W zeszłym tygodniu ARM opublikował informację o planach rozwoju procesorów opartych na ich technologii. Według ARM, procesory opracowane na rdzeniach Cortex-A76 osiągną wydajność Intel i5 w tym roku, zużywając tylko 1/3 energii. To dobrze, ale nie odnoście tego do Apple.

ARM, Cortex, ISA

Na początek wyjaśnienie. Firma ARM nie produkuje procesorów jak np. Intel. ARM je rozwija i udziela licencji na własne rozwiązania. Są one dwojakiego rodzaju.
CPU ISA, czyli architektura procesora. To zdefiniowany zestaw instrukcji oraz potrzebnych do ich realizacji zasobów, czyli m.in. rejestrów sprzętowych procesora, czy sposobów komunikowania się z pamięcią. Z architekturą ściśle jest powiązane programowanie. Różne procesory zgodne z tą samą architekturą powinny być w stanie (pod warunkiem odpowiednich zasobów dodatkowych), wykonywać te same programy (w dużym uproszczeniu). Obecnie najpopularniejsza w urządzeniach mobilnych jest architektura ARMv8-A stosowana również przez Apple.
Cortex, to nazwa rodziny rdzeni projektowanych przez ARM. Są to gotowe projekty rozwiązań elektronicznych, zgodnych z architekturą procesora, czyli realizujących instrukcje np. ARMv8-A. ARM udostępnia projekty rdzeni, do użycia we własnych rozwiązaniach producentów procesorów. Dostają „gotowca”, którego wzbogacają o dodatki, np. układy graficzne i łączą w całość. ARM dostarcza też gotowych projektów „matryc” Cortex, które można niemal wprost użyć do „naświetlania” krążków półprzewodnika.
Apple od 2012 roku licencjonuje jedynie architekturę ARM ISA (zestawy instrukcji). Nie potrzebuje już rdzeni, bo projektuje je sam. I jak widać, są one lepsze od gotowców i rozwiązań konkurencji.

ARM Cortex-A76 wydajnością dorównuje Intelowi Core i5-7300U

Procesory oparte o Cortex-A76 przy nieokreślonej liczbie rdzeni mają dorównać i5-7300U i to przy zastosowaniu taktowania 3 GHz. Cytując mojego nauczyciela od budowy mostów: „bardzo dobrze, trzy minus”.
Porównajmy dane. Z racji popularności będę opierał się na testach Geekbench.

• Core i5-7300U 2,6 GHz (jeden rdzeń): 3 845
• Core i5-7300U 2,6 GHz (dwa rdzenie): 7 422

To jego osiągi mają wyrównać procesory oparte o Cortex-A76 ARM przy taktowaniu 3 GHz. Wg anandtech.com https://www.anandtech.com/show/12785/arm-cortex-a76-cpu-unveiled-7nm-powerhouse/4 jest to możliwe.

Co na to Apple?

Apple w procesorach A11 zastosował własnego projektu rdzenie Monsoon (dwa wydajne) i Mistral (cztery energooszczędne). Oto co one potrafią.

• A11 2,4 GHz (jeden rdzeń): 4 217
• A11 2,4 GHz (wszystkie rdzenie): 10 121

Nieźle prawda?

Patrząc na osiągi Intela, teoretycznie A11 może stanąć w szranki z np. i5 8. generacji zastosowanym w MacBook Pro 2018 (jeden rdzeń, przy wszystkich brakuje mu 30%).
Wyraźnie widać, że Apple potrafi z architektury ARM wydusić więcej niż „oryginał”. Wyprzedza też najwydajniejsze z popularnych gotowych procesorów konkurencji np. Snapdragon 845. Warto zwrócić uwagę, że procesory Apple są taktowane wyższymi częstotliwościami (2,4 GHz) niż produkty konkurencyjne (2,0 GHz lub mniej) przy podobnym lub nawet mniejszym zużyciu energii.
Obecnie A11 jest wykonywany w technologii 10 nm. Procesory A12, które powinniśmy zobaczyć lada miesiąc, są już wykonywane w technologii 7 nm i z pewnością bedą jeszcze wydajniejsze.
Praktyczne testy, które przeprowadzałem, ale na starszych procesorach A10, niemal dwa lata temu pokazywały, że w wielu dziedzinach A10 przewyższa mobilny i7 Intela, a w innych może z nim rywalizować.
Na rynku pojawiają się pierwsze komputery z procesorami ARM pracujące pod kontrolą Windowsa 10. Na razie recenzenci nie są zachwyceni, twierdząc, że ich czas jeszcze nie nastał. Jednak widać, że jak już wielokrotnie pisałem, Intel wpada w coraz większe tarapaty.
W momencie, gdy Apple ogłosi przejście na procesory własnego projektu w komputerach, a będzie to być może już za rok lub najpóźniej dwa, będą one mocą obliczeniową przewyższać mobilne odpowiedniki Intela, przy ułamku zapotrzebowania na energię. Dodatkowo użytkownicy, którzy muszą wspierać się Windowsem, powinni mieć już w miarę stabilne środowisko na zgodne z ARM od Microsoftu.
To już najwyższy czas na zmiany i nie powinny one być bardziej bolesne od przejścia z PowerPC na Intela 12 lat temu.
Źródła:
wikipedia.org
geekbench.com/processor-benchmarks
geekbench.com/android-benchmarks
arm.com