, x0, x1
        cmp     x0, 71
        cset    w0, hi
        ret

d.v.s. dessa är två helt distinkta instruktionsuppsättningar.

För fullständighets skull kan vi ta med x86_64, den är skiljer sig ungefär lika mycket från de andra som de skiljer sig från varandra

        mov     rax, QWORD PTR [rdi+8]
        sub     rax, QWORD PTR [rdi]
        cmp     rax, 71
        seta    al
        ret

Just exemplet ovan visar inte det, men generellt är fördelen med ARM att det ger extremt kompakt (få instruktioner) kod. Betydligt kompaktare än ARM64, x86 och x86_64 i genomsnitt^*. Nackdelen är att det som gör ARM-kod så kompat gör det också extremt komplicerat att skapa en high-end CPU för den ISAn (toksvårt att få riktigt hög IPC).

ARM64 tenderar vara väldigt snarlik x86_64 i kodstorlek. Fast här är ISA specifikt designad för att göra det enkelt att nå brutal ILP (Instruction Level Parallelism). Genomsnittlig ILP är övre gränsen för IPC, av det vi ser från både Apple och ARM pekar det på att ILP för ARM64 vida överstiger ILP hos x86_64 i "normala" program.

^* Har Ubuntu 20.04 på ARM, ARM64 och x86_64. Tar man t.ex. "bash" (är exakt samma program) är storlekarna