Arm架构大神跳槽苹果:跳出口水评论,或许影响不似你所想象_风闻
TechEdge科技边界-2019-07-01 21:47
作为长期主导Arm基础架构开发的大神Mike Filippo,近日跳槽苹果的举动震惊世界,不少媒体甚至表示,这可能是苹果产品要全面走入Arm架构的征兆,但事实真是如此?
我们不从国内外那些烂大街的二手评论再次开始给出陈腔滥调,而是从Mike Filippo的职业背景去理解脈絡。

做为处理器行业的另一号知名人物,Mike Filippo在Arm之前,亦曾先后在AMD、英特尔担任CPU与平台架构师。
他在1996年到2004年之间为AMD工作,而在1998年与1999年曾和Jim Keller短暂共事过。我们知道,Jim Keller在这短短两年为AMD打造出经典的K7与K8微架构,帮助AMD一度压下英特尔的气焰,而后来Jim Keller在2012年再次回锅AMD,打造出Zen微架构,不仅让AMD再次翻身,也让中国得以通过海光的授权一窥X86高性能处理器的设计思维,碰触到过去难以接近的高性能计算层次。
然而反观Mike Filippo,其在AMD任职的期间却似乎没有太多亮眼的成绩。当然,这或许与他所担任的角色有相当大的关系。首先,他在AMD的期间主要还是做为偏向辅助的角色。虽然参与了微处理器的设计与RTL仿真,但并非主导,而是以性能评估,或者是芯片设计的先期验证为主要工作。另一方面,他也参与了把微架构从逻辑进行实现的工作。
然而值得注意的是,当初AMD依靠K8微架构死撑活撑了10年之久,Mike Filippo的工作居功不小,毕竟微架构是基础,要如何把微架构发挥,并做成实际产品,这方面他还是做的不错,能以一个落后时代的微架构和英特尔抗衡到这种地步,没有一个好的架构发挥者,是很难办到的。
当然,他在AMD的后半时间,没有Jim Keller这种大神创造出可以跟上时代的微架构,他也是巧妇难为无米之炊,做到后期心也是累了,这时英特尔看到他的潜力,便向他伸出橄榄枝,将他招进英特尔,为其设计处理器产品。
而到了英特尔的时期,其实做的还是跟在AMD类似的工作,也就是在现有的技术架构之上进行更好的发挥,他为英特尔打造出24核高性能处理器,也针对高性能服务器所需要的处理器设计进行性能、功耗评估,以及优化工作。
而在2009年,他离开英特尔前往Arm,其实当时的时代背景是,Arm有意前进服务器市场领域,但Arm还缺乏了许多关键的技术,包括总线设计,以及高端服务器处理器所需要的缓存一致性设计。也因此,刚到Arm的Mike Filippo,其实设计的不是处理器,而是打造这些可以让Arm前进高性能技术领域的基础平台。
不过他接下来设计出来的架构,不仅害Arm被骂惨,甚至也害到像高通这个大客户。
Cortex-A57就是他在Arm的首个代表作,为了满足Arm前进高性能计算的梦想,他把Cortex-A57设计为高性能取向,而非过去低功耗优化。然而当初制程的进展并未如Arm预想般顺利,原本Cortex-A57是要搭配16/14nm制程,才能在性能与功耗取得均衡,但当初台积电只推出20nm这个半代制程,做为多重曝光的先期实验制程,在电气特性上其实与28nm相去不远,且因为晶体管密度增加,散热也更难做。
当时高通在定制架构有其独到之处,但为了能抢先进入64位的市场,兴高彩烈的拿了标准Cortex-A57去打造其经典到不能在经典的骁龙810,一举打烂自己辛辛苦苦经营十几年的应用处理器市场。而不只高通遭害,高通的客户也连带倒霉,诸如LG与Sony,正因为用了这个传奇的电老虎,导致产品评价低落,惨赔一场。
而三星也算聪明,其旗舰产品首度拒用骁龙方案,改采自行设计的Exynos架构,在能耗方面有下了苦工调整,虽然同样使用Cortex-A57,但产品性能和功耗取得平衡,也因为其高端市场对手遭受骁龙810之灾,当年三星也得以大举扩大其高端手机市场版图。而当年最大的获利者该属苹果,由于架构完全定制化,其方案完全没有A57的致命缺点,也让苹果手机的市占往上翻了一番。
然而严格来说,Cortex-A57并非失败之作,而是天时地利未能配合,比如说制程无法配合,客户(高通)当时过于天真,且赶鸭子上架,没有进行更好的调试,而另一个重要的原因是,应用方向也错了,这个架构原本就是为了高性能计算而设计,而非移动应用。
