Apples utvecklardator för ARM bräcker Intel i flertrådade tester

Kan någon förklara på ett lättbegripligt sätt varför x86 är så otroligt dålig jämfört med ARM?
Visst att det finns bakåtkompatibilitet som håller den tillbaka, men SÅ mycket?

@mpat: jo men de utvecklarsiffror jag läst gällde emuleringen i allmänhet, och i det här fallet gäller det bara Geekbench-resultat, därav att jag inte ville använda uppgifterna i själva nyhetstexten.

Och då är att märka att GeekBench 5 inte längre mäter minnessystemets prestanda. Så Apples ARM konstruktioner, som ger högre minnesbandbredd/(ALU-mått), får ingen credit för det i GB5. Men det spelar naturligtvis stor roll i faktiskt användande, och i synnerhet för grafikintensiva applikationer.

Troligen denna Lenovo V15

https://www.dustinhome.se/product/5011176656/v15?ssel=false&u...

Man kan alltid definiera senantik. Men Apples målgrupp är självklart inte de med en tajt budget som köper det allra enklaste, utan de som är beredd på att betala lite mer. Problemet är att priserna skenar iväg. De absolut enklaste hårdvarorna som troligen också säljs bäst, ja de är inte så dyra. Men för oss som kräver lite mer så blir det svindyrt.

Fraserna tight budget och vilka som är villiga att betala är lite komplicerat mer än en enskild produkt bland all ens datorutrustning. Helt klart är dock att ha mängder av riktigt grymma Apple produkter gör en till en person som är villig att betala mycket för schyssta prylar.
Men om man bara väljer den enklaste iphonen + enklaste ipaden, så är det en snarare till en person som väljer en tight budget och troligen har man låga krav om man ej har tillgång till någon annan dator.

Så det jag är rädd för kommer hända. Är att Apples enklare laptops kommer bli riktigt schyssta och folk kan säga prisvärda för vad man får. Men när vi med lite högre krav ska ha en laptop, ja då blir det riktigt dyrt.
Med höga krav, ta en helt vanlig person som ska köra de senaste spelen. Priser för en sådan laptop på runt 30 000kr är på tok för mycket för de flesta.

Nja, med tanke på att kylflänsen inte ens hade bra kontakt med CPU:n (något som Apple enkelt kunde ha fixat) så vet jag inte om jag skulle säga att Apple vet vad de håller på med. Men visst, de har valt en kylare som är precis på gränsen av att klara av att hantera ca 9W. De vet bara inte hur man monterar dem korrekt.

De är också kända för att göra andra idiotiska designmissar som påverkar deras datorers livslängd negativt. Saker som för korta (ej utbytbara) skärmkablar som leder till att skärmen slutar fungerar om man öppnar och stänger sin macbook för många gånger, strömpinnar för backlight direkt brevid signalpinnar i skärmkontakter som dödar komponenter om något orsakar att dessa sammankopplas, etc.

Med det sagt så blir det intressant att se hur deras SoC:er skulle prestera om de siktade på lite högre energiförbrukning och kylning.

x86 är en arkitektur från slutet av 70-talet, bakåtkompabilitet är en "bitch" i detta fallet.
När ARM arkitekturen togs fram så tog man förstås vad man hade lärt sig och gjorde en bättre arkitektur enkelt förklarat.

För Apple handlar det på en teknisk nivå om hur mycket prestanda man kan få för en värmebudget.

x86-64 behöver mer komplexitet för att köra snabbt och både den och bakåtkompatibiliteten innebär att den drar mer ström och alstrar mer värme.
Intel skulle visserligen kunna tillverka en processor som bara stödjer modern 64-bittars x86-kod, men det skulle fortfarande vara som ett kråkslott som byggts på med ett nytt torn varje år jämfört med ett nybyggt hus.

Ja den stämmer dessutom överens med 4+4 gb riktpris var dock 8790 när den kom och det är väl störsa fördelen med att köpa pc, att det kan komma rejäla prissänkningar. Skulle vilja se an Mac sjunka med nästan 30% efter 6 månader. Vilket iofs också skjuter andrahandsvärdet i botten.

