手機(jī)處理器：請(qǐng)別被“多核”蒙蔽

手機(jī)處理器多核之殤

智能手機(jī)處理器已經(jīng)逐步從單核芯片發(fā)展到雙核、四核，三星、聯(lián)發(fā)科等手機(jī)廠商相繼發(fā)布了八核處理器，多核處理器正在成為微電子商業(yè)化的一個(gè)重要趨勢(shì)和方向，手機(jī)市場(chǎng)之爭(zhēng)逐漸的演變成了核心之爭(zhēng)。面對(duì)激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，多核處理器成為了營(yíng)銷工具，似乎處理器核數(shù)越多，平臺(tái)就越好，性能就越高，然而在多核處理器平臺(tái)中，處理器數(shù)量對(duì)總體性能只產(chǎn)生一定的影響，軟件性能、芯片大小和功耗等因素也決定著多核處理器的性能，核多并不意味著一定好!

之所以推多核處理器一方面是因?yàn)锳RM架構(gòu)基于精簡(jiǎn)指令集設(shè)計(jì)，在超線程方面較弱，需要多核心進(jìn)行補(bǔ)充;另一方面，增加核心數(shù)，可以推動(dòng)用戶更換手機(jī)，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。三星、聯(lián)發(fā)科相繼發(fā)布的八核處理器均采用ARM的big.LITTLE架構(gòu)，允許高性能和低性能內(nèi)核配合工作，使同一應(yīng)用程序軟件在二者之間無(wú)縫切換，通過(guò)為每個(gè)任務(wù)選擇最佳處理器來(lái)延長(zhǎng)電池壽命。big.LITTLE可以使處理器在處理低工作負(fù)載和后臺(tái)任務(wù)時(shí)減少 70% 甚至更多的能耗，在處理中等強(qiáng)度工作負(fù)載時(shí)減少 50% 的能耗，同時(shí)仍能提供高性能內(nèi)核的峰值性能。

三星big.LITTLE處理器將采用混合架構(gòu)設(shè)計(jì)

市場(chǎng)噱頭高于實(shí)際需求，核戰(zhàn)可能無(wú)法避免。據(jù)了解，手機(jī)從單核到雙核、四核的過(guò)程中，智能手機(jī)性能快速提升，但是手機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品要求卻沒(méi)有很大改變，現(xiàn)階段的核戰(zhàn)只是為了應(yīng)對(duì)未來(lái)市場(chǎng)。高通四核A7驍龍?zhí)幚砥髦饕槍?duì)入門級(jí)智能手機(jī)芯片，在高端領(lǐng)域仍以雙核S4為主。而據(jù)對(duì)雙核及四核的安兔兔評(píng)分，雙核綜合性能跑分不比四核差。多核架構(gòu)可以多任務(wù)運(yùn)行以及并行處理，高線成績(jī)秉性技術(shù)處理多種資源密集型應(yīng)用程序，從而提升瀏覽器、視頻編輯和圖像處理等應(yīng)用，隨之而來(lái)的則是功耗的增加，電池電量的消耗以及發(fā)熱問(wèn)題，這些都將影響用戶的正常使用，設(shè)計(jì)將面臨更大的挑戰(zhàn)。

核戰(zhàn)的背后映射著產(chǎn)業(yè)企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)狀態(tài)。眾多芯片廠商處在一個(gè)更自由的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境，而沒(méi)有單個(gè)企業(yè)能主導(dǎo)行業(yè)的趨勢(shì)，這個(gè)決定權(quán)現(xiàn)在落在了市場(chǎng)手上。

為何在乎核心數(shù)?

雙核、四核成主流

手機(jī)CPU作為智能手機(jī)的大腦，負(fù)責(zé)處理、運(yùn)算手機(jī)內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，哪怕是閑來(lái)無(wú)事在屏幕上劃了一下。如果沒(méi)有合適的處理器，系統(tǒng)優(yōu)化得再好也無(wú)濟(jì)于事，更不必說(shuō)用戶體驗(yàn)了。一個(gè)好的CPU決定了手機(jī)的性能，因此近一半消費(fèi)者將處理器作為手機(jī)硬件配置的首要考慮因素。

