ในเดือนกันยายนปี 2013 บริษัทแอปเปิลตามปกติในการเปิดตัวผลิตภัณฑ์ใหม่ ได้เปิดตัวสมาร์ทโฟนรุ่นล่าสุด iPhone 5S นอกจากจะมาพร้อมกับเทคโนโลยีและแอปพลิเคชันใหม่ๆ เช่น การสแกนลายนิ้วมือและโปรเซสเซอร์ร่วม M7 จุดเด่นที่ใหญ่ที่สุดมาจากโปรเซสเซอร์ A7 รุ่นใหม่ของมัน โดยเป็นโปรเซสเซอร์ 64 บิตรุ่นแรกที่ใช้ในสมาร์ทโฟน แอปเปิลจึงได้เป็นผู้นำเทรนด์อีกครั้ง หลังจากที่ผลิตภัณฑ์ใหม่ถูกเปิดตัว อดีต CMO ของ Qualcomm Anand Chandrasekher เคยกล่าวว่า “โปรเซสเซอร์ A7 เป็นแค่กลยุทธ์การตลาดของแอปเปิลเท่านั้น สำหรับผู้ใช้ทั่วไปไม่ได้มีความหมายใด ๆ ” แล้วความจริงเป็นเช่นที่เขากล่าวจริงหรือไม่?
อย่างไรก็ตาม ต่อมาบริษัท Qualcomm ได้ชี้แจงคำกล่าวนี้ และพร้อมๆ กับข่าวลือที่ว่า Samsung จะเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 64 บิต ทำให้เราเชื่อว่าชิปประมวลผลบนมือถือจะเข้าสู่ยุคของ 64 บิต และเมื่อเร็วๆ นี้ Qualcomm เปิดตัวโปรเซสเซอร์ 64 บิตตัวแรก Snapdragon 410 ยิ่งทำให้มุมมองดังกล่าวของเรามั่นคงขึ้น แล้วทำไมเราจึงจำเป็นต้องมีโปรเซสเซอร์ 64 บิต?
ภาพ [ไปยังเวอร์ชันภาพและบทความ]\ ทำไม Qualcomm และ Broadcom ถึงแย่งชิงโปรเซสเซอร์ 64 บิต
ทำไมต้องส่งเสริมโปรเซสเซอร์ 64 บิต?
ในตอนต้น เราสามารถใช้ตัวอย่างง่ายๆ เพื่ออธิบายประโยชน์ของโปรเซสเซอร์ 64 บิตได้ว่า:
“มีห้องสมุดขนาดใหญ่ มีหนังสือมากมาย และมีผู้ดูแลช่วยคุณหาหนังสือ ผู้ดูแลมีผู้ช่วย 32 คน พวกเขาปั่นจักรยานไปเอาหนังสือแล้วส่งให้ผู้ดูแล วันหนึ่งมีคนมาขอยืมหนังสือ ต้องการหนังสือทั้งหมดเกี่ยวกับไดโนเสาร์ ห้องสมุดมหนังสือเกี่ยวกับเรื่องนี้ 65 เล่ม ดังนั้นผู้ช่วยต้องวิ่งออกไปสามเที่ยว เที่ยวแรกเอา 32 เล่ม เที่ยวที่สองก็เอา 32 เล่ม เหลือหนังสืออีกหนึ่งเล่มต้องให้ผู้ช่วยอีกหนึ่งคนไปเอา หากห้องสมุดมีผู้ช่วย 64 คน ก็แค่สองเที่ยวเท่านั้น ถ้าห้องสมุดมีหนังสือ 256 เล่ม ผู้ช่วย 32 คนต้องวิ่ง 8 เที่ยว ส่วน 64 คนวิ่งแค่ 4 เที่ยว”
ภาพ [ไปยังเวอร์ชันภาพและบทความ]\ ทำไม Qualcomm และ Broadcom ถึงแย่งชิงโปรเซสเซอร์ 64 บิต
เป็นอย่างไร ตัวอย่างง่ายๆ นี้ช่วยให้ทุกคนเข้าใจแนวคิดพื้นฐานไหม?