OnT: så hoppas jag verkligen att utvecklingen för ARM på Laptops tar fart nu och med den mjukvarustödet. Just nu är det ju en hönan och ägget situation som jag tror det krävs Apple för att lösa. Kolla bara på Windows RT och Surface pro X

Gött, mer sånt. Jag vill ha strömsnåla, energieffektiva lösningar som gör mycket arbete/cykel.
Drömmen är en dator stort sett i tabletformat med docka som någorlunda närmar sig en stationärs prestanda (spelklassad GPU exkluderat), samt riktigt biffig driftstid.

Varför envisas man med att skriva x86? Är det inte amd64 som är den prominenta arkitekturen idag?

Vad är det som gör att ARM är så mycket effektivare?
Vad är det x86-64 är bättre på än ARM?

Och det jag undrar är ju just vad det är som gör x86-64 till ett kråkslott och vad är det det nybyggda ARM64 huset har skalat bort?

Jag borde ställt min fråga lite tydligare, på den nivån förstår jag det. Och lite djupare än så.
Men vad är det som man har lärt sig?
Vilka förbättringar har en gjort och vilka onödiga saker har man skalat bort som gör så enorm skillnad?

Arkitekturen brukar oftast kallas x86-64 medan AMD64 syftar på AMDs implementation, men det är lite luddigt vad som är vad ibland. Men x86-64 är hur som helst inte en separat arkitektur, det är en utökning av x86.

Ja det var den datorn. Den kan inte på något sätt jämföras emot en Apple dator.
Men om man bara sätter specfikationskraven: En hyfsad snabb ny 15-16" laptop med rimlig ssd, vilket är väldigt vag beskrivning, så ligger Apples på runt 25 000kr. Detta då de medvetet har valt att inte göra billigare laptops i denna storlek som kan konkurrera emot de dyrare.
Samma sak är det med allt de gör.

Så min poäng är igen, jag tror denna Arm cpu som tråden handlar om ihop med de billigare datorerna kommer bli riktigt bra och folk kan säga att de är prisvärda med tanke på vilken hårdvara man får, men för de som kräver lite mer så kommer Apple inte sälja datorer som inte är svindyra. -Svindyr så kostar runt 25 000kr för en dator som ändå är rätt så basic.

Att undvika köpa svindyra prylar betyder i sin tur inte att man har låg budget, det kan snarare vara så att man köper väldigt mycket datorutrustning som man använder mycket inklusive ute så man får byta dem ofta och man inte vill ha vansinniga kostnader.

@lillaankan_i_dammen: Ditt användarexempel i tidigare post om någon som letar en vass speldator, där har aldrig Apple riktigt ens brytt sig tidigare. Dvs, vill du ha en dator primärt att spela med så köper du inte en Mac Apple är lite lustiga där, de har skapat sin egen marknad på ett vis. Primärt vänder de sig till människor som vill ha en Mac (... duh), dvs Mac OS, därefter användare som vill ha en Mac i det professionella (och där spelar inte kostnaderna lika mycket roll, man skall ha mer en arbetshäst med bra ergonomi och Mac OS). Några steg ner kanske du hittar de som verkligen är spec-jagare men de bryr sig sällan om Mac ändå.

Dvs, väljer du Mac är det för att du vill ha Mac i mångt och mycket. Pris blir då sekundärt för Apple är den enda liraren på den marknaden. Det är på ett sätt fel, iaf. har varit tidigare, att se Apple som en motsvarighet till Dell, HP, Lenovo etc. De säljer PCs (med Windows). Apple säljer något annat. Endast till viss del överlappar det hela.

De billigare modellerna fångar in de som är ute efter någon lättare surf/vardags/pluggdator. De hade troligtvis inte tjänat något alls på att erbjuda lägre prissatta men kraftfullare enheter.

