还在以为ARM架构性能不行？X86架构霸权的挑战者：高效能ARM架构

苹果在WWDC2020发布了将在今年采用ARM架构的笔记本电脑，重量级新闻让市场为之振奋。然而，却又产生了一个疑问，ARM传统上认为应用在低耗能的CPU，而高效能应用真的可以和x86架构CPU一较高下了？
开始让ARM架构和x86架构一较高下前，不妨先评估，为什么苹果会发布ARM架构MacBook，以及设定的客户群和应用情景？关于主要应用情景，从WWDC2020发布会，苹果示范使用ARM架构的MacBook影音剪辑及文书处理，可合理判断这两个应用为现阶段的主要目标。
不同应用情境的个别突破

从2020款iPad Pro影音剪辑效能评估，可明确知道这两项应用里，采用A12Z的iPad Pro确实优于x86架构的MacBook Air。即使ARM架构的MacBook使用和iPad Pro一样的处理器，在影音剪辑及文书处理情景，就可和x86架构的MacBook一较高下了。
另外，当我们比较ARM跟x86 CPU的效能时，很常忽略一个现实，就是ARM的CPU大多没有额外风扇帮忙散热。这差异让苹果ARM CPU有更多操作空间。举例来说，不改变CPU设计的情况下，由于有额外风扇协助散热，可大幅提升频率。如果将频率从2.5GHz一举拉到3.8GHz，便带来1.5倍的理论效能。这也是英特尔从第六代CPU至今效能提升的手段之一，单纯却有效。更不用说年底上市的MacBook或许会采用全新设计的CPU而非iPad Pro的A12Z。
第一款产品？

此外，今年苹果依旧会推出搭载英特尔CPU的MacBook，考虑到MacBook使用者应用情境将不单单是影音编辑及文字处理，综合领域应用里，不可否认英特尔CPU依然有强大优势。因此英特尔CPU还是会存在于高端笔记本电脑，但如果把目光放到超轻薄笔记本电脑呢？
2019年，苹果停止发售12寸的超轻薄MacBook。先前超轻薄MacBook主要应用场景即文字处理及轻影音编辑。然而，相对嬴弱的效能及难以散热，让苹果不得不放弃超轻薄MacBook，退出1公斤以下超轻薄笔记本电脑市场。
如今，随着ARM架构CPU成熟及苹果优良的SoC设计能力，或许第一款ARM架构的MacBook便会锁定超轻薄笔记本电脑市场。在这市场之前，iPad Pro采用的A12Z得以叱咤风云，满足使用者影音编辑及文字处理需求，更别提下一代预计采用5nm制程的新CPU。
ARM架构在高效能计算领域是否真那么不堪？不妨一起看看WWDC2020当天发布的另一则重大消息吧！
ARM架构在高端市场的突破

举办WWDC2020的同一天，除了苹果将采用ARM架构设计MacBook CPU，另一则重大消息是采用ARM CPU的超级电脑“富岳”夺得Top500第一名。富岳以理论效能513 Peta Flops大幅超越美国Summit超级电脑的148 Peta FLOPS，帮助日本于“京”电脑后再次夺得桂冠。
关于Top500组织如何衡量超级电脑的效能优劣，可参考先前的介绍及标竿设计。依据2020年6月TOP500组织的信息，可发现富岳确实为名符其实的世界第一超级电脑，且效能大幅领先第二名的Summit。
定制化的CPU，满足不同领域的需求

根据日本理化学研究所公布的资料，这次新电脑跟京电脑一样，采用富士通CPU，唯一不同是A64 FX为Fujitsu跟ARM共同开发，为高速计算定制化的CPU。CPU参数如下表所示。
由于超级电脑的效能着重在双精度计算效能，A64 FX采用ARM V8.2-A之外，还新增SIMD指令集，带来2.7 TFLOPS效能。值得一提的是，A64 FX采用台积电7nm制程及HBM2技术。由于制程及记忆体技术提升，为A64 FX带来更多优势，在HPCG指标也顺利拿下第一名。
历经多年后ARM开始站上舞台，挑战长期由x86架构垄断的高速计算及笔记本电脑市场，实在震奋人心。不妨让我们期待2年后，当苹果正式结束搭载英特尔CPU的MacBook产品线时，ARM将在电脑产业写下怎么样的故事吧！
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