สำหรับ iPhone การทำงานก็คล้ายกัน มันดึงข้อมูลจากหน่วยความจำ ในรอบนาฬิกาหนึ่งรอบ 32 บิตสามารถประมวลผลข้อมูลได้ 32 บิต ส่วน 64 บิตสามารถดึงข้อมูลได้ 64 บิต ทำให้ความเร็ว ประสิทธิภาพ และประสิทธิผลของการทำงานเพิ่มขึ้น
สำหรับรายละเอียดทางเทคโนโลยีแล้วจะแสดงออกมาอย่างไร?
โดยปกติแล้ว ARM จะเป็น 32 บิต หมายถึง 32 บิตกล่าวอีกนัยหนึ่ง ในระหว่างการรันคําสั่งของ CPU แต่ละคําสั่งจะแทนด้วย 32 บิต และโดยทั่วไป CPU จะรันคําสั่งเพียงคําสั่งเดียวต่อรอบนาฬิกา (คือ 1/ความถี่)แต่ตอนนี้แต่ละคําสั่งมีขนาด 64 บิต หมายความว่า CPU จะประมวลผลคําสั่งต่อรอบมากกว่าเดิมเป็นสองเท่า
ขอยกตัวอย่าง:
8 บิตแรกเป็นรหัสคําสั่ง ซึ่ง CPU จะรับรู้ว่าเป็นการบวก A และ B ต่อไปนี้มีความยาวสูงสุด 32-8=24 บิต หมายความว่าการบวกสองตัวหลังมี 12 บิต ซึ่งหมายความว่าทศนิยมสูงสุดคือ 4095 ความยาวรวมทั้งหมดคือ 64 บิต ดังนั้น A และ B รวมกันจะมี 64-8=56 บิต หมายความว่า A และ B มี 28 บิตเท่ากัน ซึ่งแสดงถึงค่าสูงสุด 268435455 ในหน่วยทศนิยม กล่าวอีกนัยหนึ่ง เดิมทีคําสั่ง 32 บิตเดียวสามารถคํานวณได้ถึง 4095+4095 แต่ตอนนี้สามารถคํานวณได้ถึง 268435455+268435455 คําสั่ง 32 บิตในการคํานวณข้อมูลนี้ ต้องใช้การคํานวณเพิ่มเติมมากกว่า 65,000 ครั้ง ซึ่งหมายความว่าใช้เวลามากกว่า 65,000 เท่าในการคํานวณให้เสร็จ
นี่เป็นเพียงตัวอย่างของการบวกเท่านั้นสถานการณ์จริงซับซ้อนมาก แต่โดยรวมแล้ว โปรเซสเซอร์ 64 บิตสามารถทําได้มากกว่าโปรเซสเซอร์ 32 บิตในเวลาเท่ากันตัวอย่างเช่น ปัญหาของหน่วยความจํา 4G ที่หลายคนไม่ชอบกังวล:
เดิมที หน่วยความจํา 32 บิตมีขีดจํากัดสูงสุด 4294967296=4G ดังนั้นช่วงการกระโดดสูงสุดที่รองรับคือ 4G ซึ่งไม่สามารถใช้หน่วยความจําได้มากกว่านี้ ปัจจุบัน 64 บิตสูงสุดหมายถึง 18446744073709551616 = 18446744073GB ดังนั้นแทบจะไม่มีขีดจํากัดสูงสุดแต่!!ขนาดหน่วยความจําเป็นเพียงแอปพลิเคชันเดียว; 64 บิตมีข้อดีมากมายเหนือ 32 บิต!แม้ว่า A7 จะช่วยให้โปรเซสเซอร์หลุดพ้นจากข้อจํากัด 4GB แต่ก็สามารถเรียกใช้หน่วยความจําได้มากขึ้นอย่างไรก็ตาม เป็นไปได้ยากที่ iPhone จะมี RAM ขนาดใหญ่ขนาดนี้ในอนาคตอันใกล้ และจะไม่ถึงขีดจํากัดสูงสุดที่ A7 สามารถเข้าถึงได้ 256TB: ในเมื่อเป็นเช่นนั้น ทําไมต้องฝังโปรเซสเซอร์ 64 บิต?เราได้ปัดความตื่นเต้นที่เรียกว่ากระแสไปแล้วตั้งแต่ต้นบทความนี้ ดังนั้นเรามาสํารวจกันต่อ
