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手機(jī)處理器那些事：對(duì)四核手機(jī)七大誤解
手機(jī)處理器那些事：對(duì)四核手機(jī)七大誤解
2012年04月13日20:13 來(lái)源：小熊在線
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從HTC One系列手機(jī)說(shuō)起 美國(guó)公民低人一等？
本篇文章是編譯CNET的一篇文章，這是作者和來(lái)自微軟三星高通的一些專家交談后寫的文章。文章談到了英偉達(dá)Tegra 3和4芯片，但是作者沒(méi)有和英偉達(dá)專家探討。同時(shí)作者也沒(méi)有提到另一位重量級(jí)虛芯片廠商德州儀器。但是這些并不會(huì)對(duì)本文討論的內(nèi)容造成任何影響。這不是一篇專業(yè)的探討四核處理器構(gòu)架的文章，但是相信通過(guò)作者的解說(shuō)，一般消費(fèi)者能對(duì)手機(jī)四核處理器有著更深的認(rèn)識(shí)。以下為編譯全文，有刪節(jié)。原文地址。
采用四核的智能手機(jī)一定比雙核處理器的手機(jī)快，對(duì)不？如果你相信豬也能飛的話，那就是對(duì)的！
HTC One X在歐洲市場(chǎng)采用四核處理器，美國(guó)市場(chǎng)為雙核處理器。
當(dāng)HTC宣布美國(guó)版的HTC One X將不會(huì)采用英偉達(dá)四核Tegra 3芯片，我的第一反應(yīng)就是：什么情況？！現(xiàn)在看來(lái)，我當(dāng)初是想錯(cuò)了。如果你是HTC或者英偉達(dá)，失去了推出美國(guó)第一款四核智能手機(jī)的炫耀的機(jī)會(huì)，毫無(wú)疑問(wèn)你會(huì)有點(diǎn)小失望吧。（目前美國(guó)市場(chǎng)任然沒(méi)有推出四核智能手機(jī)，因此現(xiàn)在每個(gè)廠商都機(jī)會(huì)平等。）但是作為一名消費(fèi)者，你也許會(huì)想，全世界都要用四核手機(jī)了，為什么美國(guó)公民就享受不了這待遇呢？不管怎么說(shuō)，處理器核心越多，手機(jī)性能越強(qiáng)勁�。‰y道不是嗎？現(xiàn)在讓我們看看，還在使用單核處理器的微軟是怎么說(shuō)的：
如果你把手機(jī)處理器核心數(shù)量作為衡量手機(jī)性能的唯一標(biāo)準(zhǔn)，那你就大錯(cuò)特錯(cuò)了！Greg Sullivan 微軟高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理
有關(guān)處理器構(gòu)架以及電路圖等諸多晦澀難懂的諸多細(xì)節(jié)對(duì)于大多數(shù)人來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是無(wú)字天書。要是能夠明白處理器核心數(shù)量對(duì)產(chǎn)品性能的影響的人更是少之又少了。（如果你是那種在大學(xué)教授處理器課程的人，這篇文字實(shí)在不適合你。）
其實(shí)，影響你智能手機(jī)內(nèi)部性能的因素除了處理器核心數(shù)量之外還有很多其他因素。你手機(jī)綜合性能其實(shí)與其他芯片電池以及操作系統(tǒng)有著很大的關(guān)系，甚至也和你最喜歡的應(yīng)用程序的開發(fā)者都有著莫大(博客,微博)的關(guān)系。
四核理論很強(qiáng)大
理論上，如果你把執(zhí)行的任務(wù)分配給處理器核心，每個(gè)單一的核心處理線程更得心應(yīng)手。Nick DiCarlo 三星產(chǎn)品計(jì)劃部副總裁。
首先你需要知道的是：四核處理器芯片將會(huì)成為許多高端智能手機(jī)的最大賣點(diǎn)。這種情況，就像一年前各地廠商開始采用雙核處理器的情況一模一樣。而現(xiàn)在只不過(guò)是將雙核換成四核。毫無(wú)疑問(wèn)，人們對(duì)四核處理器的認(rèn)識(shí)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。在我們?cè)敿?xì)解析四核處理器之前，我們先說(shuō)說(shuō)為什么四核手機(jī)就成了市場(chǎng)上的香餑餑！
多核處理器的依據(jù)：如果你把多線程任務(wù)分開同時(shí)來(lái)做，或者同一任務(wù)的不同步驟分開同時(shí)做，那么你就會(huì)更快的完成任務(wù)。
