微架構(gòu)vs指令集 ARM、英特爾未來誰將消亡?
隨著ARM架構(gòu)處理器在移動市場的崛起，英特爾所堅(jiān)持的x86架構(gòu)似乎被認(rèn)為是錯的，一直以來也有不少人堅(jiān)持這樣的觀點(diǎn)，Seeking Alpha作者Ashraf Eassa近日卻撰文表示，ARM是錯的，ARM在PC領(lǐng)域和服務(wù)器領(lǐng)域會很快消亡，而英特爾則將在平板和手機(jī)領(lǐng)域獲得更多的份額，以下是原文：
我 欣賞ARM公司如今的成績和產(chǎn)品，但是我對其首席執(zhí)行官近年來宣稱“ARM指令集架構(gòu)在能效方面，相對于競爭對手英特爾的芯片具有天然架構(gòu)優(yōu)勢”的夸大言 論表示質(zhì)疑。一直以來，我在《Seeking Alpha》上都表達(dá)了這樣的觀點(diǎn)：指令集因素對于功耗的影響是可以忽略不計(jì)的，微處理器架構(gòu)（真正的處理器設(shè)計(jì)）才是決定“每瓦性能比”指標(biāo)的關(guān)鍵。在 這篇文章中，我將向大家展示來自學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)的一些研究成果，這些研究證實(shí)了我的觀點(diǎn)。同時，我還將就其長遠(yuǎn)意義進(jìn)行更加深入的分析。
先從這段我采訪ARM首席執(zhí)行官的摘錄寫起：
“英特爾必然會贏得一些智能手機(jī)設(shè)計(jì)。我們將英特爾視為非常重要的競爭對手。它們能否成為能效方面的領(lǐng)導(dǎo)者？不，當(dāng)然不會。”
這一觀點(diǎn)已被解讀成一個觀念，即英特爾X86指令集存在一些固有的能效問題。這導(dǎo)致許多非技術(shù)人員發(fā)表了被誤導(dǎo)了的言論，認(rèn)為英特爾應(yīng)該“獲取ARM授權(quán)許可”并“構(gòu)建ARM芯片。”這是一個明顯荒謬的觀念，而更多明智的人則一再指出：所有這些只是微架構(gòu)設(shè)計(jì)的目標(biāo)。從歷史上看，英特爾一直將更高性能設(shè)計(jì)作為目標(biāo)。顯然，這將導(dǎo)致更大的功耗。此外，由于性能/功耗比曲線是非線性的，這些因素會讓人們會誤以為：ARM能夠以更低的功耗升級至英特爾的性能水平。
微架構(gòu)vs.指令集
廣義的“ARM芯片”的概念正被誤讀?！癆RM芯片”有兩種類型：
·通用內(nèi)核：對于那些沒有資源和意愿來開發(fā)其自有處理器的公司，ARM提供了完整的CPU內(nèi)核設(shè)計(jì)。從性能/功耗比的角度來看，這些內(nèi)核通常都相當(dāng)不錯，這也是它們被廣泛采用的原因。
·定制內(nèi)核：希望針對特定負(fù)載而提供差異化能力的公司，會采用定制CPU內(nèi)核。
ARM自有的CPU內(nèi)核對大部分智能手機(jī)/平板電腦來說足夠高效和強(qiáng)大。然而，諸如蘋果和 高通這樣的企業(yè)認(rèn)為，有必要在內(nèi)核設(shè)計(jì)方面走自己的路，因此每家公司的內(nèi)核設(shè)計(jì)都有各自不同的性能/功耗特性。如果能效單純是指令集帶來的，那么高通和蘋 果就沒有必要做這項(xiàng)工作——這分明就是浪費(fèi)錢。我的主張是：實(shí)際的芯片設(shè)計(jì)，再加上制造這個芯片所采用的晶體管技術(shù)，才是性能/功耗比的決定因素。
簡 單地說，“ARM指令集”是用來實(shí)現(xiàn)軟件兼容性的。因此，一款蘋果ARM內(nèi)核能夠運(yùn)行與高通ARM內(nèi)核相同的代碼。當(dāng)然，指令集還定義了其他一些事情，例 如內(nèi)存如何尋址、哪些指令需要被執(zhí)行、有多少寄存器可用。但實(shí)際上，大多數(shù)的指令集（X86、POWER、ARM、MIPS）都是非常出色的。
研究結(jié)果證明了這一點(diǎn)
由威斯康辛大學(xué)的幾名研究人員撰寫的，并在IEEE高性能計(jì)算機(jī)架構(gòu)國際研討會上發(fā)表的研究報(bào)告，得出了以下結(jié)論，澄清了業(yè)界對ARM/X86的不實(shí)傳言：
·性能的差異是由微架構(gòu)的差異所導(dǎo)致的，與ISA（指令集架構(gòu)）無關(guān)。
·能耗同樣與ISA無關(guān)。
·ISA差異會對技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法產(chǎn)生影響，但是現(xiàn)代微架構(gòu)技術(shù)已經(jīng)讓這些影響不具備實(shí)際意義；從根本上說，不存在某個ISA更加高效。
·ARM和X86的具體實(shí)現(xiàn)僅僅是為不同性能水平進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)點(diǎn)而已。
盡管技術(shù)領(lǐng)域的許多人一直持有這樣正確的觀點(diǎn)，但是投資界則基本上都被蒙在鼓里。那么，這些研究結(jié)果意味著什么呢？