ในเบื้องต้น โปรเซสเซอร์ A7 ขนาด 64 บิตให้ประสิทธิภาพมากกว่ารุ่น A6 ขนาด 32 บิตถึงสองเท่า และรีจิสเตอร์จํานวนเต็มและทศนิยมลอยตัวก็มีค่ามากกว่ารุ่น A6 ถึงสองเท่าเพื่อให้ชิปสามารถโหลดข้อมูลได้มากขึ้นในครั้งเดียว ต้องลดการเข้าถึงแคชหรือหน่วยความจําอย่างต่อเนื่อง ซึ่งช่วยลดเวลาที่หน่วยคอมพิวเตอร์หลักใช้เวลาว่างรอการประมวลผลดิจิทัลเพื่อใช้ประโยชน์จากข้อดีของชิปใหม่อย่างมีประสิทธิภาพ นักพัฒนาแอป iOS ต้องใช้การคํานวณจํานวนเต็ม 64 บิตในขณะเดียวกัน พวกเขาก็สามารถใช้สถาปัตยกรรม NEON ของ ARM ได้ดียิ่งขึ้นข้อดีที่กล่าวมาข้างต้นนั้นดีมากสําหรับซอฟต์แวร์ 64 บิตแต่สําหรับโค้ด 32 บิต Apple ก็ยอมรับว่าประสิทธิภาพบน A7 ไม่เร็วเท่าซอฟต์แวร์ 64 บิตสิ่งนี้แสดงให้เห็นว่าการรันโค้ด 64 บิตมีข้อเสีย: เช่น เมื่อหน่วยข้อมูลของคุณใหญ่กว่าสองเท่า จํานวนเต็มยาวบน iPhone ที่ใช้ชิป A6 จะใช้พื้นที่ 4 ไบต์ แต่ iPhone ที่ใช้ชิป A7 จะใช้พื้นที่ 8 ไบต์คุณต้องใช้หน่วยความจํามากกว่าสองเท่าเพื่อเก็บข้อมูลในปริมาณเท่าเดิมดังนั้น สําหรับระบบนิเวศทั้งหมด มีเพียงแอปพลิเคชัน 64 บิตเท่านั้นที่สามารถแสดงข้อดีของโปรเซสเซอร์ A7 ได้แนวทางนี้ที่ขับเคลื่อนความก้าวหน้าของซอฟต์แวร์ผ่านนวัตกรรมฮาร์ดแวร์เป็นวิธีการดําเนินงานของ Apple มาโดยตลอด
ในขณะเดียวกัน ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีครั้งใหญ่นี้อาจนํามาซึ่งการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ในอุตสาหกรรมเกมอย่างน้อยที่สุด มันจะนํามาซึ่งอินเทอร์เฟซเร่งความเร็วกราฟิก OpenGLES 3.0 ที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น และชิปประมวลผลกราฟิกที่ทรงพลังยิ่งขึ้น
ผลกระทบต่ออุตสาหกรรมทั้งหมด\ จําความคิดเห็นตอนต้นบทความของเราเกี่ยวกับอดีต CMO ของ Qualcomm เกี่ยวกับโปรเซสเซอร์ 64 บิตของ Apple ได้ไหม?จริงๆ แล้ว สิ่งที่ผมอยากเน้นคือ "ก่อนหน้านั้น"เพราะคําพูดเหล่านี้ Anand จึงถูกย้ายไป Qualcomm ซึ่งแสดงให้เห็นว่าบริษัทชิปมือถือยักษ์ใหญ่นี้ให้คุณค่ากับโปรเซสเซอร์ 64 บิตมากแค่ไหน
