x86和Arm高性能之爭(zhēng)剛起，RISC-V橫插一腳

在蘋果推出M1 Pro與M1 Max兩款處理器后，市場(chǎng)似乎再度吹響了x86與Arm之戰(zhàn)的號(hào)角，“Arm只能在移動(dòng)端發(fā)力”的說法似乎越來越站不住腳。蘋果“去英特爾化”的道路走得也愈發(fā)堅(jiān)定，當(dāng)前蘋果尚在售賣的唯一英特爾產(chǎn)品也就只有工作站級(jí)的Mac Pro。兩年過渡期完成后，蘋果或許真的做好了進(jìn)軍桌面級(jí)芯片的準(zhǔn)備。兩者打得不可開交的之際，RISC-V也不甘示弱，尋找參戰(zhàn)的機(jī)會(huì)。

最高128核，媲美A78

今年6月，SiFive發(fā)布了P550這款高性能RISC-V內(nèi)核，并宣稱其為最快的RISC-V處理器之一。由U84微架構(gòu)演化而來，這個(gè)三發(fā)射13級(jí)流水線的亂序RISC-V核心進(jìn)行了SPECint2006與SPECfp2006的基準(zhǔn)測(cè)試。

P550與Cortex-A75性能對(duì)比 / SiFive

結(jié)果中我們可以看出P550已經(jīng)比Arm的Cortex-A75高出了一截，在單位面積的性能上更是達(dá)到Cortex-A75的三倍。SiFive宣稱該核心將用于英特爾的首個(gè)7nm產(chǎn)品Horse Creek。最終在2022年面世。不過考慮到英特爾已經(jīng)將7nm制程Intel 4推遲至2023年，Horse Creek也很可能要一并延遲。雖然P550才發(fā)布不久，但SiFive似乎已經(jīng)準(zhǔn)備好了下個(gè)更高性能的RISC-V內(nèi)核。

在近段時(shí)間舉辦的行業(yè)大會(huì)上，SiFive公布了P550的繼任者，這一高性能內(nèi)核雖然尚未命名，但SiFive給出了不少性能參數(shù)。這是一個(gè)4發(fā)射的亂序該內(nèi)核的指令與數(shù)據(jù)一級(jí)緩存均從P550的32kb增加至64-128kB，二級(jí)緩存從256kB增加至2MB，三級(jí)緩存最大從4MB擴(kuò)大至16MB，最多支持4個(gè)256位的內(nèi)存端口。

下一代RISC-V應(yīng)用處理器 / SiFive

除了緩存外，該內(nèi)核的最高頻率也從P550的2.4GHz提升至3.5GHz。在P550中，一個(gè)Core Complex最多包含4個(gè)核心，下一代內(nèi)核中一個(gè)Core Complex最多可以包含16個(gè)核心，最高規(guī)格下可以做到128核。

與P550相比，該內(nèi)核的性能提高了約50%。在。那么與x86和Arm陣容相比呢？SiFive透露，與今年3月發(fā)布的英特爾Rocket Lake和去年發(fā)布的Arm Cortex-A78相比，這一內(nèi)核的的單核性能已經(jīng)相差無幾了，不過SiFive并沒有具體指明對(duì)比的指標(biāo)或測(cè)試基準(zhǔn)。在SiFive看來，這一CPU內(nèi)核已經(jīng)可以用于PC和服務(wù)器，小規(guī)模的設(shè)計(jì)也可用于移動(dòng)端和嵌入式設(shè)備。不過，只有等到2022年SiFive才會(huì)提供該核心的RTL，供開發(fā)者跑在FPGA上，開始原型軟件的開發(fā)。

超越x86、Arm可期

其實(shí)無論是SiFive，阿里巴巴的平頭哥也好，他們?cè)诎l(fā)布自己的高性能RISC-V核心時(shí)，都會(huì)拿前幾代的Arm內(nèi)核來作為對(duì)比。平頭哥的玄鐵910發(fā)布之際可以說是一時(shí)無兩，被冠以性能最高的RISC-V核心，當(dāng)時(shí)更是直接對(duì)標(biāo)Arm的Cortex A73內(nèi)核。而P550對(duì)標(biāo)的則是Arm的Cortex-A75，下一代直接劍指Cortex-A78，每一代都在慢慢拉近RISC-V與Arm之間的距離。

但Arm與x86經(jīng)過了這么多年的發(fā)展，在擴(kuò)展性上其實(shí)仍未達(dá)到極限。英特爾在真正專注于芯片本身而不是利潤(rùn)的領(lǐng)導(dǎo)下，Alder Lake和Raptor Lake都將享受新制程與新架構(gòu)的雙紅利。Arm明年也將祭出首批基于Armv9的核心，無論是Cortex-A710還是Cortex-X2都有著10%以上的性能與功耗提升。RISC-V核心要想跨代追趕的話，只能像SiFive這樣提供50%以上的性能提升。

結(jié)語

高性能是所有芯片架構(gòu)都逃不開的一個(gè)話題，x86擺爛太久的結(jié)果就是Arm的崛起，如今更是給了RISCV一個(gè)機(jī)會(huì)。PC、手機(jī)設(shè)備廠商也在觀望，甚至開始了自己的自研之路，比如蘋果、谷歌和微軟等。蘋果更是在20年內(nèi)，完成了從PowerPC到x86再到Arm的轉(zhuǎn)變。

英特爾CEO Patrick Gelsinger在接受外媒采訪時(shí)說道，他們并不打算放棄蘋果的PC業(yè)務(wù)，蘋果的自研芯片確實(shí)表現(xiàn)優(yōu)異，贏回他們業(yè)務(wù)的唯一辦法就是打造更強(qiáng)的芯片。這也是RISC-V搶占x86和Arm市場(chǎng)的唯一方式，因?yàn)橹噶罴軜?gòu)之爭(zhēng)下并沒有舒適圈，僅僅滿足于低功耗的話，也就離被淘汰不遠(yuǎn)了。