據(jù)調(diào)查顯示，使用雙核、四核手機(jī)的用戶分別占到了36.8%和34.32%，還有將近19.98%的用戶仍在使用單核手機(jī)。從雙核出現(xiàn)到雙核全面普及，市場(chǎng)用了差不多一年的時(shí)間。從四核出現(xiàn)到目前四核的基本普及，市場(chǎng)只用了大約半年的時(shí)間。2013年手機(jī)處理器已經(jīng)逐漸普及四核配置，無(wú)論是MT6589那樣的低端四核還是高通驍龍600/800那樣的旗艦四核，應(yīng)用范圍都非常廣泛。隨著手機(jī)應(yīng)用的不斷增多，用戶對(duì)于手機(jī)性能的高要求使得雙核、四核手機(jī)占據(jù)了主要的市場(chǎng)份額。

八核蓄勢(shì)待發(fā)

前不久聯(lián)發(fā)科正式發(fā)布了旗下新一代的移動(dòng)處理器——MT6592，這顆處理器擁有八顆Cortex-A7 CPU核心，單顆CPU核心主頻最高可達(dá)2.0GHz，集成有Mali-450 MP4圖形處理單元。而這款處理器最大的意義是能夠同時(shí)運(yùn)行八顆Cortex-A CPU核心，這就是聯(lián)發(fā)科一直宣稱的“真八核”處理器。標(biāo)志著智能手機(jī)硬件又一次迎來(lái)了一個(gè)新時(shí)代。

企業(yè)策略不一

三星、聯(lián)發(fā)科都希望成為技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者，致力推出高端產(chǎn)品，相繼發(fā)布采用ARM的big.LITTLE架構(gòu)八核處理器，引領(lǐng)者八核戰(zhàn)場(chǎng)風(fēng)向。

高通的驍龍?zhí)幚砥饕约坝ミ_(dá)的Tegra 4處理器則是集中在四核，兩家公司并沒(méi)有推出八核，然而四核處理器的性能卻不可小覷。

博通、Marvell、Intel也越來(lái)越重視多核市場(chǎng)，雖然目前的市場(chǎng)份額較小，但是誰(shuí)知道以后會(huì)怎樣?

大陸的展訊、聯(lián)芯、華為海思、瑞芯微、全志、炬力等廠商主要是受益于中國(guó)低端智能手機(jī)市場(chǎng)的爆發(fā)，抓住機(jī)遇快速發(fā)展起來(lái)。聯(lián)芯新近推出四核智能手機(jī)芯片LC1813，進(jìn)入四核戰(zhàn)場(chǎng)。展訊也開(kāi)始發(fā)力劍指四核。而華為海思則表示欲爭(zhēng)八核。

作為智能手機(jī)的核心指標(biāo)之一，雖然各大企業(yè)對(duì)于核戰(zhàn)的看法不一，但是都表現(xiàn)出了對(duì)于手機(jī)多核市場(chǎng)的重視，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，總會(huì)淘汰不能應(yīng)變的企業(yè)，營(yíng)銷宣傳勢(shì)必可以對(duì)市場(chǎng)產(chǎn)生影響。

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核多一定好?誤區(qū)在哪

移動(dòng)市場(chǎng)的處理器發(fā)展與PC市場(chǎng)的處理器的發(fā)展是一致的，由于有了PC市場(chǎng)的經(jīng)驗(yàn)，手機(jī)處理器廠商的動(dòng)作十分迅速，越早的推出多核處理器越能盡早占領(lǐng)市場(chǎng)。同樣，消費(fèi)者在潛意識(shí)中會(huì)覺(jué)得跟使用電腦相同，配置越高性能越好!事實(shí)上，手機(jī)處理器的架構(gòu)與電腦處理器有著巨大的區(qū)別，同時(shí)還面臨著手機(jī)巨大的功耗壓力和手機(jī)傳感器眾多的特性，許多手機(jī)廠商和芯片廠商都制造出了很多不同類型的多核處理器，遠(yuǎn)沒(méi)有電腦處理器那么簡(jiǎn)單。

不同的架構(gòu)

絕大多數(shù)手機(jī)處理器才采用ARM架構(gòu)，這樣的架構(gòu)最大的好處在于省電和廉價(jià)，適合配備在電池容量有限的移動(dòng)設(shè)備上。而另一方面，ARM架構(gòu)CPU采用RISC，指令集精簡(jiǎn)，但指令等長(zhǎng)，這樣提高了處理效率。

Big.LITTLE是ARM公司針對(duì)當(dāng)下智能手機(jī)、平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備研發(fā)的一項(xiàng)全新的CPU架構(gòu)，其主旨是解決這些設(shè)備的功耗問(wèn)題，同時(shí)也不以損失性能為代價(jià)，是一種兼顧性能和功耗的CPU架構(gòu)設(shè)計(jì)。一枚四核Cortex-A15的處理器和一枚四核Cortex-A7的相互聯(lián)動(dòng)，當(dāng)需要處理繁重的運(yùn)算時(shí)將調(diào)用Cortex-A15的四核，當(dāng)只是處理簡(jiǎn)單的運(yùn)算時(shí)則調(diào)用Cortex-A7的四核。

