2013 年 9 月、Apple は以前の製品発売のルールに従い、最新世代の携帯電話 iPhone 5S を発売しました。指紋認識やコプロセッサー M7 などの革新的なテクノロジーとアプリケーションを提供することに加えて、最大のハイライトは最新の A7 プロセッサーです。 Apple はスマートフォンに初めて適用された 64 ビット プロセッサとして、再びトレンドをリードしています。新製品の発表後、業界のプロセッサ大手クアルコムの元CMO、アナンド・チャンドラセケル氏はかつて「A7プロセッサはAppleが作ったマーケティング上の仕掛けにすぎず、ユーザーにとって実質的な意味はない」と語った。彼の言った通り、事実は本当でしょうか?
しかし、その後のクアルコムの発言の明確化と、サムスンが 64 ビット プロセッサを同時に発売するという噂により、モバイル プロセッサは 64 ビット時代に突入すると信じるようになり、最近クアルコム初の 64 ビット プロセッサ Snapdragon 410 が発売されたことで、その見方はさらに強まりました。では、なぜ 64 ビット プロセッサが必要なのでしょうか?
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なぜクアルコムとブロードコムは 64 ビット プロセッサをめぐって競合しているのですか
なぜ 64 ビット プロセッサを推すのでしょうか?
最初に、簡単な例を使って 64 ビット プロセッサの利点を説明します。
「多くの書籍をコレクションした巨大な図書館があり、検索を手伝ってくれる管理者がいます」管理者には 32 人のアシスタントがいて、自転車に乗って本を受け取り、管理者に渡します。ある日、本の借り手が図書館に 65 冊あるので、32 冊の本を手に入れるためにアシスタントは 3 回移動する必要があり、2 回目の移動では、32 人のアシスタントが 8 回移動するだけで済みます。 [グラフィック バージョンに移動]
なぜ Qualcomm と Broadcom は 64 ビット プロセッサをめぐって競合しているのですか
というと、このような単純な例えでは全体の概念が理解できません。
iPhone の動作はこれと似ており、1 クロック サイクルで 32 ビットは 32 ビット データしか処理できず、64 ビットは 64 ビット データを取得できます。
テクノロジーの観点からはどのように反映されますか?
通常、ARM は 32 ビット、つまり、CPU がコマンドを実行するとき、各命令は 32 ビットで表され、通常、各命令は 64 ビットになります。これは、CPU が各サイクルで 2 倍の内容を実行することを意味します。
以下に例を示します。
命令 addA、B
先頭の 8 ビットは加算を実行するものとして CPU が認識します。つまり、最後の 2 つの加算の長さは 12 ビットであり、10 進数で表すと最大長は 64 になります。ビットの場合、A と B の合計は 64-8=56 ビット、つまり A と B はそれぞれ 28 ビットで、10 進数で表すと最大値は 268435455 になります。
つまり、元々 32 ビット命令は 4095+4095 まで計算できましたが、現在は 268435455+268435455 を計算できるようになります。 32 ビットの命令は 65,000 回以上の計算が必要です。これは加算の例にすぎません。実際の状況は非常に複雑ですが、一般的に、Zhonghei が懸念している 4G メモリの問題は、
です。 4294967296 = 4G なので、最大ジャンプ範囲は 4G をサポートしており、これ以上のメモリは使用できません。
現在、64 ビットの最大表現は 18446744073709551616=18446744073G であるため、
ですが、メモリ サイズはアプリケーションの 1 つにすぎません。 32 ビット!
A7 はプロセッサを 4GB の制限から解放できますが、より多くのメモリを呼び出す機能も備えています。しかし、近い将来、iPhone にこれほど大容量の内蔵 RAM が搭載される可能性は低く、A7 のアドレス指定可能な最大物理メモリである 256TB に達することは確実にありません。
この場合、なぜ Apple はわざわざ 64 ビット プロセッサを内蔵するのでしょうか。記事の冒頭でいわゆるギミックの見方をすでに拒否しました。さらに詳しく見てみましょう。
表面的な観点から見ると、64 ビット A7 プロセッサのパフォーマンスは 32 ビット A6 に比べて 2 倍であり、A6 の 2 倍の整数レジスタと浮動小数点レジスタが含まれています。チップが一度により多くのデータをロードするには、連続するキャッシュまたはメモリ アクセスを少なくする必要があり、これにより、コアのコンピューティング ユニットがデジタル処理を待機してアイドル状態になる時間が短縮されます。
新しいチップを効果的に活用するには、iOS アプリ開発者は 64 ビット整数コンピューティングを利用する必要があります。同時に、ARM の NEON 構造をより有効に活用できます。
上記で説明した利点は、64 ビット ソフトウェアにとって非常に優れています。しかし、32 ビット コードに関しては、A7 でのパフォーマンスが 64 ビット バージョンのソフトウェアほど速くないことも Apple は認めました。これは、64 ビット コードを実行する場合の欠点を示しています。たとえば、データ単位が 2 倍大きい場合、long 整数は、A6 チップを搭載した iPhone では 4 バイトを占有しますが、A7 チップを搭載した iPhone では 8 バイトを占有します。同じサイズの情報を保存するには 2 倍のメモリが必要です。
したがって、エコロジカル チェーン全体にとって、A7 プロセッサの利点を反映できるのは、より多くの 64 ビット アプリケーションのみです。この種のハードウェアの革新を通じてソフトウェアの進歩を推進するという考えは、Apple が常にビジネスを行ってきた方法です。
同時に、この大きな技術進歩はゲーム業界に地球を揺るがす変化をもたらす可能性があります。少なくとも、これにより、より豊富な OpenGLES3.0 グラフィックス アクセラレーション インターフェイスと、より強力なグラフィックス処理チップが実現されます。
