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蘋果A12處理器怎么樣,A12規(guī)格介紹( 三 )


正如之前所提到的,蘋果在A12的緩存結(jié)構(gòu)和內(nèi)存子系統(tǒng)上投入了大量的工作 ?;氐骄€性延遲圖上,我們看到以下針對大核和小核的完全隨機(jī)延遲的行為:

蘋果A12處理器怎么樣,A12規(guī)格介紹


大核心方面,與A11的Monsoon核心相比,A12的Vortex核心僅有5%頻率提升,但L2緩存的絕對延遲從約11.5ns降至約8.8ns,降幅高達(dá)29%,這意味著Vortex核心的L2緩存可以在更短的時間內(nèi)完成讀寫訪問 。
小核心方面,A12的Tempest核心與A11的Mistral核心延遲表現(xiàn)相似,但A12在L2分區(qū)和電源管理方面又有了很大的變化,允許訪問更大的L2物理區(qū)塊 。
這里只進(jìn)行了64MB隊(duì)列深度的測試,顯然延遲曲線在這個數(shù)據(jù)集中并沒有變得平緩,但可以看出內(nèi)存延遲已經(jīng)有所改善 。當(dāng)小核心處于活動狀態(tài)時,內(nèi)存控制器DVFS的最大頻率會提高,這也是Tempest核心的內(nèi)存訪問存在較大的差異的原因:當(dāng)大核心上有高負(fù)載時,它們的性能會更好 。
A12的共享緩存也發(fā)生了巨大的變化,雖然緩存帶寬相比A11有所降低,但訪問延遲得到了很大改善 。
指令吞吐量和延遲
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由于蘋果并沒有像Arm和三星一樣公布其架構(gòu)設(shè)計(jì),為了比較Vortex核心的后端特性,我們測試了A12的指令吞吐量,其中后端的性能由其執(zhí)行單元的數(shù)量決定,延遲由其設(shè)計(jì)質(zhì)量決定 。
Vortex核心與Monsoon核心看起來非常相似,整數(shù)除法和浮點(diǎn)除法的執(zhí)行延遲都減少了2個周期,浮點(diǎn)吞吐量則是翻了一倍 。
從架構(gòu)的中端和后端來看,Monsoon核心是一次重要的更新 。此前A10處理器的大核心代號為“Hurricane(颶風(fēng))”,其解碼寬度為6,而Monsoon核心解碼寬度增加至7,同時后端的整數(shù)ALU單元也從4個增加到了6個 。
Monsoon核心和Vortex核心均有6個整數(shù)執(zhí)行單元(包括2個復(fù)雜單元)、2個加載/存儲單元、2個分支端口和3個浮點(diǎn)/矢量流水線,這樣寬裕的后端執(zhí)行單元規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過三星M3和Arm即將推出的Cortex A76 。
事實(shí)上,如果沒有非典型的共享端口情況的話,完全可以說蘋果的微架構(gòu)在后端單元方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過其他任何處理器架構(gòu),包括桌面CPU 。
CPU性能2倍于安卓旗艦
SPEC2006是一個重要的基準(zhǔn)測試軟件,它與其他測試軟件的區(qū)別在于所處理的數(shù)據(jù)集更大更復(fù)雜 。雖然GeekBench 4已經(jīng)成為行業(yè)中的熱門,但它的測試項(xiàng)目較小,工作負(fù)載也較輕 。因此使用SPEC2006作為基準(zhǔn)測試更有代表性,它可以充分展示微架構(gòu)的更多細(xì)節(jié),特別是在內(nèi)存子系統(tǒng)性能方面 。
性能測試在一個散熱良好的環(huán)境中進(jìn)行,可以保證在1~2小時內(nèi)完整運(yùn)行測試套件不會出現(xiàn)問題 。
在左側(cè)軸上,條形圖表示給定工作負(fù)載下的電能消耗情況,越長的條形意味著消耗的電能越多 。條形上的文字標(biāo)注顯示的是消耗電能的具體數(shù)值(單位為焦),以及測試期間的平均功耗(單位為瓦) 。
蘋果A12處理器怎么樣,A12規(guī)格介紹


在大多數(shù)工作負(fù)載下,A12的大核心頻率比A11高5%,但實(shí)際上頻率并不是鎖死的,因而在SPECint2006中,A12的表現(xiàn)平均比A11好24% 。
其中增幅最小的是456.hmmer和464.h264ref這兩項(xiàng)測試,這也是SPECint2006套件中成為瓶頸最多的測試 。由于A12架構(gòu)方面似乎沒有真正的重大變化,小幅增長主要?dú)w功于更高的頻率以及緩存結(jié)構(gòu)的改進(jìn) 。
而在445.gobmk測試項(xiàng)上A12的改進(jìn)則非常大,相比A11增幅為27% 。這項(xiàng)測試的負(fù)載特征是存儲地址事件中的瓶頸以及分支錯誤預(yù)測 。
429.mcf、471.omnetpp、473.Astar、483.xalancbmk以及部分403.gcc測試項(xiàng)對內(nèi)存子系統(tǒng)很敏感,A12在這幾項(xiàng)上取得了30%~42%不等的性能提升,顯然新的緩存結(jié)構(gòu)和內(nèi)存子系統(tǒng)在這方面取得了很大的成效 。

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