你也可以把處理器想象成一條產(chǎn)品組裝線。（最好還是別想到富士康吧。）沒(méi)有哪一個(gè)工廠一條組裝線上讓一個(gè)工人像阿甘一樣跑前跑后的干個(gè)不停（相當(dāng)于單核），相反一條高效的產(chǎn)品組裝線上，有不同的小組在完成不同的工作（多核處理器），這樣才能滿足全世界那么多需要蘋果ipad和iphone的用戶，對(duì)不？對(duì)不起，又想到富士康了。
四核處理器廠商承諾更快速度和更卓越的性能同時(shí)電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)。有人這一點(diǎn)也許不太明白。怎么核心越多越省電?理論上，手機(jī)中的單個(gè)處理器核心的工作量不大的話，那它所消耗的電量就更低。而同時(shí)這些工作，讓單核的處理器來(lái)干，它消耗的電量不但多而且它還特別累。這就像你干活越多就要吃更多的饅頭類似。也許有人說(shuō)了4X1和2x2不都是4嗎？理論上，四核處理器能偶實(shí)現(xiàn)更快更省電這對(duì)似乎矛盾的結(jié)果。
配置了這樣核心的智能手機(jī)，在運(yùn)行中當(dāng)然會(huì)更快。如果采用了好的屏幕，圖形和視頻會(huì)更清晰流暢，應(yīng)用程序的加載速度會(huì)更快。同時(shí)你甚至可以玩一些大型的游戲。聽(tīng)起來(lái)好美�。〉抢碚撝荒芡Ａ粼诶碚摾�，現(xiàn)實(shí)中卻沒(méi)有你想的那么美好。
接下來(lái)，我們就看看，人們對(duì)四核處理器的一些誤解吧！
誤解一：處理器只是有一塊芯片組成
其實(shí)所謂的SoC(系統(tǒng)級(jí)芯片)，都是由應(yīng)用處理器構(gòu)成的。四核處理器的本質(zhì)是采用了ARM構(gòu)架的4個(gè)核心，ARM構(gòu)架處理器才是這些系統(tǒng)級(jí)芯片的靈魂。現(xiàn)在所有用戶使用的安卓設(shè)備都是采用ARM公司設(shè)計(jì)的芯片。Windows智能手機(jī)和蘋果的iphone其實(shí)同樣也是使用ARM公司設(shè)計(jì)的芯片。盡管隨著英特爾
Medfield移動(dòng)芯片的發(fā)布，這一情況會(huì)有所改變。芯片廠商只不過(guò)是通過(guò)購(gòu)買ARM公司的指令集和產(chǎn)品構(gòu)架（甚至修改指令集以及對(duì)改變一些產(chǎn)品細(xì)節(jié)方面也需要得到ARM公司的授權(quán)。）然后在吧自己想要的各種其他功能芯片集成到SoC芯片組中而已。
那么都使用ARM公司的構(gòu)架怎樣才能讓自己的產(chǎn)品和別的廠商有所不同呢？有兩種方式：ARM公司設(shè)計(jì)采用不同構(gòu)架的芯片，例如A8，A9,A15構(gòu)架。數(shù)字越大性能更強(qiáng)勁。三星的Nick DiCarlo表示要想比較兩款SoC芯片性能，首先就是比較每款芯片所采用的構(gòu)架。一般來(lái)講，單核A9芯片（Cortex-A9）性能要優(yōu)于單核A8芯片。以此類推。
第二種讓自己的產(chǎn)品和別的廠商區(qū)分開來(lái)的方式就是修改芯片設(shè)計(jì)方案。像英偉達(dá)的Tegra 3就是多設(shè)計(jì)了一個(gè)核心（4+1），這個(gè)單獨(dú)的核心采用低功耗設(shè)計(jì)，主要負(fù)責(zé)應(yīng)用程序在后臺(tái)更新等任務(wù)。 另外一家采用同樣方式的芯片公司是高通。高通產(chǎn)品管理部副總裁Raj Talluri說(shuō)：“購(gòu)買改變ARM原始構(gòu)架的授權(quán)，把基于ARM構(gòu)架的系統(tǒng)芯片從新設(shè)計(jì)，最終的產(chǎn)品性能將會(huì)更好�！�
Raj Talluri接著更是表示：“我們?cè)O(shè)計(jì)雙核處理器的性能要高于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的四核處理器”。也許他說(shuō)的并不一定正確，但至少他的這番言論能為HTC在美國(guó)市場(chǎng)采用高通的S4雙核處理器而在其他市場(chǎng)采用英偉達(dá)Tegra四核處理器這個(gè)決定提供足夠的依據(jù)。高通也別得意，最近英偉達(dá)已經(jīng)從ARM購(gòu)買了更快的A15構(gòu)架授權(quán)，Tegra 4的傳聞也開始在網(wǎng)絡(luò)上傳開，英偉達(dá)的下一代移動(dòng)芯片可不是蓋的！ 現(xiàn)實(shí)的情況是，四核處理器還有許多需要改進(jìn)之處。在某些情況下，四核處理器能夠和雙核處理器性能持平，但是有些時(shí)候四核處理器會(huì)不如雙核處理器。 Nick DiCarlo 三星。
