三星八核 與 四核驍龍 的那些口水

KennyCKL

在剛剛過去的CES 2013上，近年來順風順水的 高通代替微軟做了主題演講並發布了新一代的 Krait系列核心，不過沒想到很快就被三星那顆驚 世駭俗的Exynos 5 Octa八核處理器搶去了風 頭。也許是對此心有不甘，高通CEO前些天評價 這顆處理器「把缺點當賣點」，認為「核戰爭沒 有意義，消費者需要的是體驗」。這番言論到底 是真知灼見呢，還是酸葡萄心理呢？仔細看一看 這兩顆芯片就能明白。

Exynos 5 Octa：哪兒來的八個核心？

在這個PC都沒普及八核心的年代，手機和平板 居然鬧著要上八核心，這的確是一件讓人匪夷所 思的事情。真有那麼大的性能需求，讓手機連四 個核心都不夠用，非要上八個？當然不是這樣。 Exynos 5 Octa雖然號稱八核心，但實際上是由 兩組四核處理器組成的，一組是四核Cortex A15，一組是四核Cortex A7，利用ARM最新發佈 的CCI-400連在一起工作。為什麼要這麼費勁， 歸根到底一句話，Cortex A15實在是太太太太費 電了。其實費電倒不是什麼問題，降頻就是了， 問題是Cortex A15吃掉的電力遠遠大於輸出的性 能：在32nm HKMG工藝下一顆1.5GHz的Cortex A9只需要大約450mW的功耗，但是Cortex A15 一下子蹦到了2W左右，足足翻了四倍還不止——性能提升可遠遠沒這麼多，充其量也就是兩倍了 不得了。這樣的東西別說給手機用，即便是給平 板都顯得很 沒競爭力，別忘了那廂的Intel可虎視 眈眈呢，SoC化的Atom在能耗比上居然已經超越 了曾經以省電著稱的ARM，配上X86架構兼容和 30年來海量 的應用資源（跑不跑得動另說）， Cortex A15可謂鴨梨山大，平板不夠強，手機不 夠省。所以ARM才搗鼓出這麼一個叫big.LITTLE 的技術，額外設計一個性能差但是很省電、架構 又完全兼容 的Cortex A7，把它和Cortex A15兩 兩配對，需要高性能的時候開啟A15，不需要的 時候開啟A7，取長補短，又強大又省電，看起來 忒厲害。Exynos 5 Octa就是第一個實現了這個 技術的處理器。

那這能叫八核處理器嘛！

說的也是，高負載開A15，低負載開 A7，這就像 幹活用電腦，上網用平板，兩個東西又不能結合 起來用，叫雙核不是拿人開涮嗎？別急，在這點 上可以說三星也沒完全忽悠我們。雖然 big.LITTLE技術主要的設計目的是在不同的負荷 下啟用不同的核心組，實現功耗和性能的最優化 配置，但是這個技術還有第二個工作模式，那就 是讓兩組 處理器同時開啟，用異步非對稱多處理 器模式組成一個整體，讓比如說輕負載的線程跑 在A7上，重計算的線程跑在A15上。怎麼樣，這 就是貨真價實的八核了 吧？雖然必須承認的是， 這種模式很顯然是不可能在手機上用的（兩組核 心加起來功耗鐵定破10W，哪怕電池撐得住，外 殼也受不了），所以雖然八核心不算是胡 扯，但 至少也是個大忽悠。高通可能就是看不爽這一點 才嘲諷的。

