Im September 2013 folgte Apple den Regeln früherer Produkteinführungen und brachte die neueste Generation des Mobiltelefons iPhone 5S auf den Markt. Das größte Highlight ist neben innovativen Technologien und Anwendungen wie der Fingerabdruckerkennung und dem Co-Prozessor M7 der neueste A7-Prozessor. Als erster 64-Bit-Prozessor, der in Smartphones zum Einsatz kam, liegt Apple erneut an der Spitze des Trends. Nach der Ankündigung des neuen Produkts sagte Anand Chandrasekher, ehemaliger CMO von Qualcomm, dem Prozessorgiganten der Branche, einmal: „Der A7-Prozessor ist nur ein Marketinggag von Apple und hat keine praktische Bedeutung für Benutzer.“ Ist die von ihm gesagte Tatsache wahr?
Aber die anschließende Klärung der Äußerungen von Qualcomm und Gerüchte, dass Samsung gleichzeitig 64-Bit-Prozessoren auf den Markt bringen wird, lassen uns glauben, dass mobile Prozessoren in die 64-Bit-Ära eintreten werden, und die kürzliche Einführung von Qualcomms erstem 64-Bit-Prozessor Snapdragon 410 hat unsere Ansicht bestärkt. Warum brauchen wir also 64-Bit-Prozessoren?
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Warum konkurrieren Qualcomm und Broadcom um 64-Bit-Prozessoren
Warum 64-Bit-Prozessoren vorantreiben?
Zu Beginn können wir die Vorteile von 64-Bit-Prozessoren anhand eines einfachen Beispiels veranschaulichen:
„Es gibt eine riesige Bibliothek mit vielen Büchersammlungen, und es gibt einen Administrator, der Ihnen bei der Suche nach Büchern hilft. Der Administrator.“ Hat 32 Assistenten, die mit dem Fahrrad Bücher abholen und sie dann dem Administrator übergeben. Es gibt 65 verwandte Bücher in der Bibliothek, also müssen die Assistenten drei Fahrten unternehmen, um 32 Bücher zu bekommen, und bei der zweiten Fahrt muss ein Assistent 8 Fahrten unternehmen, und 64 Assistenten müssen nur 4 Fahrten unternehmen zur Grafikversion]
Warum konkurrieren Qualcomm und Broadcom um 64-Bit-Prozessoren?
Was, eine so einfache Analogie gibt nicht jedem ein vorläufiges Verständnis des gesamten Konzepts?
Die Funktionsweise des iPhones ist ähnlich. In einem Taktzyklus kann 32-Bit nur 32-Bit-Daten verarbeiten, und 64-Bit kann 64-Bit-Daten erhalten.
Wie spiegelt sich das in Bezug auf die Technologie wider?
Normalerweise ist ARM 32-Bit, d Unten:
Anweisung addA, B
Die ersten 8 Bits sind der Befehlscode, den die CPU als Addition erkennt. Die folgenden A und B haben höchstens 32-8 = 24 Bits. Mit anderen Worten, die letzten beiden Addenden betragen 12 Bits und die maximale Länge in Dezimalzahl beträgt 4095. Die Gesamtlänge beträgt also 64 Bits 64-8 = 56 Bit, das heißt, A und B sind jeweils 28 Bit, und das in Dezimalzahlen ausgedrückte Maximum beträgt 268435455.
Mit anderen Worten: Ursprünglich konnte ein 32-Bit-Befehl bis zu 4095 + 4095 berechnen, aber jetzt kann er 268435455 + 268435455 berechnen. Um diese Daten zu berechnen, muss ein 32-Bit-Befehl mehr berechnen Dies bedeutet, dass die Berechnung mehr als 65.000 Mal dauert. Die tatsächliche Situation ist sehr kompliziert, aber im Allgemeinen kann ein 64-Bit-Prozessor mehr Dinge gleichzeitig tun als ein 32-Bit-Prozessor 4G, daher unterstützt die maximale Sprungreichweite 4G und es kann nicht mehr Speicher verwendet werden.
Die maximale Darstellung von 64 Bit beträgt also fast keine Obergrenze.
Aber!! Die Speichergröße ist nur eine der Anwendungen.