De gör som Intel gjorde för några år sedan. Skulle man ha mer än 4 core så köp en Xeon som kostar skjortan, Hedt kom tillslut men även de var dyra. Tar man ecc stödet så har Intel processor för under 700kr som har detta som Pentium Gold G5400. Men deras flagskepp Intel Core i9 10900K som kostar 6000kr, har inte stödet för då konkurrerar denna emot xeon.

Så strategin som många företag gör är att maximera marginalerna de kan ta från olika typer av kunder. Där jag som sagt tror att Apples Arm för enklare datorer kommer bli superbra, men ska man ha en dator som uppfyller de kraven som många på forumet ställer så blir det svindyrt. Och jag pratar inte om extrema krav som 2TB ram eller så, utan det räcker enbart att man har krav 15-16" skärm idag och man får välja de riktigt dyra Apple datorerna som idag kostar runt 25 000kr.

Nå det återstår att se, men jag gissar att Apple hittar på något liknande som gör det svindyrt för oss med lite högre krav, precis som många andra märken gör.

Så diskussionen kring hur bra Arm är tycker jag är intressant, men det är allmänt känt att arm är bättre än x86 för det mesta, laptops, destop, servrar, iot. Men om Apple ska bli ett alternativ, så vill jag ej se "extrema" priser för hårdvara som kan anses vara basic. 25 000kr för en enklare laptop anser jag för vanliga konsumenter är för mycket.

Max 4... ok.... det är bara en faktor bland många... men hur tänkte dom där?
Känns som en "enkel" optimering som inte ökar logiken med 100% direkt... men det finns säkert följdeffekter.

Varken AMD eller Intel är idioter när det kommer till att designa kretsar, det finns bra anledningar till varför man inte pushat så hårt att bredda mer.

Första är att då x86 instruktioner är variabellängd blir det allt mer komplicerat att hämta in fler instruktioner samma klockcykel. Att man ens fixar 4 st är rätt imponerande. Jämför det med vad Apple behöver göra: instruktionerna börjar på byte N+0, N+4, N+8, N+12 etc. Men finns trix runt detta och går alltid att slänga mer transistorer på problemet.

Det kanske viktigare att notera här är: varför fungerar HT/SMT och varför har varken Apples A-serie eller ARMs Cortex A-serie implementerat SMT?

SMT fungerar väl för AMD/Intel just p.g.a att deras nuvarande CPUer har redan mer resurser att avkoda och köra instruktioner än vad som är rimligt att extrahera per cykel ur en typisk x86 instruktionsström. SMT handlar bara om att mata två oberoende instruktionsströmmar genom samma CPU-kärna. Om det ger mer än 0 % prestandaförbättring (och vi ser typiskt runt 30 % boost för x86 från SMT/HT) betyder det att man rätt ofta inte ens kan göra något vettig med den bredd man redan har. Att bredda en CPU-pipeline kostar transistorer och därmed ström, så varför lägga resurser här om man inte effektivt utnyttja de man redan har?

Att A12/A13 verkar kunna göra något vettigt med sina resurser trots en 75 % bredare pipeline och avsaknad av SMT pekar på ARM64 måste vara löjligt mycket bättre på att ge ILP (Instruction Level Parallelism).

AMD/Intel kommer bredda sina designer, men då de redan är väldigt långt upp på den S-kurvan kommer det kosta väldigt mycket transistorer för relativt liten IPC-ökning. Det kommer självklart ta stopp även för ARM64 designerna, men det tar stopp på en mycket högre nivå jämfört med x86!

Man får helt enkelt inte ut så mycket av att gå ännu bredare, för logiken har svårt att hitta instruktioner som kan exekveras helt oberoende av varandra - och då har Intel ändå Hyperthreading som hjälp.

Sen finns det lite undantag från de där 4, men i det allmänna fallet är det precis som Yoshman säger 4 i bredd - åtminstone i Skylake. Aldrig satt mig och gått igenom vad Intel egentligen får ut i Icelake - det såg ut som om man borde kunna få ut mer än 4 i Skylake från ett diagram, men det visade sig att det inte gick (p.g.a reorder-bandbredden).

