云计算市场背景 - 2010年左右云计算在AMD Opteron和英特尔Xeon处理器推动下兴起[1] - 高通凭借移动SoC市场优势进军服务器芯片领域[1] - 服务器芯片多核心特性削弱了AMD和英特尔在单线程性能的优势[1] - 高通利用10nm FinFET工艺与英特尔14nm节点竞争[1] Falkor CPU架构设计 - 采用4宽aarch64核心设计，支持64位Arm指令集[4] - 每个核心功耗低于2.5瓦，全核负载下功耗远低于120瓦[7] - 配备24KB L0和64KB L1指令缓存，总容量88KB[9][11] - 采用独特的L0/L1缓存设置，在指令缓存容量上领先同期产品[13] - 分支预测采用多历史表机制，类似TAGE预测器[16] - 配备16条目返回堆栈和两级间接目标数组处理分支[19][20] 性能参数对比 - Centriq 2400系列48核芯片TDP为120瓦[7] - 与英特尔Xeon对比：48核Centriq 2460 vs 28核Xeon Platinum 8180(205W)[8] - 浮点运算延迟：32位FP FMA 5周期延迟，128位向量FP FMA 5周期延迟[30] - L2缓存延迟15周期，比Kryo的20+周期有显著改进[53] - L3缓存延迟40.9纳秒(106周期)，带宽超500GB/s[65] 内存子系统 - 支持6通道DDR4内存，理论带宽128GB/s[69] - 内存延迟121.4纳秒，高负载下可能超500纳秒[69] - 采用直写式L1D缓存，通过WCC结构实现回写式缓存优势[34][37] - 加载到使用延迟3周期，支持索引寻址无性能损失[32] 系统架构 - 采用双核集群(双工)作为基本构建模块[46] - 使用双向分段环形总线连接核心和IO，带宽64B/周期[56] - 配备12个5MB L3缓存切片，总容量60MB[61] - 支持32个PCIe Gen3通道，集成传统南桥功能[72] 性能表现 - SPEC CPU2017测试中整数性能领先Cortex A72 21.6%，浮点领先53.4%[74] - 在内存密集型工作负载如505.mcf和502.gcc表现最佳[76] - IPC在缓存友好型工作负载如538.imagick表现出色[78] - 7-Zip多线程测试中显著领先Cortex A72[82] - 矢量工作负载处理能力较弱，但整体仍优于A72[84] 市场定位与挑战 - 针对主流云应用场景优化，放弃多插槽配置[72] - 2017年时48核设计在单路服务器领域具有核心数量优势[89] - 面临x86-64强劲竞争和Arm软件生态不成熟挑战[90] - 内存子系统性能优于同期Arm产品但不及英特尔Skylake[90]