Obwohl A7 kann dazu führen, dass der Prozessor die 4-GB-Grenze überschreitet, und verfügt außerdem über die Möglichkeit, mehr Speicher abzurufen.Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass das iPhone in naher Zukunft über einen so großen integrierten RAM verfügen wird, und es wird sicherlich nicht den maximal adressierbaren physischen Speicher des A7 von 256 TB erreichen:
Warum sollte sich Apple in diesem Fall die Mühe machen, einen 64-Bit-Prozessor einzubetten? Wir haben die sogenannte Gimmick-Ansicht bereits zu Beginn des Artikels abgelehnt, lassen Sie uns dies genauer untersuchen.
Oberflächlich betrachtet ist die Leistung des 64-Bit-A7-Prozessors im Vergleich zum 32-Bit-A6 verdoppelt und er enthält doppelt so viele Ganzzahl- und Gleitkommaregister wie der A6. Damit der Chip mehr Daten auf einmal laden kann, bedeutet dies, dass es weniger aufeinanderfolgende Cache- oder Speicherzugriffe geben muss, was dazu führt, dass die Recheneinheit des Kerns weniger lange im Leerlauf bleibt und auf die digitale Verarbeitung wartet.
Um die Vorteile des neuen Chips effektiv nutzen zu können, müssen iOS-App-Entwickler die Vorteile des 64-Bit-Integer-Computings nutzen. Gleichzeitig kann die NEON-Struktur von ARM besser genutzt werden.
Die oben erläuterten Vorteile sind für 64-Bit-Software sehr gut. Aber für 32-Bit-Code gab Apple auch zu, dass die Leistung auf dem A7 nicht so schnell ist wie die 64-Bit-Version der Software. Dies verdeutlicht den Nachteil der Ausführung von 64-Bit-Code: Wenn Ihre Dateneinheit beispielsweise doppelt so groß ist, nimmt eine lange Ganzzahl bei einem iPhone mit A6-Chip 4 Bytes ein, bei einem iPhone mit A7-Chip jedoch 8 Bytes. Sie benötigen doppelt so viel Speicher, um die gleiche Informationsgröße zu speichern.
Daher können für die gesamte ökologische Kette nur mehr 64-Bit-Anwendungen die Vorteile seines A7-Prozessors widerspiegeln. Die Idee, den Software-Fortschritt durch diese Art von Hardware-Innovation voranzutreiben, ist die Art und Weise, wie Apple schon immer Geschäfte gemacht hat.
Gleichzeitig kann dieser enorme technologische Fortschritt weltbewegende Veränderungen in der Spielebranche mit sich bringen. Zumindest kann dies zu einer umfangreicheren OpenGLES3.0-Grafikbeschleunigungsschnittstelle und einem leistungsstärkeren Grafikverarbeitungschip führen.
Auswirkungen auf die gesamte Branche
Erinnern Sie sich noch an die Kommentare des ehemaligen CMO von Qualcomm zum 64-Bit-Prozessor von Apple am Anfang unseres Artikels? Tatsächlich möchte ich hervorheben, dass es sich um „ehemalige“ handelt. Aufgrund dieser Äußerungen wurde Anand von Qualcomm versetzt, was zeigt, dass der Mobile-Chip-Riese großen Wert auf 64-Bit-Prozessoren legt.
Laut einem namentlich nicht genannten Qualcomm-Mitarbeiter: „Apples 64-Bit-Chip hat uns richtig getroffen. Nicht nur uns, sondern eigentlich alle (64-Bit). „
Dieser Qualcomm-Mitarbeiter verriet weiter: „(Qualcomms) 64-Bit-Roadmap ist bei weitem nicht mit der von Apple vergleichbar, weil niemand denkt, dass sie so wichtig ist (von 32-Bit zu 64-Bit). Natürlich ist es verlockend und es ist die Zukunft, aber aus heutiger Sicht macht es keinen Sinn. Trotzdem hat Qualcomm kürzlich seinen ersten 64-Bit-Prozessor auf den Markt gebracht 410MSM8916. Obwohl dies nur ein Low-End-Chip ist, der auf der ARM Cortex-A53-Architektur basiert, ist dies ein guter Anfang. Qualcomm muss jedoch nur einen Chip pro Jahr entwickeln, um den High-, Middle- und Low-End-Markt zu bedienen.
