手機處理器多核之殤

智能手機處理器已經(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)化的一個重要趨勢和方向，手機市場之爭逐漸的演變成了核心之爭。面對激烈的市場競爭，多核處理器成為了營銷工具，似乎處理器核數(shù)越多，平臺就越好，性能就越高，然而在多核處理器平臺中，處理器數(shù)量對總體性能只產(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為ARM架構基于精簡指令集設計，在超線程方面較弱，需要多核心進行補充;另一方面，增加核心數(shù)，可以推動用戶更換手機，促進產(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，允許高性能和低性能內(nèi)核配合工作，使同一應用程序軟件在二者之間無縫切換，通過為每個任務選擇最佳處理器來延長電池壽命。big.LITTLE可以使處理器在處理低工作負載和后臺任務時減少 70% 甚至更多的能耗，在處理中等強度工作負載時減少 50% 的能耗，同時仍能提供高性能內(nèi)核的峰值性能。

三星big.LITTLE處理器將采用混合架構設計

市場噱頭高于實際需求，核戰(zhàn)可能無法避免。據(jù)了解，手機從單核到雙核、四核的過程中，智能手機性能快速提升，但是手機應用產(chǎn)品要求卻沒有很大改變，現(xiàn)階段的核戰(zhàn)只是為了應對未來市場。高通四核A7驍龍?zhí)幚砥髦饕槍θ腴T級智能手機芯片，在高端領域仍以雙核S4為主。而據(jù)對雙核及四核的安兔兔評分，雙核綜合性能跑分不比四核差。多核架構可以多任務運行以及并行處理，高線成績秉性技術處理多種資源密集型應用程序，從而提升瀏覽器、視頻編輯和圖像處理等應用，隨之而來的則是功耗的增加，電池電量的消耗以及發(fā)熱問題，這些都將影響用戶的正常使用，設計將面臨更大的挑戰(zhàn)。

核戰(zhàn)的背后映射著產(chǎn)業(yè)企業(yè)的競爭狀態(tài)。眾多芯片廠商處在一個更自由的競爭環(huán)境，而沒有單個企業(yè)能主導行業(yè)的趨勢，這個決定權現(xiàn)在落在了市場手上。

為何在乎核心數(shù)?

雙核、四核成主流

手機CPU作為智能手機的大腦，負責處理、運算手機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù)，哪怕是閑來無事在屏幕上劃了一下。如果沒有合適的處理器，系統(tǒng)優(yōu)化得再好也無濟于事，更不必說用戶體驗了。一個好的CPU決定了手機的性能，因此近一半消費者將處理器作為手機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。從雙核出現(xiàn)到雙核全面普及，市場用了差不多一年的時間。從四核出現(xiàn)到目前四核的基本普及，市場只用了大約半年的時間。2013年手機處理器已經(jīng)逐漸普及四核配置，無論是MT6589那樣的低端四核還是高通驍龍600/800那樣的旗艦四核，應用范圍都非常廣泛。隨著手機應用的不斷增多，用戶對于手機性能的高要求使得雙核、四核手機占據(jù)了主要的市場份額。

八核蓄勢待發(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運行八顆Cortex-A CPU核心，這就是聯(lián)發(fā)科一直宣稱的“真八核”處理器。標志著智能手機硬件又一次迎來了一個新時代。

企業(yè)策略不一

三星、聯(lián)發(fā)科都希望成為技術的領導者和創(chuàng)新者，致力推出高端產(chǎn)品，相繼發(fā)布采用ARM的big.LITTLE架構八核處理器，引領者八核戰(zhàn)場風向。

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

博通、Marvell、Intel也越來越重視多核市場，雖然目前的市場份額較小，但是誰知道以后會怎樣?

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低端智能手機市場的爆發(fā)，抓住機遇快速發(fā)展起來。聯(lián)芯新近推出四核智能手機芯片LC1813，進入四核戰(zhàn)場。展訊也開始發(fā)力劍指四核。而華為海思則表示欲爭八核。

作為智能手機的核心指標之一，雖然各大企業(yè)對于核戰(zhàn)的看法不一，但是都表現(xiàn)出了對于手機多核市場的重視，激烈的市場競爭中，總會淘汰不能應變的企業(yè)，營銷宣傳勢必可以對市場產(chǎn)生影響。

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核多一定好?誤區(qū)在哪

移動市場的處理器發(fā)展與PC市場的處理器的發(fā)展是一致的，由于有了PC市場的經(jīng)驗，手機處理器廠商的動作十分迅速，越早的推出多核處理器越能盡早占領市場。同樣，消費者在潛意識中會覺得跟使用電腦相同，配置越高性能越好!事實上，手機處理器的架構與電腦處理器有著巨大的區(qū)別，同時還面臨著手機巨大的功耗壓力和手機傳感器眾多的特性，許多手機廠商和芯片廠商都制造出了很多不同類型的多核處理器，遠沒有電腦處理器那么簡單。