正是手機(jī)芯片廠商采用這兩種不同的方式來(lái)區(qū)別自己的產(chǎn)品，這對(duì)一般消費(fèi)者而言，要搞明白基于ARM構(gòu)架的芯片的性能也不是很容易的事情。如果按照正常的邏輯來(lái)看，一款采用雙核A15構(gòu)架的芯片的智能機(jī)應(yīng)該和采用四核A9構(gòu)架的芯片的智能機(jī)在性能上持平。但實(shí)際情況卻并非如此。
具體的說(shuō)，HTC One X全球版使用的是英偉達(dá)四核Tegra 3芯片，是基于ARM Cortex-A9處理器。在美國(guó)市場(chǎng)，采用的是高通雙核驍龍 S4芯片是基于ARM Cortex-A15構(gòu)架處理器。我們網(wǎng)站目前還沒(méi)有來(lái)得及對(duì)這兩款芯片進(jìn)行全面的對(duì)比，但是三星的DiCarlo的看法是，采用這兩款芯片的手機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活應(yīng)用測(cè)試的差別是感覺(jué)不到的，因此僅僅存在著理論上的軟件測(cè)試得分差距。
誤解二：處理器核心翻倍意味著性能翻倍
如果處理器性能的計(jì)算方式像2X2=4這樣簡(jiǎn)單就好了！
像桌面處理器一樣，從單核到雙核，從雙核到四核。處理器核心是翻倍了，但是其他配置呢？這些核心使用的內(nèi)存未必是成倍的增長(zhǎng)，電池更是沒(méi)有改變很多，其他更多部件設(shè)置更是不曾改變。
如果手機(jī)采用的移動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化的好（后面我們將詳細(xì)說(shuō)明。），性能的確會(huì)增加。（例如系統(tǒng)能夠充分利用多個(gè)線程等。），但是永遠(yuǎn)也別指望處理器核心翻倍就會(huì)得到性能翻倍的結(jié)果。桌面處理器早已證明了這一點(diǎn)。
誤解三：手機(jī)系統(tǒng)和軟件無(wú)關(guān)
華為在WMC上發(fā)布了四核Ascend智能手機(jī)，據(jù)說(shuō)運(yùn)行飛快。
之前我們提到的產(chǎn)品組裝生產(chǎn)線的類比能夠有助于我們理解四核處理器如何提升手機(jī)運(yùn)行速度，但是并不能說(shuō)明事情的另一部分真相。不管你的處理器核心有多少，這都不是關(guān)鍵，問(wèn)題的實(shí)質(zhì)在于在操作系統(tǒng)或者應(yīng)用軟件的協(xié)助下，他們能夠執(zhí)行任務(wù)！否則再多的核心也是白搭！
首先，移動(dòng)操作系統(tǒng)本身必須支持多線程。具體的說(shuō)就是分配給每個(gè)核心完成任務(wù)的一部分。設(shè)備廠商也需要盡到相應(yīng)的義務(wù)，比如增加一些軟件邏輯層來(lái)協(xié)助硬件和操作系統(tǒng)更融洽的工作。
我在準(zhǔn)備些這篇文章過(guò)程中，咨詢了5位專家的意見(jiàn)。他們都不約而同的強(qiáng)調(diào)，同時(shí)也需要程序和游戲開發(fā)者在編程過(guò)程中把多線程執(zhí)行時(shí)刻放在心上，才能更充分的利用四核處理器。
微軟產(chǎn)品部高級(jí)經(jīng)理Greg Sullivan坦言，在編程過(guò)程中想要充分利用多核心聽(tīng)起來(lái)很美好，但是需要軟件開發(fā)者更多技能，也會(huì)花費(fèi)更多的時(shí)間和精力。同時(shí)在編程過(guò)程中，如果出了問(wèn)題，也就更難找出問(wèn)題所在。這正是很多程序開發(fā)者最不愿意遇到的情形。
在一個(gè)應(yīng)用程序不能太多的利用多線程的系統(tǒng)中，再多的處理器核心也枉然。Greg Sullivan 微軟產(chǎn)品部高級(jí)經(jīng)理。
讓我們來(lái)舉例說(shuō)明。假如你是通過(guò)Youtube或者是ESPN來(lái)觀看視頻，這些流視頻很難被分解成不同的線程。按照微軟Greg Sullivan的說(shuō)法就是，視頻播放就像是織毛衣的線團(tuán)，視頻播放是一連串的過(guò)程，這很難讓多個(gè)處理器核心平均分配解碼任務(wù)然后在重新整合輸出。因此，像很多播放視頻這樣的任務(wù)，只能最大限度的利用一個(gè)核心，而其他的核心將會(huì)在后臺(tái)負(fù)責(zé)收取郵件等任務(wù)。
英偉達(dá)宣稱即使應(yīng)用程序不是多線程Tegra 3芯片也能夠充分利用多個(gè)處理器核心。至于Tegra 3芯片到底能夠利用了多少多核心我們不得而知，但是最好的結(jié)果就是，一些采用了多線程的應(yīng)用程序才能夠在四核智能機(jī)上表現(xiàn)的更好。
誤解四：核心越多 越省電!!!