而Intel手機(jī)處理器采用的則是與PC相同的X86架構(gòu)，CISC指令集豐富，指令不等長(zhǎng)，善于執(zhí)行復(fù)雜工作，更強(qiáng)調(diào)串行性能，在跑分上可以達(dá)到“單核超雙核”“雙核超四核”的效果，但是功耗高。

處理器配置各不同

雖然聯(lián)發(fā)科跟三星都采用了ARM的big.LITTLE架構(gòu)，但聯(lián)發(fā)科與三星的配置不相同：

①聯(lián)發(fā)科采用異質(zhì)多核心處理技術(shù)(HMP)，操作系統(tǒng)將中央處理器視為四核心，但能將某項(xiàng)任務(wù)指派(或轉(zhuǎn)移)給任何一個(gè)獨(dú)立處理器核心;A15與A7核心會(huì)同時(shí)運(yùn)作，而任務(wù)仍能在兩者之間轉(zhuǎn)移，已達(dá)到功率-性能的最佳化。

②三星采用叢集遷移(clustermigration)的配置，處理器的遷移模式是將任務(wù)在核心的叢集之間移動(dòng);當(dāng)運(yùn)作與超越四核心A7能力的高性能水準(zhǔn)時(shí)，調(diào)度程序(scheduler)會(huì)將之關(guān)閉，將所有任務(wù)轉(zhuǎn)移至A15核心。

處理器機(jī)制差異

在PC上處理器的設(shè)計(jì)只需管好處理能力和性能表現(xiàn)就行，語(yǔ)音識(shí)別、指紋、重力感應(yīng)跟CPU沒(méi)有關(guān)系，反觀手機(jī)處理器設(shè)計(jì)卻要復(fù)雜的多。手機(jī)多核處理器可分為三派：

“蘋果派”：是蘋果給自家移動(dòng)設(shè)備定制的，例如iPhone5s的A7處理器。由于iOS系統(tǒng)單線運(yùn)行的特性，因此核心數(shù)并不會(huì)對(duì)處理速度有太大影響，這也正是蘋果刻意將處理器核數(shù)控制在雙核的原因。除此之外，蘋果還為指紋識(shí)別、傳感器等功能設(shè)置了一枚協(xié)處理器，來(lái)單獨(dú)處理用戶需求，同時(shí)也分擔(dān)了處理器的任務(wù)，降低功耗，遠(yuǎn)非PC處理器來(lái)得那么簡(jiǎn)單純粹。

“高科派”：就是以高通、聯(lián)發(fā)科為首的通過(guò)提高核心數(shù)和主頻來(lái)簡(jiǎn)單直接的提升處理器性能的派別，有個(gè)別一些手機(jī)廠商(如摩托羅拉)會(huì)對(duì)這些芯片進(jìn)行一些功能性定制，而這些處理器大部分都未作修改，直接內(nèi)置在了Android、Windows Phone手機(jī)之中。

“英特爾派”：即使用x86桌面架構(gòu)的英特爾移動(dòng)處理器，一般核數(shù)較少，但擁有超線程技術(shù)，單個(gè)核心的性能強(qiáng)勁，不過(guò)會(huì)造成較大的功耗和發(fā)熱壓力。

平臺(tái)有區(qū)別

當(dāng)前主流的手機(jī)系統(tǒng)平臺(tái)主要是Android和iOS。眾所周知的，手機(jī)處理器拼“核”主要集中在Android陣營(yíng)，而最新iPhone 5S的A7處理器還只是雙核。這主要是由于iOS多任務(wù)處理需求少，所以雙核就足夠了，而Android更碎片化，所以Android手機(jī)會(huì)選擇四核來(lái)提高多任務(wù)處理能力。因此，選擇自己需要的，這比核心數(shù)本身重要多了。

四核一定比雙核快?

