Arbeiten Intel und AMD ebenfalls an big.LITTLE-Architektur-Konzepten? [Apple M1]

[Gast]

Apples M1 macht einen sehr potenten und energieeffizienten Eindruck.

Frage: Sind INTEL und AMD auch im Prozess der Entwicklung solcher big.LITTLE Architekturen für ihre zukünftigen CPU/APU Generationen?

Falls NEIN: Warum nicht?

Was sind die Vor- und Nachteile solcher Architekturen?

[Sweepi]

Intel hat schon Performance und "Efficiency" Cores.
M1 Vorteil liegt mutmaßlich in der ARM ISA + 0 Altlasten. Final ist das allerdings schwer zu sagen, wir haben und werden keine von Apple designte x86 CPU sehen.

[Exxtreme]

Was sind die Vor- und Nachteile solcher Architekturen?

Vorteile: du sparst potentiell Strom und gewinnst Multithreading-Benchmarks.

Nachteile: Viel anspruchsvoller für das OS und es ist sehr wahrscheinlich, dass man manuell nachhelfen muss um bestimmte Anwendungen an passende Kerne zu pinnen.

[Gast]

Frage: Sind INTEL und AMD auch im Prozess der Entwicklung solcher big.LITTLE Architekturen für ihre zukünftigen CPU/APU Generationen?



Ist bei Intel schon längst im Einsatz und bei AMD ist mit Zen4c was sehr ähnliches in der Entwicklung.



Was sind die Vor- und Nachteile solcher Architekturen?

Vorteile: mehr Energieeffizienz, mehr Area-Effizienz und damit mehr Kerne bei gleicher DIE Size. Damit auch viel mehr Multhithread-Leistung bei gleichem Power- bzw. Siliziumbudget.
Potentiell mehr Effizienz bei geringer Last die von den kleinen Kernen übernommen werden kann, ohne die großen aufwecken zu müssen.

Nachteile: In erster Linie dass zumindest aktuell alle Kernarten Featureident sein müssen.
Das Scheduling wird anspruchsvoller, insbesondere dann wenn man unterschiedliche Zielsetzungen zwischen max. Performance oder max. Effizienz hat.

Die einzelnen Umsetzungen unterscheiden sich auch stark. Bei ARM sind die kleinen Kerne sehr Leistungsschwach (und in order) aber auch sehr klein und Sparsam.
Apples "kleine" Kerne sind viel leistungsfähiger, vor allem in der Anfangszeit waren Apples kleine Kerne sogar leistungsfähiger als ARMs große. IPC dürfte über Zen2 liegen. Damit tragen sie zumindest in größerer Anzahl auch erheblich zur Gesamtperformance bei.

Bei Intel erreichen die kleinen Kerne nochmal mehr Leistung im Verhältnis zu den großen (im Wesentlichen Skylake IPC), und auch für Zen4c wird ähnliches erwartet.

[CD-LABS]

Intel hat schon Performance und "Efficiency" Cores.
(...)
Ist bei Intel schon längst im Einsatz und bei AMD ist mit Zen4c was sehr ähnliches in der Entwicklung.(...)
Nein. Die E-Cores von Intel sind Flächeneffizienzcores, die LITTLE-Cores von big.LITTLE sind Energieeffizienzkerne.
Ein umfassender Kommentar von früher dazu findest du hier: https://www.computerbase.de/forum/threads/ryzen-threadripper-pro-7000-engineering-sample-mit-96-zen-4-kernen-ist-aufgetaucht.2114118/page-4#post-27668028
Oder auch eingebettet ins Forenlayout:



BigLittle wurde nicht von Intel aus der Not heraus geboren wir ich finde. Es ist ja nicht neu, so gut wie jeder Smartphone SOC nutzt es und es macht auch Sinn da man so viel effizienter Haushalten kann.

Intel nutzt aber kein big.LITTLE im Ultramobile-Sinn:

Intel hat die Kerne EfficiencyCores genannt. Leute erwarten deshalb energieeffiziente Kernen, in erster Linie sind sie aber flächeneffiziente Kerne. Entsprechend haben sie nicht dafür gesorgt, dass Intel mit AlderLake im Idle, bei Teillast und so weiter Effizienzkönig wird, (wie erhofft!) sondern in erster Linie einen drastischen Multicoreboost verpasst.* Diesen krassen Multicoreboost kann man natürlich auch in Energieeffizienz ummünzen. Genau das tut Intel aber (im Desktop) nicht.

Genau das ist dementsprechend einfach falsch. Intel hat noch keine LITTLE-Cores im Sinne von Big.LITTLE. Sie haben aktuell sozusagen HuGe.Big...

*bislang deutet auch nichts darauf hin, dass sich dies mit RaptorLake ändern wird.


Drastische, wenige, richtige Energieeffienzkerne (sprich Kerne mit geringer Leistungsaufnahme im Niedriglastbetrieb, wie bei big.LITTLE) wären auch eine Richtung gewesen und eine Richtung, die viele Kritiker bevorzugt hätten.

Und auch nicht im Apple-Sinn. Ein M1 Pro/ Max hat zum Beispiel nur 2 LITTLE-Kerne. Sie sind nicht diejenigen, die die Multicoreperformance bringen. Sie sind für gute Effizienzwerte im Idle und bei Niedriglast dar. Bei Apple sind die LITTLE-Cores entsprechend auch keine...