ตามคํากล่าวของพนักงาน Qualcomm ที่ไม่เปิดเผยชื่อว่า "ชิป 64 บิตของ Apple โดนใจเราถูกต้องไม่ใช่แค่เรา แต่ทุกคนจริงๆ เราตกตะลึง มึนงง และไร้ทางป้องกัน (อ้าปากค้าง ตกตะลึง และไม่ได้เตรียมตัว)(64 บิตและ 32 บิต) ตอนนี้ประสิทธิภาพคงไม่ต่างกันมากนัก เพราะซอฟต์แวร์ส่วนใหญ่ในปัจจุบันไม่สามารถใช้ประโยชน์จากมันได้ แต่ดูเหมือนว่า 32 จะใหญ่ขึ้น และตอนนี้ทุกคนก็อยากได้ 64 บิต"
พนักงาน Qualcomm เปิดเผยเพิ่มเติมว่า: "(แผนงาน 64 บิตของ Qualcomm) ไม่สามารถเทียบกับ Apple ได้ เพราะทุกคนคิดว่ามันไม่สําคัญขนาดนั้นการพัฒนาจาก 32 บิตเป็น 64 บิตควรจะดําเนินไปอย่างมั่นคงแน่นอนว่ามันน่าดึงดูดและเป็นอนาคต แต่ตอนนี้มันยังไม่ค่อยสมเหตุสมผลเท่าไหร่ "\ ถึงอย่างนั้น Qualcomm เพิ่งเปิดตัวโปรเซสเซอร์ 64 บิตตัวแรก Snapdragon 410MSM8916 แม้ว่านี่จะเป็นเพียงชิประดับล่างที่อิงกับการออกแบบสถาปัตยกรรม ARM Cortex-A53 แต่ก็ยังถือว่าเป็นจุดเริ่มต้นที่ดีเมื่อเทียบกับแอปเปิลที่ต้องออกแบบชิพเพียงตัวเดียวต่อปี โควอลคอมต้องมีสายผลิตภัณฑ์ครบถ้วนเพื่อรองรับตลาดระดับสูง กลาง ต่ำ ดังนั้นสำหรับโควอลคอมจึงมีเส้นทางที่ยาวกว่าที่ต้องเดิน
รูปภาพ [ไปยังเวอร์ชันข้อความและรูปภาพ]
ทำไมโควอลคอมกับบลูทูธจึงแข่งขันชิปประมวลผล 64 บิต
ในขณะเดียวกัน ผู้ผลิตชิปอีกเจ้าหนึ่งอย่างซัมซุงก็ติดตามแอปเปิลและเสนอว่าชิป Exynos รุ่นต่อไปจะเป็น 64 บิต ตามที่นายวู นานซิง ประธานฝ่าย SystemLSI ของซัมซุงกล่าว
ซัมซุงจะใช้กลยุทธ์ "ก้าวสองขั้น" ในการพัฒนาชิปประมวลผล 64 บิต โดยขั้นแรก ซัมซุงจะพัฒนาชิป 64 บิตตามการออกแบบของ ARM นั่นคือเปิดตัวซีรีส์ Exynos6 จากนั้นจึงปรับแต่งการออกแบบตามสถานการณ์จริง นั่นคือซีรีส์ ExynosS
รูปภาพ [ไปยังเวอร์ชันข้อความและรูปภาพ]
ทำไมโควอลคอมกับบลูทูธจึงแข่งขันชิปประมวลผล 64 บิต
สำหรับวันเปิดตัวชิป 64 บิต วู นานซิง กล่าวว่าเพียงคร่าวๆ ว่า "เรากำลังทำตามแผน" แต่ไม่ต้องพูดก็รู้ว่าชิปนี้จะถูกนำไปใช้ในผลิตภัณฑ์เรือธงของซัมซุงปีหน้า GalaxyS5
นอกจากนี้ซัมซุงยังสื่อว่าอุปกรณ์เคลื่อนที่จะมีหน่วยความจำเหมือนคอมพิวเตอร์พีซี ซึ่งก็ต้องใช้ชิป 64 บิต เพราะหน่วยความจำที่เกิน 4GB จะใช้ชิป 64 บิตเท่านั้น ในหลายกรณี ชิป 32 บิตไม่สามารถรองรับหน่วยความจำขนาดใหญ่ได้อย่างเหมาะสม