處理器的性能越來(lái)越強(qiáng)大，功耗也越來(lái)越嚴(yán)重，在硬件性能嚴(yán)重過(guò)剩的今天，僅依靠提高主頻和簡(jiǎn)單增加CPU內(nèi)核的方式，早已不能解決終端制造商所面臨的性能障礙，怎樣實(shí)現(xiàn)性能與功耗的平衡，才是各大芯片廠商首要解決的問(wèn)題。高通S4處理器是一款雙核CPU，但是卻擁有不輸四核CPU的超強(qiáng)性能，在性能測(cè)試上與四核Tegra3不相伯仲。

高通驍龍S4處理器采用了最新的Krait架構(gòu)，該架構(gòu)是基于ARMv7指令集，它在Scorpion的基礎(chǔ)上作出了不少改進(jìn)。使每個(gè)內(nèi)核最高運(yùn)行速度可達(dá)2.5GHz，較當(dāng)前基于ARM的CPU內(nèi)核性能提高150%，并將功耗降低65%。這一系列芯片組覆蓋單核、雙核及四核版本，包括具有最高達(dá)四個(gè)3D內(nèi)核的新Adreno GPU系列，并集成多模LTE調(diào)制解調(diào)器。(詳細(xì)：/news/ce/201312/198779.htm )

GPU方面高通驍龍S4芯片采用的是全新的Adreno320 GPU，支持DX9.3、OpenGLES3.0、OpenCL1.1顯示核心，高通方面宣布新的GPU將會(huì)帶來(lái)四倍性能的提升。為了能夠更快的顯示圖片高通采用了新的“Bining”架構(gòu)，強(qiáng)化圖形渲染能力，對(duì)性能的提升有很大的幫助，可媲美四核處理器。

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業(yè)界聲音

高通執(zhí)行副總裁 Murthy Renduchintala：高通：走自己的路 讓別人八核去

處理器核心數(shù)量只不過(guò)是手機(jī)處理器SoC晶片的性能指標(biāo)之一：我們可以把12或是24個(gè)同樣的處理器核心整合在一起，其復(fù)雜性不會(huì)對(duì)晶片本身造成影響，但軟體才是讓眾多核心充分利用的關(guān)鍵──能支援8~10個(gè)平行任務(wù)的即時(shí)軟體處理程序是非常復(fù)雜的，帶來(lái)的麻煩往往超越其價(jià)值。

ARM處理器部門高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Brian Jeff：ARM big.LITTLE靈活調(diào)度 盡展多核魅力

big.LITTLE技術(shù)最多能降低處理器在正常移動(dòng)工作量負(fù)荷下高達(dá)70%的功耗。ARM big.LITTLE處理技術(shù)解決了打造系統(tǒng)級(jí)芯片(SoC)的挑戰(zhàn)，讓系統(tǒng)級(jí)芯片能滿足智能手機(jī)和其他移動(dòng)設(shè)備的多樣需求。ARM big.LITTLE技術(shù)不僅擴(kuò)大了移動(dòng)設(shè)備的動(dòng)態(tài)性能范圍、提升了功耗效率，對(duì)于目前在ARM處理器平臺(tái)上的廣泛應(yīng)用，也可無(wú)縫轉(zhuǎn)移到big.LITTLE架構(gòu)上運(yùn)作。

聯(lián)發(fā)科技無(wú)線通信事業(yè)部總經(jīng)理朱尚祖：多核多線程開(kāi)發(fā)手機(jī)應(yīng)用將成為趨勢(shì)

在會(huì)上稱多核多線程開(kāi)發(fā)手機(jī)應(yīng)用將成為趨勢(shì)，多媒體游戲+多視窗將是多核應(yīng)用重點(diǎn)，5-6.5英寸大屏將是未來(lái)高階。

小編亂侃

更多核心的處理器，在效能上是否代表絕對(duì)提升，就先前Qualcomm、ARM方面所提出看法，雖然并未否認(rèn)多核心所帶來(lái)優(yōu)勢(shì)，但也強(qiáng)調(diào)已整體軟硬件設(shè)計(jì)最佳化等搭配，多核心并非效能提升唯一絕對(duì)因素，包含多核心執(zhí)行效率切換、與軟件端的最佳化程度等都有可能影響最終效能表現(xiàn)。除此之外，采用多核心架構(gòu)處理器的散熱設(shè)計(jì)、所需搭配裝置機(jī)身設(shè)計(jì)等，都會(huì)是相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品所需面臨考量重點(diǎn)。

因此，手機(jī)處理器的性能不僅僅由核心數(shù)決定，還有架構(gòu)、制作工藝、主頻、緩存等參數(shù)，與此同時(shí)還要考慮功耗、價(jià)格等綜合因素。市場(chǎng)的良性競(jìng)爭(zhēng)可以促進(jìn)技術(shù)的不斷進(jìn)步，推動(dòng)市場(chǎng)的健康發(fā)展。而對(duì)于消費(fèi)者，選擇多核心手機(jī)還需綜合評(píng)測(cè)，而不是僅僅關(guān)注核心數(shù)!