不同的架構

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

Big.LITTLE是ARM公司針對當下智能手機、平板電腦等移動終端設備研發(fā)的一項全新的CPU架構，其主旨是解決這些設備的功耗問題，同時也不以損失性能為代價，是一種兼顧性能和功耗的CPU架構設計。一枚四核Cortex-A15的處理器和一枚四核Cortex-A7的相互聯(lián)動，當需要處理繁重的運算時將調(diào)用Cortex-A15的四核，當只是處理簡單的運算時則調(diào)用Cortex-A7的四核。

而Intel手機處理器采用的則是與PC相同的X86架構，CISC指令集豐富，指令不等長，善于執(zhí)行復雜工作，更強調(diào)串行性能，在跑分上可以達到“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，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(HMP)，操作系統(tǒng)將中央處理器視為四核心，但能將某項任務指派(或轉(zhuǎn)移)給任何一個獨立處理器核心;A15與A7核心會同時運作，而任務仍能在兩者之間轉(zhuǎn)移，已達到功率-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在核心的叢集之間移動;當運作與超越四核心A7能力的高性能水準時，調(diào)度程序(scheduler)會將之關閉，將所有任務轉(zhuǎn)移至A15核心。

處理器機制差異

在PC上處理器的設計只需管好處理能力和性能表現(xiàn)就行，語音識別、指紋、重力感應跟CPU沒有關系，反觀手機處理器設計卻要復雜的多。手機多核處理器可分為三派：

“蘋果派”：是蘋果給自家移動設備定制的，例如iPhone5s的A7處理器。由于iOS系統(tǒng)單線運行的特性，因此核心數(shù)并不會對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，蘋果還為指紋識別、傳感器等功能設置了一枚協(xié)處理器，來單獨處理用戶需求，同時也分擔了處理器的任務，降低功耗，遠非PC處理器來得那么簡單純粹。

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

“英特爾派”：即使用x86桌面架構的英特爾移動處理器，一般核數(shù)較少，但擁有超線程技術，單個核心的性能強勁，不過會造成較大的功耗和發(fā)熱壓力。

平臺有區(qū)別

當前主流的手機系統(tǒng)平臺主要是Android和iOS。眾所周知的，手機處理器拼“核”主要集中在Android陣營，而最新iPhone 5S的A7處理器還只是雙核。這主要是由于iOS多任務處理需求少，所以雙核就足夠了，而Android更碎片化，所以Android手機會選擇四核來提高多任務處理能力。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?

處理器的性能越來越強大，功耗也越來越嚴重，在硬件性能嚴重過剩的今天，僅依靠提高主頻和簡單增加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，怎樣實現(xiàn)性能與功耗的平衡，才是各大芯片廠商首要解決的問題。高通S4處理器是一款雙核CPU，但是卻擁有不輸四核CPU的超強性能，在性能測試上與四核Tegra3不相伯仲。

高通驍龍S4處理器采用了最新的Krait架構，該架構是基于ARMv7指令集，它在Scorpion的基礎上作出了不少改進。使每個內(nèi)核最高運行速度可達2.5GHz，較當前基于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，包括具有最高達四個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：/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將會帶來四倍性能的提升。為了能夠更快的顯示圖片高通采用了新的“Bining”架構，強化圖形渲染能力，對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)量只不過是手機處理器SoC晶片的性能指標之一：我們可以把12或是24個同樣的處理器核心整合在一起，其復雜性不會對晶片本身造成影響，但軟體才是讓眾多核心充分利用的關鍵──能支援8~10個平行任務的即時軟體處理程序是非常復雜的，帶來的麻煩往往超越其價值。

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

big.LITTLE技術最多能降低處理器在正常移動工作量負荷下高達70%的功耗。ARM big.LITTLE處理技術解決了打造系統(tǒng)級芯片(SoC)的挑戰(zhàn)，讓系統(tǒng)級芯片能滿足智能手機和其他移動設備的多樣需求。ARM big.LITTLE技術不僅擴大了移動設備的動態(tài)性能范圍、提升了功耗效率，對于目前在ARM處理器平臺上的廣泛應用，也可無縫轉(zhuǎn)移到big.LITTLE架構上運作。

聯(lián)發(fā)科技無線通信事業(yè)部總經(jīng)理朱尚祖：多核多線程開發(fā)手機應用將成為趨勢

在會上稱多核多線程開發(fā)手機應用將成為趨勢，多媒體游戲+多視窗將是多核應用重點，5-6.5英寸大屏將是未來高階。

小編亂侃

更多核心的處理器，在效能上是否代表絕對提升，就先前Qualcomm、ARM方面所提出看法，雖然并未否認多核心所帶來優(yōu)勢，但也強調(diào)已整體軟硬件設計最佳化等搭配，多核心并非效能提升唯一絕對因素，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，采用多核心架構處理器的散熱設計、所需搭配裝置機身設計等，都會是相關應用產(chǎn)品所需面臨考量重點。

因此，手機處理器的性能不僅僅由核心數(shù)決定，還有架構、制作工藝、主頻、緩存等參數(shù)，與此同時還要考慮功耗、價格等綜合因素。市場的良性競爭可以促進技術的不斷進步，推動市場的健康發(fā)展。而對于消費者，選擇多核心手機還需綜合評測，而不是僅僅關注核心數(shù)!