Intel混核架構的「效能核心」與「效率核心」，與Arm處理器大小核設計有何不同？

若要談到 Intel 第12代處理器最大的改變，莫過於顛覆x64 CPU 傳統的「混核架構」。Alder Lake 處理器透過「效能核心」（Performance Core，簡稱 P-Core ）與「效率核心」（Efficient Core，簡稱 E-Core ）組成，兩種核心在系統的調度下互相協調工作，試圖找到高效能運算與功耗、發熱之間的平衡。而這種設計，過去也被大家習慣性地稱為「大小核」。

新架構不應被視為大小核

通常外界在描述處理器領域混合式架構時，會導入ARM所帶來的觀念，將其稱為「大小核」。但是，Intel 指出利用「大小核」來解釋 Intel 所推出的x86混核架構，例如本次的 Alder Lake CPU，事實上不夠精確也不太正確。

Intel 表示，效能核心與效率核心所具備的功能完全相同，並非如同ARM架構的大小核一樣，在特定功能性上會有所差異。換句話說，Intel x86混核架構的 P-Core 與 E-Core，無論數量、組合如何搭配，它們全都是「完整的核心」，並沒有等級階層之分，它們能夠平等且高度相容所有運算任務。

在這種異構架構中，P-Core，即所謂的大核主要通過高頻率與超執行緒負責重負載任務；而E-Core，即所謂的小核則主要負責較輕負載任務，以及多執行緒性能吞吐與協同能力。

同時，P-Core與E-Core採用了不同的微架構設計，前者為全新的Golden Cove微架構，後者為Gracemont微架構。

我們都知道，在ARM架構下，一個核心主要負責性能，另一個核心主要負責低能耗，因此被使用者稱為大小核設計。由於ARM架構主要是針對行動平台，如智慧型手機、平板電腦等，因此其大小核相對而言，更加要解決的是能耗這一部分的問題，畢竟對於這些行動端設備來說，低能耗、長續航、低熱量是首先需要解決的問題。

但是對於PC而言，尤其是電競筆電或桌機來說，本身其實並不存在功耗和散熱方面的擔憂，因此Intel P-Core+-E-Core混合架構設計，並不等同於ARM架構的大小核。

其實就「大小核」來說，首先要清楚的一點是，在一個大小核架構下，大核是相對於小核而大的，小核是相對於大核而小的，如果跨越系統平台去單純說小核一定就小，大核一定就大，無疑是不夠嚴謹的。

那麼Intel的「大小核」與ARM的大小核究竟有何不同呢？

首先12代CoreAlder Lake的E-Core並不是單純的「小核心」。因為在Intel體系下，Gracemont微架構的E-Core承擔的是協同性的多執行緒吞吐性能提升，其實際性能超過了Skylake和Zen 2，而Skylake和Zen 2絕對不是小核心，它只是相對於Golden Cove的P-Core而言，能耗低一些。

其次從命名來看，Gracemont無疑是源自Atom這一脈，其上一代微架構為Tremont，相對於Golden Cove微架構的P-Core而言，Gracemont微架構的E-Core確實要小一些，但其實際性能相對於Tremont來說，IPC提升超過20%。

其實對於12代Core來說，E-Core更重要的意義在於負責多執行緒任務的處理，如渲染、壓縮/解壓縮等等。而在Tremont上改進後的Gracemont，其實在渲染方面有著非常出色的性能表現。這源於其雙前端六解碼、以及整數浮點分離的設計。要知道，這種設計在ARM架構的小核中是沒有的。

此外Intel在混合架構之下對快取進行了擴充，在增加了P-Core的二級快取和E-Core的每核二級快取的情況下，Intel 同時在共享L3智慧型快取上也進行了增強和擴充。根據不同的核心數，Intel 12代Core處理器L3智慧快取最高提高到30MB，有效提高記憶體數據量、降低延時。

而在頻率方面，E-Core睿頻能力從3.6GHz起步到3.9GHz，表現也是相當不錯了。

其實對於大小核設計，大家很容易被誤導的一個地方是，「大小核」三個字就是簡單描述核心的大小。其實從本質上來講，這種描述忽略了大與小的參照系。

在一個擁有大核心和小核心的架構中，大小核的界定除了考慮到核心面積之外，其實還要考慮到其發揮的作用。ARM架構下的小核心存在的主要任務就是負責低能耗，而12代Core中的「小核心」可並不是單單負責低能耗，它還要承擔起更重負載的多執行緒任務，因此12代Core的「大小核」與ARM架構的大小核，其本質有著明顯差異。