那這就是個完美的設計咯？

商業世界，你要是相信 廠家的PPT，年可是都會 過錯的。換了你你也會拚命吹噓技術美好的地 方，之於不怎麼美好的地方嘛……反正只要讓你 掏了錢，剩下的就不重要了。 big.LITTLE技術的 實際遠不如看起來那麼美好，問題的關鍵就在於 切換這個過程上。把正在運行的系統和程序從一 個CPU完整的轉移到另外一個 CPU，不是一個想 像中那麼簡單的事情，這涉及到處理器電源狀態 的切換、內部所有私有狀態的複製和轉移、部分 內存數據的更新，有可能還要涉及到中斷系統， 而且還不太方便做到對上層代碼透明。在ARM的 設計中，大小組的切換需要用到額外的指令，需 要系統告訴CPU「該切換了」才可以執行（似乎 nVIDIA的 vSMP就可以做到全透明，但好像代價 是兩組處理器必須完全一樣），這需要對系統核 心做出修改才能實現。而且一個CPU不論是打開 還是關閉，都需要時間， 這也就必然會導致切換 指令發出以後，需要等待另一個CPU就緒才可以 開始切換，這會導致不小的開銷。當然，設計這 套系統的ARM不可能不考慮這些問題，因 此在 一個CPU收到切換指令以後，實際上並不會立刻 把自己凍結，而是再發一個指令告訴即將切換的 那個CPU首先啟動，然後一邊運行代碼，一邊等 待另外一個 CPU就緒，當一切搞定以後，再進行 狀態複製等操作。因此，ARM聲稱，一次切換的 時間損失在頻率為1GHz的時候大約只有20微 秒，這足以讓兩組CPU 在一秒內切換1000次以 上，依然無法讓用戶察覺。

到現在為止一切看起來都還很美好，但殘酷的現 實來了：狀態切換不包括L2數據的複製，而由於 L2緩存在A15和A7的系統中都是緊密耦合的，因 此不可能做到共享，那麼只有兩個選擇：在切換 的時候通過CCI400將L2數據複製一次，或者乾 脆 丟棄所有的L2內容。第二種看起來顯然不是 什麼好主意，但可惜的是第一種也不是：如果我 沒記錯，複製一次L2緩存耗時大約20毫秒——比 切換開銷大了3個 數量級。這就意味著如果這套 系統真要在實際工作中發揮出應有的效能，那麼 就必須要頻繁切換，而頻繁切換的結果是L2緩存 成為廢物，結局就是性能一塌糊塗。

所以……

可以這麼說，與普通的四核Cortex A15處理器相 比，big.LITTLE的引入的確讓Exynos 5 Octa可以 塞進手機，只是不出意外它會徹底變成一顆四核 A7產品——MTK6598麼？不過對於一些人和絕大 多數廠家而言，這樣也就夠了，畢竟它們需要的 只是八核的幌子。而面對用戶的質疑，它們會說 「我這是為了你的用戶體驗，你希望手機和鍋爐 一樣嗎？」於是用戶掏了四核A15的錢賣到了四 核A7的產品， 廠家又賣掉了大把大把的硅片， 皆大歡喜，皆大歡喜，不是嗎？

好吧，那看來還是高通好。

看過了三星，你可能會覺 得雅各布說的果然沒錯 嘛，高通果然還是很站在用戶角度思考的啊，三 星你這完全就是坑爹，手機要那麼多核心幹什 麼？我還是買高通好了，那麼強大的 Krait，四 個核心還不費電，真不錯這下我可以開3個QQ和 美女聊天了……如果你這麼想，恭喜你，你又被 高通忽悠了。雖然嘴上高通嘲諷三星嘲諷地頭頭 是 道，但實際上高通做的也沒比三星更高明多 少，或者說，這幾年來最大的忽悠一直是高通。

問問你：手機要多核心幹啥？

這還不簡單嗎？當然是為了多任務啊！君不見 Android身為一個真‧多任務的系統，無時無刻都 有好幾個程序在前台後台的跑，至於IOS什麼的 @＃@￥＃￥％！＃￥……

沒錯。我們要多核處理器，自然是為了多任務 的，畢竟誰沒事幹成天用手機去算Linpack或者 摺疊蛋白質呢？於是最大的問題就來了，高通的 多核心處理器，真的有對應的多任務性能嗎？這 就必須再一次把高通「引以為豪」的異步多核心 架構拿出來再鞭一次屍了。眾所周知異步電路的 好處就是可以跑不同的頻率，但是問題 來了：高 通的異步架構，隨著核心數量的增加，提升的只 是CPU的絕對運算性能，並不會同比提升CPU的 吞吐量，這就導致了一個問題，如果運行的都是 沒有多少計算量，而偏重於IO的任務，那麼不論 有多少個核心，性能都和一個核心沒什麼兩樣 ——不幸的是，手機裡恰好幾乎都是輕計算重IO 的任務，除了 Benchmark以外。

