前蘋果內核工程師詳解:M1 Mac性能魔力從10年前開始 採用定製指令...

2021-01-09 IT商業網

  外媒 9to5 Mac 報導,第一批蘋果 M1 Mac 在多個層面上取得了巨大成功,科技行業也非常希望看到蘋果 Silicon 在整個 Mac 產品線獲得定製晶片後,將釋放出怎樣的性能。現在,一位前蘋果工程師分享了一些有趣的細節,那就是蘋果大約從 10 年前開始,在 ARM 方面做了哪些關鍵性的進步,才有了今天 M1 Mac 性能的神奇。而值得注意的是,蘋果的工作真正推動了行業的其他部分,因為它用 ARM 鍛造了領先優勢。

  前蘋果內核工程師 Shac Ron 分享了蘋果多年來在 ARM 晶片上的一些迷人細節,並對 M1 晶片為何如此強大提出了一些看法。

  這個帖子的發起是為了回應一條關於 M1 Mac 令人印象深刻的推特,是因為緩存,而不是 ARM 內存。而 Shac Ron 表示不同意,並分享了其中的緣由。

  Ron 指出,蘋果的第一款 64 位 ARM 晶片 A7 在 2013 年推出,並採用了定製指令集架構(ISA),說明蘋果是多麼超前。這意味著在 ARM 擁有自己的 ARM64 「 Core 核心設計」並準備出售給第三方之前,ARM64 是由蘋果孕育而生的。

  「這裡的前提是錯誤的,arm64 是蘋果的 ISA 架構,它是為了實現蘋果的微架構計劃而設計的。蘋果的第一個 64 位內核(Cyclone)領先別人好幾年是有原因的,這不僅僅是緩存。」

  「arm64 並不是憑空出現的,蘋果與 ARM 籤訂合同,讓 ARM 為其設計新的 ISA 架構。當蘋果開始銷售含有 arm64 晶片的 iPhone 時,ARM 甚至還沒有完成自家的核心設計,而授權給別人。」

  Ron 強調,蘋果早在 2010 年就開始了 ARM64 的研發工作,到 2013 年推出時,確實讓高通和三星措手不及。

  「ARM 設計了一個服務於客戶的標準,並從客戶那裡獲得 ISA 架構演進的反饋。在 2010 年,很少有人關心 64 位 ARM 內核。2013 年蘋果出貨時,最大的移動廠商三星與高通肯定被它打了個措手不及。」

  談到更多的技術細節時,Ron 表示,蘋果在進化 ARM 上的賭注是 「實現低時鐘頻率的超寬架構」和 「高級 OoO((Out-of-Order, 無序執行指令)」。這裡指的是蘋果要用越來越多的核心,從更低的時鐘頻率速度開始(這隨著時間的推移而增加)。

  蘋果 A7 有 2 個核心,主頻 1.3GHz 左右,現在 A14 有 6 核 CPU,主頻高達 2.99GHz,4 核 GPU,16 核 Neural 引擎。同時,M1 Mac 擁有 8 核 CPU,時鐘頻率為 3.2GHz(4 個高效,4 個高性能),8 核 GPU,16 核 Neural 引擎。

  IT之家獲悉,通過採用高級 OoO(Out-of-Order)的超標量架構,蘋果能夠利用不斷增加的電晶體的晶片 (M1 上有 160 億個)使用 OoO 將前端指令集與後端執行分離。而所有這些都是通過蘋果設計的定製化 ARM ISA 架構實現的。

  最後,Ron 認為,M1 Mac 的驚人性能並不是得益於 ARM ISA 架構,而是 ARM ISA 架構的存在得益於蘋果在 2010 年開始的創新工作。

原標題:前蘋果內核工程師詳解:M1 Mac 性能魔力從 10 年前開始,最早研發 ARM64

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