AMD Zen5架构曝光，为何大家都用大小核

文/DoNews专栏作者 maomaobear
图/IC Photo

日前，有Moepc的曝料称，传说中的6nm Zen3+升级版架构没了，取而代之的是Zen3 XT或者叫Zen3 Refresh，也就是继续深挖现有工艺架构的潜力。下一代Zen4架构将搭配台积电5nm工艺，IPC性能提升将超过20%，支持DDR5内存、PCIe 5.0总线，接口升级为AM5。

而再往后一代的Zen5结构要大变，APU部分代号“Strix Point”，并且将会引入big.LITTLE大小核架构，类似Intel Alder Lake 12代酷睿、Raptor Lake 13代酷睿，具体包括8个Zen5架构的大核心、4个架构不详的小核心。同时，内存子系统会有较大变化。同时，Zen5家族会使用台积电3nm工艺。

很长一段时间，处理器是不分大小核的，后来ARM搞出来big.LITTLE的大小核架构，几年后，苹果也开始用大小核，并且在去年，在自家的MAC上开始替代英特尔。随后，英特尔的Alder Lake也搞大小核，现在AMD也来跟风了。

为何大家都用大小核呢?处理器未来会如何发展呢?

ARM的应急之举

big.LITTLE是ARM提出来的，ARM进入手机行业很早，但是一直走低性能低功耗的路线，手机作为有续航要求的设备，功耗是第一位的。

2007年，苹果发布第一代iPhone，用的是ARM11核心。此后，随着智能手机性能需求的增长，ARM也一直在推出新的核心架构，主频也不断上涨。手机功耗成了问题。

ARM从ARM11发展到ARM A8、A9，从单核进化到双核、四核，主频从600mhz发展到1Ghz、1.4Ghz。功耗已经控制不住了，发展到A15，规格已经接近桌面处理器。

这个时候ARM提出big.LITTLE，用A7小核心来做日常低功耗需求，压低整个处理器的性能功耗。根据任务来临时切换。

手机的需求在低功耗状态比较多，采用大小核方案的手机在续航上有优势，所以这个解决办法被ARM继承了下来，下一代就是A53+A57的方案，再后来是A55+A72、A55+A75、A75、A77、A78，一直用到今天的三簇。

苹果一开始没有用大小核心，还是用传统大核心拉低频的方式来控制功耗。

但是，在竞争中，苹果发现不用大小核，在续航上就无法与竞争对手竞争。

随后，苹果也用了大小核心，苹果把早期开发的核心改进一下作为小核心使用，新开发的核心做为大核心。在A10上也采用大小核，每一代都改进，一直到今天的A14和M1。

就是说，大小核出现，是ARM为了解决高性能处理器处理器应用于手机的功耗问题，但是真正使用以后效果不错，所以手机中普及了大小核方案。

英特尔的大小核

与手机相比，电脑对功耗的需求不那么敏感。所以尽管笔记本电脑也有续航要求，但是英特尔长期没有理睬大小核的趋势，还是用传统的办法，针对不同场景开发不同的处理器。

在超低功耗领域，英特尔有ATOM系列，高性能和主流领域另外设计核心。但是到了AMD重新利用Zen崛起之后，英特尔发现自己的方案有问题。

AMD的Zen2、Zen3都是小核心凑数量，单个核心功耗不高，几个核心凑成一个CCD簇，然后有CCX连接多个核心。

这样，AMD可以用比较低的成本凑出比较多的CPU数量，在需要计算能力的领域，AMD显露出比英特尔高很多的性价比。

就是说，拼单核性能，大核心越大越好，而拼多核心总体性能，用同样的晶体管，多个小核心比单个大核心有优势。

对于英特尔来说，自己的环形令牌网能够承载的节点有限，比加核比不过AMD。那就把一个大核心变成几个小核心。这样，总核心数上来，比多核心计算，英特尔才能夺回优势。

这个做法顺带的好处，就是可以大幅度提升笔记本电脑在低负载下的续航，笔记本在商用办公时对性能的需求很低，处理器跑很低的频率就能满足需求。而小核心跑低频可以更加省电。这是附带的效应。

AMD的大小核

相比英特尔，AMD目前的大核心并不算太大，依靠制程和架构的优势，Zen3在单核心和多核心性能上都碾压英特尔。

但是，在Alder Lake 采用大小核之后，AMD会面临困难，单核心性能打不过大核，多核心堆核，在数量上又堆不过小核。

在移动端，没有小核心的处理器无法与有小核心的处理器抗衡。所以AMD也必须发展小核心。

对AMD来说，历史上设计过的大核心，改一下都可以当小核心用，如同当年的苹果。英特尔的小核心也来自于自家的低功耗独立处理器。所以，AMD的跟进也会很快。

我们现在跑的游戏，大约可以支持到8个线程运行，所以，未来一段，各家很可能保留8个大核心或者四个大核心超线程8核心，而其他核心都是小核心。未来处理器的单核与多核性能也会有一个大提升。

对消费者来说，最直观的感受不是性能提升，而是笔记本电脑的续航更长了。未来笔记本电脑和手机一样，亮屏工作一天会是常态。

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