所以很多購買了高通CPU手機的人都會感覺，為 什麼我手機跑分那麼高，世界第一，用起來卻還 是不太流暢，尤其是在 多個APP之間切換或者遊 戲載入呢？很簡單：雖然你有四個核心的運算 量，但只有一個核心的吞吐能力，要知道不是所 有的內存操作都可以用DMA完成，這時候 的瓶 頸就是吞吐量，有多少個核心都白搭——得不到 數據，CPU只能等待，流水線只能空轉，雖然高 通的異步技術可以讓這個時候的CPU降頻使用， 但這實在是讓人覺得像是先打你一巴掌再給你揉 揉——搞個四核當單核用，這不是有必應（誤） 那是有啥？

光說不練自然不行，好在已經有測試可以驗證 了。兔子跑分在一項沒有公開的測試中使用了 Nexus 4和Nexus 10進行對比，結果是在純粹的 計算性能上，擁有四個Krait核心的高通 APQ8064，性能完勝擁有兩個Cortex A15核心的 Exynos 5 Dual，領先幅度大約有5成：

但是在多任務測試中，情況卻完全逆轉，擁有四 個核心的Nexus 4居然只比擁有兩個核心的 Nexus 10的一半快一點：

四核只比雙核的一半快一點是什麼意思？那就是 說四核Krait的多任務性能也就只比單核A15強一 點而已。這就回到了第一個問題：如果四核的多 任務性能只有單核水平，那我要四核幹什麼，我 又不是職業跑測試的對不對。

至於Krait核心自己，一開始高通各種暗示是 Cortex A15級的產品，後來忽悠不過去了就絕口 不提了，事實上Krait除了vFPv4帶來的浮點性能 領先以外，並沒有比Cortex A9強多少，最多強 三成，但是功耗卻幾乎是Cortex A9的兩倍——雖 然這是因為工藝爛，但誰叫你有好工藝不用呢？ 畢竟我們看的是產品。所以這次雖然在CES 2013上帶來了號稱性能提升75％的新Krait 800 系列，但只要高通一天不解決異步吞吐問題，再 強也就是個單核。

寫在最後

雖然高通諷刺三星看起來大義凜然，但實際上兩 家都沒做到站在體驗上說話。一個做的是四核性 能的八核，另一個做的是單核性能的四核，可謂 天下烏鴉一般黑，誰都沒好到哪兒去。那麼到底 怎樣才是站在用戶角度說話呢？很簡單，讓用戶 付出的每一分錢都能得到對應的體驗，這才是站 在用戶角度。用戶不需要最高的跑分，用戶只需 要最流暢的使用；用戶希望做到以前做不到的事 情，用戶不希望手機像個火爐一樣用兩小時就沒 電。手機產業的核戰爭，看起來轟轟烈烈，現在 走在大街上沒個四核手機都不好意思說自己是發 燒友，但究竟有多少四核手機的性能是用戶能用 上，敢用上的呢？這個問題恐怕絕大多數消費者 都沒想過。其實，如果你現在的手機 裡有因為功 耗或者續航或者架構原因而用不到的性能，那麼 這部分性能就永遠也用不到——別認為雖然用不 到，但今天購買一個四核手機可以讓我三年不淘 汰，等到三年後真需要用到四核的性能了，看到 人家1x納米工藝的新手機輕鬆跑出你兩倍的性能 還只有你一半的耗電，你難道還認為自己三年前 的那筆投資物有所值嗎？

好好想想吧，核戰爭、性能戰爭、配置戰爭，究 竟有幾個是真正有意義的，我們為產品內每一個 部分付出的每一分錢，究竟有哪些是真正能感受 到的？只有想通這個問題，這個可以說變態的時 代才有救。

http://www.cnbeta.com/articles/222696.htm

天下烏鴉一樣黑
可惜ti幾乎唔見左

其實手機，雙核a15都夠應付手機可以做到既工作（跑分係深淵）
頂多加多兩粒a7，或者好似nvidia t3咁
比起cpu，搞好外型、ram、gpu、mon、功耗續航，得益仲明顯

小妳喇叭

核戰沒完沒了 若然手機真的實現真正的8核 (不是2個4核組成)
先不說電量問題  散熱問題如何處理 降頻始終有一定限度 沒可能降到連4核的性能也不如

wing12366

字海

×咖啡..◇貓!

講真 基本上 洗咩用到8核
4核已經好夠
攪掂左電量再算啦