撇除失败的移动处理器,华为的鲲鹏服务器处理器的前身Hi161x,就是使用Cortex-A57打造而成,而NVIDIA在自动驾驶重要的Tegra X1方案也是使用该架构,并且都在各自的应用领域有不错的表现。
当然,为了洗刷耻辱,Mike Filippo再接再厉的打造了Cortex-A72,这个架构就是完全的针对能耗进行优化,但是在纯粹计算性能,也就是IPC指标上,其实并没有比Cortex-A57好到哪去。而当初Arm也很机智的在宣传文字上避免了与Cortex-A57的直接对比。当然,A72其实还是有不小的改进,比如说在分支预测能力方面比A57有大幅的改进,这也使其在不少应用中得以突显出优势。
而其最新的大招,也就是Cortex-A76,其实在揉合了A57与A72的设计经验之后,成功打造出了在性能与能耗能够均衡表现的优秀架构。而甫于Computex发表的Cortex-A77更是在A76的基础之上更进一步优化流水线与各种计算单元的配合,达成惊人的性能增长。
而A77的下一代估计也是由Mike Filippo操刀,据说部分处理器设计厂商已经拿到相关的测试平台,该架构与A77一样也是基于A76的改进。
由Mike Filippo的职业生涯一路走来,可以明显看到他的成长与进化,虽然在AMD与英特尔时期并非特别出色,但是在Arm时期,已经成为名副其实的大神级人物。
而这位大神进入苹果之后可能会带来什么影响?
首先,我们要看苹果一直以来的处理器发展脉络。那就是基于Arm指令集的架构高度定制化,从不同角度来讲,其实苹果早就发展出性能超过Cortex-A76、A77的微架构,何需Mike Filippo的帮助?
但我们要注意的是,Arm本家发展的架构是要为了绝大多数的客户服务,在各方面要面面俱到,否则可能会再次发生A57的事件,因此在设计架构时,不能肆意放飞自我,而必须非常克制。而在这种限制极大的环境之下还能打造出A77这种优秀的架构,不能不说Mike Filippo过去累积的功力的确深厚。
而苹果不同,其有足够多的资本可以在处理器设计与制造上尽情挥霍,比如说之前曾被挖出,苹果在某代处理器曾以全手工进行布局,而非如同业界主流般通过自动化工具进行芯片的布局,而苹果的处理器向来在晶体管的规模上也要明显大于同时期的高端移动芯片产品。
然而即便苹果有此先天优势,在最新的A12其实可以看到苹果似乎已经遇到瓶颈,其核心的微架构已经没有太大的改变,且晶体管规模也被麒麟980追上,甚至输给了骁龙855,性能表现虽然还是不错,但仅是叠加规模而成,而非在核心架构上有大幅改进。
当然,这有可能是因为苹果前首席芯片架构师Gerard Williams III的工作进展不顺,也有可能是苹果在计算核心的策略有了改变,致使在架构发展上放缓了脚步。但Gerard Williams III在A12的表现不尽人意也是事实。而Mike Filippo在此时进入苹果替代了他的工作,除了可以放开手脚打造心目中最优秀的架构外,也有着长江后浪推前浪的意味。
至于要在所有的苹果产品都换上Arm架构,这种传言其实早就盛行多年,而影响层面最大的Mac产品线,其实一直以来都有摆脱英特尔的念头,但英特尔往往都能应对得宜,不论是针对苹果的需求打造定制化架构,亦或者是推出性能明显改善的新架构。而根据英特尔的产品布局,其在2021年将进入7nm世代,并且在Jim Keller领导下,统合更多新的架构资源打造出更强大的处理器,因此,笔者认为,即便到了2021年,苹果也不至于会换掉英特尔。
不过这仅限于中高端Mac产品,在低端Mac方面,引入Arm架构的机会很大,而苹果也早就已经在操作系统方面做好了准备,但形式上,可能是以iPad跨界成为低端Mac笔电产品,也有可能是直接推出Arm版本的Mac产品。
对Mike Filippo来说,拥有庞大资源的苹果,自然是发挥手脚的最佳场合,而苹果之所以需要Mike Filippo,也是期待二者能够起更好的化学作用,为苹果定制出更优秀的架构,持续其移动处理器的领导地位,也因此,Mac处理器的替代并非首要工作目的。
另一方面,英特尔的处理器也不断进化,根据笔者参加去年英特尔技术日与Jim Keller、Raja等大神的交流,了解到未来数年除其CPU本身的规格特性与性能会有明显提升外,新的GPU架构也带来在游戏与计算能力方面的革新,而后者是Arm架构生态短时间内仍难以追赶上的缺憾。也因此,即便有了Mike Filippo在CPU方面的帮助,苹果想拿Arm架构来替代英特尔,也是难以做到的事情。