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Warum Qualcomm und Broadcom im Wettbewerb stehen Prozessoren
Ein anderer Chiphersteller, Samsung, trat ebenfalls in die Fußstapfen von Apple und schlug vor, dass die nächste Generation von Exynos 64-Bit-Prozessoren sein sollte:
Samsung wird eine „zweistufige“ Strategie zur Entwicklung von 64-Bit-Prozessoren verwenden, nämlich die Exynos6-Serie Aktuelle Situation, nämlich die ExynosS-Serie.
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Warum Qualcomm und Broadcom um 64-Bit-Prozessoren konkurrieren
Zum Veröffentlichungszeitpunkt des 64-Bit-Prozessors gab Yu Nanxing nur vage an, dass „wir wie geplant vorgehen.“ Aber natürlich sollte jeder auch wissen, dass dieser Prozessor nächstes Jahr erstmals in Samsungs Flaggschiff Galaxy S5 zum Einsatz kommen wird.
Darüber hinaus deutete Samsung auch an, dass zukünftige Mobilgeräte wie PC-Computer mit Speicher ausgestattet sein werden, der ebenfalls 64-Bit-Prozessoren verwenden wird. Schließlich muss Speicher über 4 GB von einem 64-Bit-Prozessor unterstützt werden. In den meisten Fällen können 32-Bit-Chips keine gute Unterstützung für Speicher mit großer Kapazität bieten.
Ein weiterer Mobilfunkriese, Broadcom, ist zwar im Bereich mobiler Prozessoren nicht bekannt, hat sich jedoch ebenfalls den Trend zu 64-Bit-Prozessoren zunutze gemacht und 64-Bit-Prozessoren auf den Markt gebracht.
Broadcom sagte, dass der neue Prozessor ebenfalls von der ARMv8-64-Bit-Architektur abgeleitet sei, diese Architektur jedoch nicht nur nutze. Stattdessen ähnelt es Apple und Qualcomm. Es wurde auf der Grundlage des ursprünglichen Befehlssatzes entwickelt. Es verfügt über eine superskalare Out-of-Order-Ausführungsarchitektur, vier Emitter und vier Threads. Es behauptet, über den „besten CPU-Kern“, den „besten Hardwarebeschleuniger“ und das „intelligente Energiemanagement“ zu verfügen.
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Warum Qualcomm und Broadcom um 64-Bit-Prozessoren konkurrieren
Broadcom plant, für die Herstellung den dreidimensionalen 16-nm-FinFET-Transistorprozess von TSMC zu verwenden, was bedeutet, dass er erst 2015 zu sehen sein wird, da dieser Prozess Anfang 2015 in Massenproduktion gehen soll.
Aber das Warten wird sich lohnen. Mit Hilfe fortschrittlicher Technologie kann die Hauptfrequenz über 3 GHz liegen, und die Leistung ist vorstellbar.
Broadcom wies abschließend darauf hin, dass diese Art von Prozessor hauptsächlich auf die vier Hauptbereiche Wireless, Speicher, Netzwerk und Sicherheit ausgerichtet ist (der Gesamtmarktwert beträgt 3 Milliarden US-Dollar), daher ist es schade, dass er grundsätzlich nicht in Smartphones und Tablets zu finden sein wird.
In dieser Welle können die Bemühungen inländischer Chiphersteller nicht ignoriert werden.
Laut einer zuvor online verbreiteten Roadmap:
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Warum Qualcomm und Broadcom um 64-Bit-Prozessoren konkurrieren
Allwinner wird A9X Ende 2015 auf den Markt bringen und damit auch den Eintritt in die 64-Bit-Ära mit Cortex-A53/A57 markieren. Es wird vermutet, dass es sich um einen Dual-Architektur-Hybrid handelt, und es wird behauptet, dass die GPU viermal so leistungsstark ist wie jetzt.
A9X wird mit dem neuen Prozess von TSMC hergestellt, aber ob es sich um einen 20-nm-FinFET oder den fortschrittlicheren 16-nm-FinFET handelt, steht noch nicht fest. Ersteres wird Anfang nächsten Jahres in Massenproduktion gehen und Letzteres wird Anfang nächsten Jahres in Massenproduktion gehen, es bleibt also genügend Zeit.
In einer Zeit, in der jeder 64-Bit verwendet, wissen wir immer noch nicht, welche Erfahrungen es uns bringen wird. Warten wir ab, welche Verbesserungen Apples Innovation dieses Mal bringen wird.
