在八月份，英特爾架構日活動上，英特爾發布了全新一代的酷睿處理器，在這新一代的酷睿處理器上，采用了大小核心（能效核心和性能核心）的異架構模式，那麼這一個異架構模式讓很多人直呼：X86架構的SOC化已經來了。但是事實是這樣的嗎？未來X86架構的發展還有什麼困難和期待嗎？本期内容就讓我們一起了解。

01/從CPU談起

我們現階段所說的處理器或者說CPU在現階段已經不再是單純的一個中央處理器，隻不過由于一直以來為了更好的描述使用内容和範圍，而一直沿用至今。

CPU是中央處理器（central processing unit，簡稱CPU）作為計算機系統的運算和控制核心，是信息處理、程序運行的最終執行單元。在最開始誕生的時代中，CPU隻負責對于數據進行運算處理，并且給出運行的結果，執行相對應的程序。但是在此後的發展中，随着半導體工業制程的進步發展。半導體的物理大小不斷縮小，處理器也進入到了微處理器的時代。

但是在物理體積大小進一步減少得同時，CPU已經不再是單純的隻是處理信息的運行程序的部件。例如在此前，我們的主闆上還配備了北橋這一個芯片，曾經的北橋芯片負責電腦上内存的控制、PCIe通道的信息溝通、甚至是負責顯示信号的輸出。而在南橋部分，則進行一系列的IO控制，例如SATA接口、USB接口、網卡接口等。

在現階段，我們早已不見現在的主闆上還存在北橋這一個芯片，原因就是北橋芯片的功能，已經被處理器内進行集成，現階段的處理器具備了對内存的控制，PCIe的控制等一系列的功能。在能對内存等功能進行控制後，CPU已經不再是純粹的中央運算處理器，而是在此之外承擔了更多的功能

目前我們所常見的處理器上，除了北橋的集成之外，還有包括顯核（核顯）的集成，例如英特爾上所配備的HDxxx、UHDxxx系列核顯，而AMD方面則推出了帶有圖形核心的APU。而南橋等芯片，在AMD最新的銳龍系列上，也被進行了集成，現階段AMD的大部分IO是由處理器進行支持，主闆上的南橋更多的是起到IO Hub的拓展功能提供更多的通道，核心通道是由處理器提供支持。而英特爾也在處理器方面進行了更進一步的提升，例如第11代酷睿的雷電和PCIe 4.0通道就是由處理器出來的通道進行連接。

02/進擊的X86處理器

而在近幾年的X86指令集處理器上，當年的中央處理器（CPU）已經和現階段的我們指代的CPU有非常大的差别。

除了一系列功能的集成，讓處理器不在隻是一個單一執行功能的單元。而在X86指令集系列處理器上也進行了了一系列的發展，首先就是從單核心向多核心的轉變，這意味着在處理器中的任務處理需要進更進一步的調配，進行動态的分配調節。随着多核心的進一步發展，各家都在轉向不一樣的處理器生産和調度方案，例如在AMD的銳龍系列Zen系列架構上，就采用了多Die的解決方案，在其中的核心單元不再是集成于一個單一的Die上，而是分布在不同的Die，每一個Die上有不同的CCX組成，而在不同的CCX之間的溝通則有一個在核心中負責和不同CCX溝通和分配的IO Die進行。不同的CCX共享三級緩存等核心内容，由一個統一的IO Die進行分配。

不同的Die可以在不同要求的技術工藝下進行制造，通過分開的制造，能降低單一Die中多核心生産過程中出現不良産品的幾率。而在不同Die上如若出現不良核心，也可以通過屏蔽的方式和其他Die上的CCX通過統一的IO Die進行多核的組成。依靠這一個策略，AMD近幾年在處理器方面取得了一系列的進展，在消費級市場上憑借多核心等一系列的優勢帶來了不錯的市場占有率。

我們可以注意到，AMD的銳龍系列處理器目前是采用的多個統一規格的核心進行組成，在調度方面和傳統的多核心處理器并沒有很多的邏輯差異，更主要的是在于處理器内部的IO能否進行更好的調度。在銳龍一代推出的時候，處理器内部CCX之間的調度就存在一些不足，例如三級緩存和核心的調度等問題，直到後來的新産品的進一步更新才有了一系列的改善。

英特爾的第十二代酷睿處理器——Alder Lake則是更加激進，Alder Lake采用了全新的異架構混合，相比于AMD銳龍系列，Alder Lake更是采用了不對稱的多個Die和核心組成，并且還集成了一系列的IO、内存等功能的控制，集成相比傳統的處理器更是提升了一個等級，以至于英特爾在宣傳時直接稱之為客戶端SOC。

03/SOC化的X86有什麼困難和期待？

上面我們說到過，在AMD銳龍一代推出的時候，處理器内部CCX之間的調度就存在一些不足，例如三級緩存和核心的調度等問題。而在進一步SOC化的Alder Lake上，則面臨着更多的問題，例如多顆不同性能的核心、兩款核心間的不對稱數量、任務的調度分配。

所以為了解決這一系列的問題，英特爾加入了英特爾硬件線程調度器進行SOC的内部分配調度。英特爾給出的信息顯示，硬件線程調度器會讓處理器看到性能核和能效核現在的情況，以及整個處理器的電源和功耗狀态，然後去提供硬件線程調度器的信息給到系統，讓系統來做調整。硬件線程調度器會根據實時的監控内核狀态然後做出一個動态和智能的反應，讓軟件不需要為這樣的策略去重新寫代碼。如果是固定線程調配，軟件就需要考慮把哪些線程放到更高性能的核上，哪些線程要放到更追求能耗的核上面，而通過硬件線程調度器這種實時動态智能調整，軟件不需要做這樣的适配和調優。

英特爾也提到，已經和微軟進行了深度的合作，确保在Windows 11上多了一系列的相對應優化，讓這一全新的混合架構能發揮出更好的優勢。從在一個信息中我們可以了解到，英特爾混合架構想要發揮出更好的優勢，需要處理器内部進一步的深度調度，并且還需要和操作系統進行進一步的深入适配。此外也有消息指出，AMD在未來也将會采用全新的混合架構，如何進行合理的調度加上一系列的操作系統優化，是X86指令集在邁向更進一步的SOC化中需要不斷解決的問題。

英特爾此次的采用性能核(P-Core)和能效核(E-Core)，并不是和我們手機一樣單純的大小核設計，而是在能效核心上也有不錯的性能，但是會因為能效比的需求從性能核切換到能效比更高的能效核罷了，其實英特爾其中的能效核也是具有非常高的性能。

在未來X86指令集處理器方面在進一步的SOC化後，能更進一步的在更多的設備上進行使用，例如筆記本、嵌入式終端、甚至是平闆電腦等産品。在性能和功耗上找到一個更進一步的平衡點。為整個市場帶來全新的選擇，或許就是X86進一步集成化、SOC化後能為我們帶來的更多驚喜。

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