Samtidigt skall man vet att Intel har lagt massor med kraft på allt bredare AVX, TSX som måste varit ett h-vete att verifiera, och en mesh-struktur för multipla kärnor - alla funktioner som inte är så intressanta för de allra flesta. Hade de känt sig pressade att förbättra vanlig heltalsprestanda så hade de lagt mer tid på det och mindre på de specialfallen.

Det är en viss sanning med modifikation att Skylake, Sunny Cove, Zen och Zen 2 alla är 4 breda. Det är maximal kapacitet när de avkodar x86 instruktioner. Men alla dessa har en "L0$" (mikro-op cache) som innehåller redan avkodade x86 instruktioner, så de innehåller "interna" instruktioner.

För alla dessa är kapaciteten högre för dessa interna instruktioner, de kan alla "retire" (färdigställa) upp till 8 st interna instruktioner per cykel när SMT används.

Sunny Cove har dessa primära förändringar från Skylake

• väsentligt mycket större "out-of-order" fönster, ~60 % större

• kan hålla ordning på långt fler minnsoperationer, ~80 % fler "loads" och ~30 % fler "stores"

• kan utföra dubbelt så många minnesoperationer som tidigare (dubbelt så många pipelines för load/store)

• hade fel om Sunny Cove, den är faktiskt 5-wide så det är ett snäpp upp från de övriga!

• mikro-op cache (L0$) är 50 % större

• L1D$ är 50 % större

• L2$ är 100 % större

• AVX-512 stöd (påverkar primärt applikationer som använder matriser, som maskininlärning, Matlab, etc)

Visa innehåll

Sunny Cove pipeline

Det som är nedslående är hur lite effekt allt ovan gett, Sunny Cove har ~20 % högre IPC jämfört med Skylake (så den utför mindre per cykel jämfört med t.ex. Cortex A77 som består av långt färre antal transistorer).

Mystiken tätnar!
Apråpå, hittade lite rolig kvällsläsning: https://www.agner.org/optimize/

Konstig vinkling på nyheten tycker jag. Vi vet ju redan hur A12Z presterar:
https://browser.geekbench.com/v5/cpu/2748259

Nyheten är väl snarare hur en tidig version av emuleringen fungerar.

Tack för en bra och intressant genomgång!

Tack för ett gediget och intressant svar!

Sen undrar jag hur detta skalar i klockfrekvens? Det vet vi kanske inte riktigt än då ingen designat ett chip för lite högre energiförbrukning?

Netburst fokuserade ju (väldigt förenklat) allt på att få så hög klockfrekvens som möjligt och jag minns att Intel presenterade grafer där dom räknade med att nå 10GHz rätt snabbt, vilket sen inte alls visade sig vara möjligt pga helt andra saker. Och sedan dess verkar det ha blivit allt tydligare att bredare arkitekturer med högre IPC är det som gäller för då blir en mindre beroende av andra fysikaliska begränsningar.

Det är en svår balans mellan effektivitet och maximal prestanda, men det känns som att Intel har tagit väldigt många felsteg på vägen framåt här.
När dom lanserade Atom och pratade om "x86 everywhere" och skulle ta över chip till mobiler osv också verkar ju inte direkt ha gått som dom tänkte sig.
Larrabee grafikkorten blev ju aldrig av även om det snart kommer grafikkort ifrån Intel.

Men det känns som att Intel har slösat otroligt med resurser för att försöka få x86 dominant och har offrat mer konstruktiv innovation eftersom dom gillar att ha licensen för arkitekturen som alla kodar för.

Hur skulle det gå att kombinera ARM och X86 kärnor på samma processor?

Säg kombinera en 2 kärnig Zen3 och en maxad Apple A13?

Det känns som att vi behöver komma ifrån att vara låsta till gamla arkitekturer. Framförallt när fysikens lagar gör att det blir allt svårare att bara krympa för att trycka in fler transistorer och dra upp klockfrekvenserna.