文章核心观点 - 文章对英伟达与联发科合作推出的GB10片上系统（SoC）的CPU端内存子系统进行了深度技术分析，重点评估了其缓存层次结构、延迟、带宽以及与竞争对手AMD Strix Halo（基于Zen 5架构）的对比 [1][40] - 分析认为，GB10在CPU核心配置上追求高密度（20核），并通过减少缓存占用面积来实现，但其内存子系统设计存在权衡，例如L3缓存延迟较高、核心间延迟显著高于对手 [9][22][38][40] - 同时，GB10在特定方面表现突出，例如其LPDDR5X内存的延迟非常出色，且一个CPU集群能提供超过100 GB/s的外部读取带宽，这在客户端设计中是领先的 [12][17][40] 片上系统布局与CPU配置 - GB10采用双集群CPU设计，每个集群包含5个高性能Cortex X925核心和5个高密度Cortex A725核心，共计20个CPU核心 [3][23] - A725核心运行频率为2.8 GHz，X925核心在第一个集群最高频率为3.9 GHz，在第二个集群最高可达4.0 GHz [3] - 两个集群的L3缓存容量不对称：集群0为8 MB，集群1为16 MB，但使用A725核心访问时的延迟相同 [9] 缓存层次结构与延迟分析 - L1缓存：A725和X925核心均配备64 KB的L1指令和数据缓存，访问延迟为4个时钟周期 [5][10] - L2缓存： - A725核心配备512 KB、8路组相联L2缓存，延迟为9个周期（约3.2纳秒）[5] - X925核心配备2 MB、8路组相联L2缓存，延迟为12个周期 [7] - L3缓存： - A725核心访问L3缓存的延迟超过60个周期（>21纳秒），表现不佳 [5] - X925核心访问L3缓存的延迟约为56个周期（约14纳秒），与英特尔Arrow Lake的L3缓存延迟相当 [7] - 与AMD Zen 5（约48周期）相比，GB10的L3缓存延迟更高 [10] - 系统级缓存：GB10配备16 MB的系统级缓存，作为CPU的L4缓存，延迟约为42-47纳秒，其主要功能是促进CPU和GPU之间的高效数据共享，无需访问DRAM [8] - DRAM延迟：GB10的DRAM延迟表现亮眼，X925核心访问延迟约为113纳秒，A725核心约为136纳秒，优于Strix Halo和英特尔Meteor Lake（均超过140纳秒）[10][12] 内存带宽性能 - 单核带宽： - X925核心的L3缓存读取带宽接近90 GB/s，DRAM读取带宽为38 GB/s [14] - A725核心的L3缓存读取带宽约为55 GB/s，DRAM读取带宽为26 GB/s [14] - 单个AMD Zen 5核心的DRAM读取带宽超过50 GB/s，L3缓存读取带宽超过100 GB/s，高于GB10 [14] - 多核/集群带宽： - 集群0的读取带宽为63.14 GB/s，集群1的读取带宽为115.5 GB/s，显示两个集群的外部带宽不对称 [17] - 当所有A725核心参与时，读取带宽为144.2 GB/s；所有X925核心参与时，为127.2 GB/s；两个集群共同工作时，读取带宽为139 GB/s [17] - 与Strix Halo相比，GB10的CPU端带宽更高，但仍无法充分利用其256位LPDDR5X内存总线（理论带宽约301 GB/s），该总线主要服务于GPU [18][41] 异构集群设计与核心间延迟 - 文章指出，GB10的两个集群配置相同（均为5X925+5A725），但集群1（L3更大，带宽更高）侧重性能，集群0（L3更小）侧重密度，这种设计可能并非最优，完全异构化（如集群0全A725，集群1全X925）可能更利于操作系统调度和能效 [20][22][23] - 核心间延迟：GB10的核心间延迟总体偏高，集群内部最佳延迟（X925核心之间）为50-60纳秒，最差延迟（跨集群的A725核心之间）可达240纳秒 [36][37] - 与Strix Halo相比，GB10的跨集群延迟（约200纳秒）远高于后者（约100纳秒），集群内延迟也高于AMD（低于50纳秒）[38] 带宽竞争与GPU影响 - 在高带宽负载下，X925核心比A725核心更容易造成内存子系统资源争用，导致延迟上升 [27] - 集成GPU（iGPU）的高带宽需求会挤压CPU的可用带宽并显著增加CPU访问延迟：当GPU带宽达到231 GB/s时，CPU端的延迟会超过351纳秒；在极端情况下（高CPU+GPU带宽），X925核心的延迟可接近400纳秒 [31][33][35] 与竞争对手AMD Strix Halo的综合对比 - 核心与缓存策略：GB10通过20个高度异构的CPU核心和较小的缓存占用实现高密度；Strix Halo为16个Zen 5核心，拥有更小但更快的私有缓存和延迟更低、容量更大的L3缓存（32 MB）[10][40] - 优势领域：GB10的DRAM延迟（~113纳秒）和单个集群的外部读取带宽（>100 GB/s）表现突出，是其主要亮点 [12][17][40] - 设计共性：两款大型集成显卡芯片的256位内存总线主要面向GPU，CPU均无法完全利用其带宽，且GPU的高带宽需求都会对CPU性能造成压力 [41]