能夠產(chǎn)生這樣誤解的人都很牛。核心越多還能更省電？難道人越多還能吃更少的飯？那當(dāng)初我們計(jì)劃生育豈不是大錯(cuò)特錯(cuò)了。最好我們趕快告訴朝鮮兄弟，解開腰帶生孩子，保證足衣足食。按照一般邏輯，核心越多，電池消耗的越快。
那么怎么會(huì)有這樣的誤解呢？
專家是用汽車引擎來(lái)做類比的。處理器的主頻GHz就像在汽車參數(shù)中的扭矩rpm，處理器核心的數(shù)量就相當(dāng)于汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的汽缸。汽缸越多，汽車動(dòng)力就越充沛，但是會(huì)更費(fèi)油�；氐街悄苁謾C(jī)，越來(lái)越多的屏幕，應(yīng)用處理器，移動(dòng)信號(hào)的接受都是耗電大戶。說(shuō)到性能，那情況就更復(fù)雜。處理器核心多，能夠讓我們用更短的時(shí)間來(lái)完成更多的任務(wù)，渲染的圖片更平滑，網(wǎng)絡(luò)連接更迅速，當(dāng)然是更費(fèi)電！ 這就像開跑車，你越是踩油門，你的車就越快，同時(shí)你的汽油消耗的也更快。 Francis Sideco, IHS iSuppli
IHS iSuppli首席分析師Frances Sideco表示，正是因?yàn)閷?duì)電池的消耗不斷增加才表明系統(tǒng)級(jí)別的優(yōu)化是何等重要。因此廠商的工程師可以編寫智能的軟件來(lái)有效的分別處理線程。
當(dāng)然，光從芯片層面講，有的芯片天生就更省電。芯片生來(lái)就分三六九等。智能手機(jī)功耗問(wèn)題從它誕生一刻起就一直在困擾著它。但是如果芯片廠商能夠生產(chǎn)一款在性能和功耗之間達(dá)到平衡的平臺(tái)，那么相同的任務(wù)，這樣的芯片將會(huì)消耗更少的電量。
誤解五：CPU決定一切
HTC手機(jī)One X ,One S以及One V的高速圖片渲染能力讓我很吃驚，真的是很快。HTC使用的是自己的圖片處理器。
基于ARM構(gòu)架的系統(tǒng)廠商通常可以通過(guò)添加自己的核心來(lái)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，從而達(dá)到低功耗。 Francis Sideco, IHS iSuppli
如果你能夠讓你的應(yīng)用處理器不再執(zhí)行繁重的任務(wù)，那么你的Facebook更新的速度就越快，下載Podcast的速度也就更快。（注：這個(gè)編輯寫的有點(diǎn)前不著村后不著店。）
這也是為什么現(xiàn)在的系統(tǒng)級(jí)芯片其實(shí)是很多不同的核心組成的團(tuán)隊(duì)。如果你還不清楚的話，可以參閱新ipad拆解或者諾基亞Lumia 900拆解。除了核心的ARM處理器，它的周圍通常會(huì)布滿其他的多功能芯片，當(dāng)然第二重要的便是顯卡芯片。像HTC還加入自己的圖片處理芯片，視頻音頻編解碼芯片。而這些所有芯片的性能都會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。
誤解六：不要忘記了移動(dòng)操作系統(tǒng)
目前為止，四核處理器狂熱只是出現(xiàn)在安卓系統(tǒng)上。蘋果iphone 4S還是雙核處理器，但是不知道今年發(fā)布的下一代產(chǎn)品會(huì)是什么情況。而微軟Windows Phone移動(dòng)系統(tǒng)目前只能使用單核處理器，要到Windows Phone 8系統(tǒng)才會(huì)支持多核處理器。