Buildzoid von Actually Hardcore Overclocking nennt die "E"-Cores der Intel-Plattform auch nicht ganz unzutreffend "Cinebench-Booster".

...Cinebench-Booster.

Auch der Vorschlag*, dass AMD Zen4 und Zen4C verheiraten sollte, ginge eher in Richtung eines Konters von Intels Konzept und nicht in Richtung eines Aufgreifens von big.LITTLE! Bloß eher, weil Zen4C im Vergleich zu Zen4 bei weitem nicht so schmal ist wie einer der E-Cores von Intel es im Verhältnis zu einem der P-Cores ist. (ein Viertel)

*und um den geht es hier ja eigentlich.

Jetzt noch einmal zurück zur Eingangsfrage:
Nein, es ist nicht bekannt, dass AMD und Intel daran arbeiten, dem Apple-Modell zu folgen.
Wahrscheinlich sehen sie die Notwendigkeit noch nicht bzw. wissen nicht, an welcher Stelle die Kerne verheiratet werden könnten.
Wenn AMD und Intel big.LITTLE aufgreifen (sprich Intel dann HuGe.big.LITTLE nutzen) würden, dann dürfte das deutliche Vorteile im Idle oder Quasi-Idle bringen.
Ich gehe aber fest davon aus, dass tief in der Chipletära, spätestens wenn das komplette Abschalten einzelner Chiplets möglich sein wird, HuGe.big.LITTLE überall Einzug erhalten wird.

[Sweepi]

Ein M1 Pro/ Max hat zum Beispiel nur 2 LITTLE-Kerne. Sie sind nicht diejenigen, die die Multicoreperformance bringen.

Das stimmt. Allerdings hat der M1/M2 für Mac Book Air, Mac Mini, iPad Pro 4+4 (anstatt x+2 wie der Rest vom M-Lineup). Und die A Chips fuer iPhone, iPad und iPad mini haben 2+4. Da werden die "kleinen" wahrscheinlich schon zur Hilfe bei Multicore Aufgaben genommen.

Zitat Anandtech (https://www.anandtech.com/show/16983/the-apple-a15-soc-performance-review-faster-more-efficient/2):
The extremely competent performance of the 4 efficiency cores alongside the leading performance of the 2 big cores explain the significantly better multi-threaded performance than the 1+3+4 setups of the competition.

[CD-LABS]

(...) Und die A Chips fuer iPhone, iPad und iPad mini haben 2+4. Da werden die "kleinen" wahrscheinlich schon zur Hilfe bei Multicore Aufgaben genommen.(...)
Das werden sie durchaus. Die letzten Apple-Chips, die das nicht gemacht haben, waren A10 und A10X. (diese hatten jeweils gleich viele Performance- und Effizienzkerne und konnten durch den Verzicht auf das zusammen arbeiten dem OS leicht vortäuschen, weiterhin ein Dualcore bzw. Triplecore zu sein)

Und ja, im ultramobilen Bereich bringen die Effizienzkerne tatsächlich auch einen großen Teil der Multicoreperformance im gegebenen Powerbudget. Das legt sich aber dann aber im normalen mobilen Bereich schon etwas und noch stärker bei steigenden Größen M1 Max:
https://www.anandtech.com/show/17024/apple-m1-max-performance-review/5

[Sweepi]

+1

[ryan]

Jetzt noch einmal zurück zur Eingangsfrage:
Nein, es ist nicht bekannt, dass AMD und Intel daran arbeiten, dem Apple-Modell zu folgen.
Wahrscheinlich sehen sie die Notwendigkeit noch nicht bzw. wissen nicht, an welcher Stelle die Kerne verheiratet werden könnten.



Was nicht heißt, das sie nicht daran arbeiten. Wir haben kaum Einblicke in zukünftige Generationen. Du unterstellst Intel etwas, ohne einen Einblick zu haben.

Gracemont ist die erste Version von Intels big.little mit womöglich viel Verbesserungsspielraum. Einer großer Nachteil der aktuellen Generation ist bekanntlich die shared Spannungsversorgung mit den großen Kernen. Die P Kerne geben die Spannung vor, weil sie höher takten. Dementsprechend kann Gracemont nicht so effizient agieren, wie es möglich wäre mit einer eigenen Spannungsversorgung. Das kann sich schon bei Meteor Lake ändern, weil das rein mit der Umsetzung zu tun hat und nichts mit dem Kern selber.

Außerdem soll ein E core im Soc tile untergebracht sein. Im kompletten Idle könnte es möglich sein das compute tile abzuschalten und so Energie zu sparen. ADL hat ja einen höheren Idle (uncore) Verbrauch als Skylake. Bei Meteor Lake soll der Fokus auf Effizienz liegen.

Ich würde schon davon ausgehen, dass Intel versucht mit zukünftigen Generation die Energieefizienz deutlich zu verbessern auf CPU/Soc Ebene. Interessant dazu ist auch diese Meldung (https://www.computerbase.de/2023-01/intel-lunar-lake-neue-architektur-von-grund-auf-fuer-mobility-entworfen/). Wie genau muss man sehen.