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今年8月，在英特尔架构日，英特尔发布了新一代酷睿处理器。在这款新一代酷睿处理器上，采用了大小核(能效核和性能核)不同的架构模式，所以这种不同的架构模式让很多人大呼：X86架构的SOC来了。但这是真的吗？X86架构的未来发展有什么困难和期待吗？让我们一起来了解一下这个问题。

01/从CPU谈起

在这个阶段，我们所说的处理器或CPU不再仅仅是一个中央处理器，而是为了更好地描述内容和使用范围而一直使用到现在。

它是中央处理器(简称CPU)，是计算机系统的操作和控制核心，是信息处理和程序运行的最终执行单元。在它诞生的时代，CPU只负责数据的算术处理，给出运行结果，执行相应的程序。然而，在随后的发展中，随着半导体工业工艺的进步和发展。半导体的物理尺寸正在缩小，处理器已经进入微处理器时代。

然而，随着物理体积的进一步缩小，CPU不再仅仅是运行程序处理信息的组件。比如在此之前，我们的主板配备了一个叫北桥的芯片，负责控制电脑上的内存，在PCIe频道上传递信息，甚至输出显示信号。南桥部分进行了一系列IO控制，如SATA接口、USB接口、网卡接口等。

现阶段我们还没有看到主板上的北桥芯片。原因是北桥芯片的功能已经集成在处理器中。在这个阶段，处理器有一系列的功能，如存储控制和PCIe控制。在能够控制内存等功能后，CPU不再是一个纯粹的中央处理器，而是承担了除此之外的更多功能。

目前我们常见的处理器除了北桥的集成外，还包括核心显示的集成，比如英特尔提供的HDxxx和UHDxxx系列核心显示，而AMD则推出了带显卡核心的APU。南桥等芯片也已经集成在AMD最新的锐龙系列上。目前AMD的IO大部分都是处理器支持的。主板上的南桥作为IO Hub的扩展功能，提供更多通道，核心通道由处理器支持。英特尔还在处理器方面做了进一步的改进。例如，第11代酷睿的迅雷和PCIe 4.0通道通过处理器的通道连接。

02/进击的X86处理器

在近年来的X86指令集处理器上，当年的中央处理器(CPU)与我们目前所指的CPU有很大的不同。

除了一系列功能的集成，处理器不再仅仅是一个执行功能的单一单元。在X86指令集系列处理器上，也进行了一系列的开发。首先是从单核到多核的过渡，这意味着处理器中的任务处理需要进一步部署和动态分配调整。随着多核的进一步发展，每个家族都在转向不同的处理器生产和调度方案。比如在AMD的锐龙系列Zen系列架构中，采用了多die解决方案，核心单元不再集成在单个Die上，而是分布在不同的Die中，每个Die都有不同的CCX组成，不同CCX之间的通信由一个IO Die进行，IO Die负责与核心中不同的CCX进行通信和分发。不同的ccx共享核心内容，如L3缓存，这些内容由统一的IO Die分发。

不同的模具可以在不同的工艺流程下制造。通过分开制造，可以降低单个模具多核生产过程中出现不良品的概率。而且如果不同管芯上有坏核，也可以通过统一IO Die在其他管芯上屏蔽和CCX形成多核。依托这一战略，AMD近年来在处理器方面取得了一系列进展，并凭借多核等一系列优势在消费市场带来了不错的市场份额。

我们可以注意到，目前AMD的锐龙系列处理器都是由规格统一的多核组成，在调度方面，AMD的锐龙系列处理器与传统多核处理器并没有太多逻辑上的区别，但更重要的是处理器内部的IO是否能够更好的调度。锐龙一代推出时，CCX处理器之间的调度存在一些不足，比如L3缓存、核心调度等，直到新产品进一步更新后才进行了一系列改进。

英特尔第12代酷睿处理器——Alder Lake更加激进。阿尔德湖采用了不同建筑的全新组合。与AMD锐龙系列相比，Alder Lake由不对称的管芯和内核组成，还集成了IO、内存等一系列控制功能。与传统处理器相比，集成度更上一层楼，以至于英特尔在推广时直接称其为客户端SOC。

03/SOC化的X86有什么困难和期待？

我们上面说过，AMD锐龙一代推出的时候，CCX处理器之间的调度存在一些缺点，比如L3缓存和核心调度。

。而在进一步SOC化的Alder Lake上，则面临着更多的问题，例如多颗不同性能的核心、两款核心间的不对称数量、任务的调度分配。

所以为了解决这一系列的问题，英特尔加入了英特尔硬件线程调度器进行SOC的内部分配调度。英特尔给出的信息显示，硬件线程调度器会让处理器看到性能核和能效核现在的情况，以及整个处理器的电源和功耗状态，然后去提供硬件线程调度器的信息给到系统，让系统来做调整。硬件线程调度器会根据实时的监控内核状态然后做出一个动态和智能的反应，让软件不需要为这样的策略去重新写代码。如果是固定线程调配，软件就需要考虑把哪些线程放到更高性能的核上，哪些线程要放到更追求能耗的核上面，而通过硬件线程调度器这种实时动态智能调整，软件不需要做这样的适配和调优。

英特尔也提到，已经和微软进行了深度的合作，确保在Windows 11上多了一系列的相对应优化，让这一全新的混合架构能发挥出更好的优势。从在一个信息中我们可以了解到，英特尔混合架构想要发挥出更好的优势，需要处理器内部进一步的深度调度，并且还需要和操作系统进行进一步的深入适配。此外也有消息指出，AMD在未来也将会采用全新的混合架构，如何进行合理的调度加上一系列的操作系统优化，是X86指令集在迈向更进一步的SOC化中需要不断解决的问题。

英特尔此次的采用性能核(P-Core)和能效核(E-Core)，并不是和我们手机一样单纯的大小核设计，而是在能效核心上也有不错的性能，但是会因为能效比的需求从性能核切换到能效比更高的能效核罢了，其实英特尔其中的能效核也是具有非常高的性能。

在未来X86指令集处理器方面在进一步的SOC化后，能更进一步的在更多的设备上进行使用，例如笔记本、嵌入式终端、甚至是平板电脑等产品。在性能和功耗上找到一个更进一步的平衡点。为整个市场带来全新的选择，或许就是X86进一步集成化、SOC化后能为我们带来的更多惊喜。