業界全体への影響
記事の冒頭でクアルコムの元 CMO が Apple の 64 ビット プロセッサに関して行ったコメントをまだ覚えていますか?実は私が強調したいのは「元」です。これらの発言により、Anand は Qualcomm から移籍しました。これは、モバイル チップの巨人が 64 ビット プロセッサを非常に重視していることを示しています。
匿名のクアルコム従業員によると、「Apple の 64 ビット チップは私たちに衝撃を与えました。私たちだけでなく、本当に全員です。私たちは顎が緩み、唖然とし、準備ができていませんでした。(64 ビットと 32 ビット) 現在のソフトウェアの大部分はその恩恵を受けることができないため、パフォーマンスに大きな違いはありませんが、見た目は 32 ビット大きくなります。今では誰もが (64 ビット) を望んでいます。 「
このクアルコムの従業員はさらに次のように明らかにしました。「(クアルコムの)64 ビットのロードマップは Apple に匹敵するものではありません。なぜなら、それが(32 ビットから 64 ビットへ)それほど重要であるとは誰も考えていないからです。もちろん、それは魅力的であり、将来のことですが、それでも、現在の状況に関する限り、それは本当に意味がありません。」 410MSM8916。これは ARM Cortex-A53 アーキテクチャに基づいて設計された単なるローエンド チップですが、毎年 1 つのチップを設計するだけで済む Apple と比較すると、クアルコムは、ハイエンド、ミドルエンド、ローエンドの市場を満たすための完全な製品ラインを必要としています。
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64 ビット プロセッサ
別のチップ メーカーである Samsung も Apple の例に倣い、次世代 Exynos を 64 ビットにすることを提案しました。Samsung の SystemLSI 部門の社長である Yu Nanxing 氏によると、
Samsung は 64 ビット プロセッサの開発に「2 段階の」戦略を採用する予定です。まず、Samsung は 64 ビット チップ、すなわち Exynos6 シリーズを開発します。実際の状況に基づいて設計を最適化するのが ExynosS シリーズです
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Qualcomm と Broadcom が 64 ビット プロセッサを争う理由
64 ビット プロセッサのリリース時期について、Yu Nanxing 氏は「計画通りに進んでいる」と漠然と述べましたが、言うまでもなく、このプロセッサが最初に Samsung の Galaxy に採用されることは周知の事実です。来年はS5。
さらに、サムスンは、将来のモバイル デバイスには PC コンピュータと同様にメモリが搭載され、同様に 64 ビット プロセッサが使用されることになると示唆しました。結局のところ、4GB を超えるメモリは 64 ビット プロセッサでサポートされている必要があります。ほとんどの場合、32 ビット チップは大容量メモリを適切にサポートできません。
もう 1 つのワイヤレス大手 Broadcom も、モバイル プロセッサの分野ではあまり知られていませんが、64 ビット プロセッサのトレンドを利用して 64 ビット プロセッサを発売しました。
Broadcom は、新しいプロセッサも ARMv8 64 ビット アーキテクチャから派生していると述べましたが、単にアーキテクチャを使用しているだけではありません。むしろ、Apple や Qualcomm に似ています。オリジナルの命令セットに基づいて開発されています。スーパースカラーのアウトオブオーダー実行アーキテクチャ、4 つのエミッターと 4 つのスレッドを備えています。 「最高の CPU コア」、「最高のハードウェア アクセラレータ」、「インテリジェントな電源管理」を備えていると主張しています。
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クアルコムとブロードコムが 64 ビット プロセッサをめぐって競合する理由
Broadcom は、TSMC の 16nm FinFET 三次元トランジスタ プロセスを使用して製造する予定です。つまり、このプロセスは 2015 年初めに量産される予定なので、2015 年まで登場することはありません。
しかし、待つだけの価値はあります。高度な技術の助けを借りて、メイン周波数は3GHz以上に達することができ、そのパフォーマンスは想像できます。
Broadcom は最終的に、この種のプロセッサは主にワイヤレス、ストレージ、ネットワーク、セキュリティの 4 つの主要分野 (市場価値の合計は 30 億米ドル) をターゲットとしているため、基本的にスマートフォンやタブレットには搭載されないのは残念であると指摘しました。
この波では、国内チップメーカーの努力を無視することはできません。
以前にオンラインで配布されたロードマップによると:
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Qualcomm と Broadcom が 64 ビット プロセッサをめぐって競合する理由
Allwinner は 2015 年末に A9X を発売する予定で、これは同社も Cortex-A53/A57 を使用して 64 ビット時代に突入することを示しています。デュアルアーキテクチャハイブリッドであると疑われており、GPUは現在の4倍強力であると主張しています。
A9X は TSMC の新しいプロセスを使用して製造されますが、20nm になるか、より高度な 16nm FinFET になるかはまだ決定されていません。前者は来年初め、後者は来年初めに量産される予定であり、時間は十分にある。
誰もが 64 ビットを使用する時代では、それが私たちにどのような体験をもたらすかはまだわかりません。 Apple のイノベーションが今回どのような改善をもたらすのか、楽しみに待ちましょう。