對(duì)于微軟來(lái)說(shuō)，目前市面宣傳的單核和多核真的讓軟件巨頭很無(wú)奈。如果用戶真的聽(tīng)信了那些賣安卓手機(jī)的人的所謂雙核四核更快的言論，那么不明事實(shí)的消費(fèi)者可能認(rèn)為諾基亞Lumia 900要比其他平臺(tái)的手機(jī)差。因此微軟在CES上展開了“和Windows Phone比比誰(shuí)更快”的推廣活動(dòng)：就是一個(gè)微軟員工用自己Windows智能手機(jī)和安卓或者蘋果用戶比賽，看在日常操作中，誰(shuí)的手機(jī)更快。微軟的看法是：我們應(yīng)該用現(xiàn)實(shí)應(yīng)用表現(xiàn)來(lái)衡量手機(jī)性能，光跑那些跑分軟件有能說(shuō)明什么呢？！
來(lái)自微軟的Sullivan說(shuō)，在日常生活中，人們通常是一邊聽(tīng)音樂(lè)一邊上網(wǎng)，這樣的任務(wù)單核處理器能夠很高效的完成。手機(jī)的系能應(yīng)該是由操作系統(tǒng)在管理任務(wù)時(shí)是否高效來(lái)決定的。微軟的操作系統(tǒng)禁止了在后臺(tái)運(yùn)行多個(gè)程序，當(dāng)你真的需要使用的時(shí)候，系統(tǒng)才會(huì)激活。這樣做能夠節(jié)省不少電池，但同時(shí)能夠在瀏覽器或者地圖上保留你上次操作的記錄。
Sullivan也對(duì)安卓系統(tǒng)發(fā)表了看法，他認(rèn)為安卓的確是在同時(shí)能夠多線程運(yùn)行，應(yīng)用程序在后臺(tái)仍然才使用處理器指令，這會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)流暢性問(wèn)題，同時(shí)在處理同步命令的時(shí)候也會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)定。 當(dāng)然，我們更好奇，當(dāng)微軟自己發(fā)布了采用多核處理器手機(jī)的時(shí)候，他們會(huì)說(shuō)什么呢？我采訪的來(lái)自高通三星以及IHS iSuppli分析師等相關(guān)人員都回應(yīng)了微軟的看法，他們認(rèn)為操作系統(tǒng)在管理代碼線程和處理方式的差異都會(huì)影響手機(jī)的性能，和處理器核心的多寡關(guān)系并不大。
誤解七：跑分軟件不忽悠？！
來(lái)自三星的Nick DiCarlo對(duì)芯片基準(zhǔn)測(cè)試軟件并不是太感冒。他解釋說(shuō)，大多數(shù)處理器性能基礎(chǔ)測(cè)試軟件都會(huì)測(cè)試芯片的諸多方面，包括子目錄下的性能優(yōu)化。但是30個(gè)單獨(dú)和專門的測(cè)試并不總是很真實(shí)的反映出實(shí)際情況，這種情況在很多芯片廠商把不同的芯片都放在一起比較時(shí)尤為明顯。
芯片廠商總是向你炫耀自家的芯片的基準(zhǔn)測(cè)試超越了別的其他芯片。 Nick DiCarlo, 三星。 這些基準(zhǔn)測(cè)試軟件把顯卡,處理器和瀏覽器的性能通過(guò)數(shù)字或者圖形表示出來(lái),但是這些數(shù)據(jù)真的是說(shuō)顯示的那樣嗎?難道沒(méi)有人操作這些數(shù)據(jù)?來(lái)自三星的DiCarlo表示說(shuō),毫無(wú)疑問(wèn),這些基礎(chǔ)測(cè)試時(shí)可以認(rèn)為操作的。
后記
四核智能手機(jī)在2012年才算是開始，要成為主流估計(jì)要到2013年。當(dāng)然英偉達(dá)和其他芯片廠商會(huì)在接下來(lái)的時(shí)間大力推廣四核芯片，相信四核處理器在接下來(lái)的時(shí)間內(nèi)會(huì)成為很多高端機(jī)的主要賣點(diǎn)之一。
就我個(gè)人而言，當(dāng)然手機(jī)芯片越來(lái)越快性能越來(lái)越強(qiáng)是好的。但是有一點(diǎn)還是要記住：四核手機(jī)不一定很快，也不意味著四核手機(jī)就是好手機(jī)。
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