Intel: "AMD:s ledning är över"

x86 är självklart en stor del, men långt ifrån hela förklaringen. Tror de flesta är (positivt) överraskad av hur mycket en ISA faktiskt kunde göra.

Både Intel och gurus som Jim Keller har flera gånge sagt att ISA har en relativt liten effekt, så fort man passerat avkodning "ser alla moderna CPUer rätt lika ut". Efter IA64 misslyckandet nämnde Intel i något läge att värdet av en helt ny ISA inte är stor nog, de trodde man skulle kunna vinna kanske 10-15 % på att designa en perfekt ISA från scratch.

När de första ARM64 CPUerna släpptes 2012 såg det faktiskt ut som Intel var spot-on. Cortex A53 och A57, som stödjer både 32-bit ARM och 64-bit ARM, såg initialt runt ~10 % bättre prestanda när de körde samma saker i 64-bit läge. Alltid lätt att vara efterklok, men det som missades var att ARM64 specifikationen lanserades 2010 och man jämförde därför rätt omogna ARM64 kompilatorer mot 32-bit ARM som funnits sen mitten av 80-talet. Idag ser man runt 10-15 % utöver det man såg 2012, det tack vare mognad i kompilatorer och grundläggande bibliotek för ARM64.

Att stödja både 32-bit och 64-bit ARM hindrar till viss del att fullt ut utnyttja fördelarna med ARM64. Apple släppte 64-bit stödet rätt tidigt, ARM kommer göra det från 2023. I slutändan verkar ARM64 kunna ge ~30 % högre prestanda (väldigt mellan tummen och pekfingret) per kärna ställd mot 32-bit ARM och x86_64 om man jämför likvärdiga mikroarkitekturer. Det är definitivt ingen förklaring till hur Firestorm kan ligga nästan 100 % högre i prestanda per MHz mot Skylake/Zen2 (~65 % högre än Cypress Cove/Zen3).

Och så här i backspegel, var Ryzen 1 speciellt fantastisk? Den var ett gigantisk lyft över Piledriver (som den primärt jämfördes mot då det var sista Bulldozer-serien för high-end-desktop), men den ska väl ändå jämföras med konkurrenten och Skylake fanns ute redan då och var snabbare. Med tiden tappade också Zen1 mot Skylake i många applikationer, tittar man på senaste gången SweClockers hade med 1800X i sina tester låg den då lika långt efter senaste Skylake som Bulldozer låg efter Sandy Bridge i spel.

Jämför man bara mot sig själv är ju Intel Atom och ARMs Cortex A7x serie stjärnorna senaste decenniet, de har legat på ~20-30 % prestandalyft per generation. Det har först nu blivit riktigt spännande då Atom ser ut att nå Skylake nivå medan ARMs senaste ligger i nivå eller kanske lite över vad vi kan förvänta oss Golden Cove hamnar på sett till prestanda per MHz.

Där x86 inte länge kan konkurrera är prestanda/W, men ser ändå ut som man kan hänga med i absolut prestanda per kärna. Jag tvivlar stark på att antalet pinnar i sockeln är enda förklaring till att Alder Lake får större area, tror man passade på att kliva upp ett bra steg i area då det finns gränser för hur många watt per area-enhet man rimligen kan kyla. Större area ger möjlighet till att skruva upp effekten.

Flera rykten skvallrar om att även Zen4 kommer skruva upp TDP till 170W (vilket likt Intel kommer lägga peak-effekt en bra bit över 200 W), låter helt vettigt för det behövs om man ska hänga med i absolut prestanda.

Från Sandy Bridge till Skylake (till 7000-serien) hade Intel en policy att designförändringar av CPU-delen allt måste uppfylla detta

prestandaförbättring / effektökning >= 2,0

Gissar att den restriktionen, som absolut gjorde att perf/W ökade framförallt för bärbara och servers, var huvudorsaken till varför vi såg så väldigt liten progress för absolut prestanda på desktop. Första generationen Ryzen likvärdig perf/W med Intel (Intel var bättre per kärna, men tack vare fler kärnor och lägre all-core frekvens var Ryzen 1 mer effektiv i laster som skalade perfekt med kärnor), men när Zen2 kom och Intel fortfarande satt fast på 14 nm hade de inte mycket mer val är skrota denna policy.

Skiter man i perf/W handlar det mer om hur mycket transistorer och effekt man är beredd att offra. Se på Cypress Cove, trots att den är kvar på 14 nm lyckades matcha Zen3 i flyttalsprestanda och kliva förbi i heltalsprestanda, undantaget spel men det beror med stor sannolikhet på att Intel inte kan lägga hur mycket transistorer som helst på en så gammal nod och det man offrat är cache-storlek. Ryzen 5900X/5950X har nästa 4 gånger så stor cache som 11900K/11700K medan 5600X/5800X har ungefär 2,5 gånger så stor cache som i5-11xxx.

"Risken" jag ser med IPC hos Golden Cove är att den kommer med löjligt effekt. Men verkar tyvärr också som en större del av lyftet kommer på flyttalssidan, det är ju i praktiken långt mer värdefullt att lyfta heltalsprestanda. Ändock, allt pekar ändå på att Intel, med hyfsad marginal, kommer ta tillbaka prestandakronan räknat per CPU-kärna (vilket i praktiken också betyder att det är den snabbaste CPUn man kan köpa för väldigt nära 100 % av fallen, hur många kör egentligen saker som regelmässigt skalar förbi 6-8 kärnor?).

Så är det Intel som har presterat långt under sin nivå eller är det AMD som presterat exceptionellt? Om AMD ligger på "exceptionellt", vad kallar vi då Apple då de nu har en CPU (Avalanche i A15) som har högre absolut prestanda per kärna än 5950X (då är ändå Avalanche i praktiken bara Firestorm med dubbelt så stor L3$ och marginellt högre maxfrekvens, Apple har tappat sin CPU-chefsdesigner till Qualcomm/Nuvia + spekulationen är att man främst fokuserar på nästa generation som blir första att stödja ARMv9)?

Det är en telefon-CPU mot AMDs snabbaste desktop CPU. 5950X har självfallet bättre all-core prestanda, men trots 16C/32T mot Apples 2P+4E varierar all-core övertaget mellan 3-4 gånger. Stämmer läckorna kommer M1X matcha 5950X i all-core prestanda!

Om nu Golden Cove (och nästa år Zen4) presterar som ryktena gör gällande visar det att man kan fortfarande öka prestanda hos x86. Pratas ju också om Redwood Cove (också kallats Ocean Cove), på tal om Keller så ska det vara den arkitektur man främst jobbade med under hans tid på Intel, där man ska skruva upp IPC ~20 % över Golden Cove. Frågan är om de datorerna kommer göra varje PC-entusiast till bastuaggregatinnehavare...

vill inte vara den men detta är juuh löjligt.. enligt dom läckor vi sätt hitils så Sure i november så tar intel tillbaka tronen jämfört med AMD's 1 år gamla modeller, men jämfört med vad vi sätt hittills av zen 3+ så är det nog något som blir väldigt kortvarigt.