เช่นเดียวกัน อีกหนึ่งยักษ์ใหญ่ด้านไร้สายอย่างบลูทูธ แม้ว่าความเด่นในตลาดชิปเคลื่อนที่จะไม่มากนัก แต่ครั้งนี้ก็เข้ามาร่วมประโยชน์กับชิป 64 บิตและได้เปิดตัวชิป 64 บิตตามกระแส
บลูทูธระบุว่า ชิปใหม่นี้ก็มีสถาปัตยกรรม ARMv8 64 บิตเช่นกัน แต่ไม่ได้ใช้สถาปัตยกรรมเพียงอย่างเดียว แต่พัฒนาขึ้นเองบนชุดคำสั่งเดิม เช่นเดียวกับแอปเปิลและโควอลคอม ใช้สถาปัตยกรรมโอเวอร์สคาลาร์แบบสั่งงานลำดับไม่ตรงกัน รองรับการส่งคำสั่งสี่เส้นและสี่เธรด อ้างว่ามี "แกน CPU ที่ดีที่สุด" "ตัวเร่งฮาร์ดแวร์ที่ดีที่สุด" และ "การจัดการพลังงานอัจฉริยะ"
รูปภาพ [ไปยังเวอร์ชันข้อความและรูปภาพ]
ทำไมโควอลคอมกับบลูทูธจึงแข่งขันชิปประมวลผล 64 บิต
บลูทูธวางแผนใช้เทคโนโลยีทรานซิสเตอร์ 3 มิติ 16nm FinFET ของ TSMC ซึ่งหมายความว่าจะต้องรอจนถึงปี 2015 เนื่องจากเทคโนโลยีนี้จะเริ่มผลิตเป็นจำนวนมากในช่วงต้นปี 2015
แต่การรอก็คุ้มค่า ด้วยเทคโนโลยีขั้นสูง ความถี่สามารถเกิน 3GHz ประสิทธิภาพจึงน่าจะชัดเจนอยู่แล้วบโรดคอมสุดท้ายชี้ว่าชิปประมวลผลนี้ส่วนใหญ่เน้นไปที่สี่สาขาหลัก ได้แก่ ไร้สาย, การเก็บข้อมูล, เครือข่าย และความปลอดภัย (มูลค่ารวมตลาด 3 พันล้านดอลลาร์) ดังนั้นน่าเสียดายที่แทบจะไม่มีโอกาสพบมันในสมาร์ทโฟนและแท็บเล็ต
ในกระแสนี้ ความพยายามของผู้ผลิตชิปในประเทศก็ไม่ควรมองข้าม
ตามเส้นทางการพัฒนาที่หลุดออกมาก่อนหน้านี้ทางออนไลน์
รูปภาพ [ไปยังเวอร์ชันมีภาพและข้อความ]
ทำไม Qualcomm และ Broadcom ถึงแข่งขันชิงชิปประมวลผล 64 บิต
Allwinner จะเปิดตัว A9X ปลายปี 2015 ซึ่งถือเป็นสัญลักษณ์ว่าพวกเขาก้าวเข้าสู่ยุค 64 บิตเช่นกัน ใช้ Cortex-A53/A57 และคาดว่าเป็นสถาปัตยกรรมแบบผสมสองแบบ พร้อมอ้างว่า GPU มีประสิทธิภาพมากกว่าเดิมสี่เท่า
A9X จะใช้กระบวนการผลิตใหม่ของ TSMC แต่ยังไม่ทราบแน่ชัดว่าจะเป็น 20nm หรือ 16nm FinFET ที่ล้ำหน้ากว่า รุ่นแรกจะผลิตจำนวนมากต้นปีหน้า ส่วนรุ่นหลังต้นปีถัดไป จึงมีเวลาเพียงพอ
ในยุคที่เป็น 64 บิตทั่วประเทศ ประสบการณ์ที่จะเกิดขึ้นจะเป็นอย่างไร ยังคงไม่สามารถคาดเดาได้ การนำการสร้างสรรค์ใหม่โดย Apple ครั้งนี้ จะนำมาซึ่งการพัฒนาประสิทธิภาพอะไรบ้าง เรามารอดูกัน
