在剛剛過去的 CES 2013 上，近年來順風(fēng)順?biāo)母咄ù嫖④涀隽酥黝}演講并發(fā)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(fēng)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(dāng)賣點”，認(rèn)為“核戰(zhàn)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(xì)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 P C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。真有那么大的性能需求，讓手機連四個核心都不夠用，非要上八個？當(dāng)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(fā)布的 CCI-400 連在一起工作。為什么要這么費勁，歸根到底一句話，Cortex A15 實在是太太太太費電了。其實費電倒不是什么問題，降頻就是了，問題是 Cortex A15 吃掉的電力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于輸出的性能：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(yuǎn)遠(yuǎn)沒這么多，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(jīng)超越了曾經(jīng)以省電著稱的 ARM，配上 X86 架構(gòu)兼容和30年來海量 的應(yīng)用資源（跑步跑得動另說），Cortex A15 可謂鴨梨山大，平板不夠強，手機不夠省。所以ARM才搗鼓出這么一個叫 big.LITTLE 的技術(shù)，額外設(shè)計一個性能差但是很省電、架構(gòu)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(xiàn)了這個技術(shù)的處理器。
那這能叫八核處理器嘛！
說的也是，高負(fù)載開 A15，低負(fù)載開 A7，這就像干活用電腦，上網(wǎng)用平板，兩個東西又不能結(jié)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(shù)主要的設(shè)計目的是在不同的負(fù)荷下啟用不同的核心組，實現(xiàn)功耗和性能的最優(yōu)化配置，但是這個技術(shù)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(fù)載的線程跑在 A7 上，重計算的線程跑在 A15 上。怎么樣，這就是貨真價實的八核了吧？雖然必須承認(rèn)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?fù)蔚米�，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(shè)計咯？
商業(yè)世界，你要是相信廠家的 PPT，年可是都會過錯的。換了你，你也會拼命吹噓技術(shù)美好的地方，之于不怎么美好的地方嘛……反正只要讓你掏了錢，剩下的就不重要了。big.LITTLE 技術(shù)的實際遠(yuǎn)不如看起來那么美好，問題的關(guān)鍵就在于切換這個過程上。把正在運行的系統(tǒng)和程序從一個 CPU 完整的轉(zhuǎn)移到另外一個 CPU，不是一個想象中那么簡單的事情，這涉及到處理器電源狀態(tài)的切換、內(nèi)部所有私有狀態(tài)的復(fù)制和轉(zhuǎn)移、部分內(nèi)存數(shù)據(jù)的更新，有可能還要涉及到中斷系統(tǒng)， 而且還不太方便做到對上層代碼透明。在 ARM 的設(shè)計中，大小組的切換需要用到額外的指令，需要系統(tǒng)告訴 CPU “該切換了”才可以執(zhí)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(tǒng)核心做出修改才能實現(xiàn)。而且一個 CPU 不論是打開還是關(guān)閉，都需要時間， 這也就必然會導(dǎo)致切換指令發(fā)出以后，需要等待另一個 CPU 就緒才可以開始切換，這會導(dǎo)致不小的開銷。當(dāng)然，設(shè)計這套系統(tǒng)的ARM 不可能不考慮這些問題，因此在一個 CPU 收到切換指令以后，實際上并不會立刻把自己凍結(jié)，而是再發(fā)一個指令告訴即將切換的那個CPU首先啟動，然后一邊運行代碼，一邊等待另外一個 CPU 就緒，當(dāng)一切搞定以后，再進(jìn)行狀態(tài)復(fù)制等操作。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(nèi)切換1000次以上，依然無法讓用戶察覺。
到現(xiàn)在為止一切看起來都還很美好，但殘酷的現(xiàn)實來了：狀態(tài)切換不包括 L2 數(shù)據(jù)的復(fù)制，而由于 L2 緩存在 A15 和 A7 的系統(tǒng)中都是緊密耦合的，因此不可能做到共享，那么只有兩個選擇：在切換的時候通過 CCI400 將 L2 數(shù)據(jù)復(fù)制一次，或者干脆 丟棄所有的 L2 內(nèi)容。第二種看起來顯然不是什么好主意，但可惜的是第一種也不是：如果我沒記錯，復(fù)制一次 L2 緩存耗時大約20毫秒——比切換開銷大了3個數(shù)量級。這就意味著如果這套系統(tǒng)真要在實際工作中發(fā)揮出應(yīng)有的效能，那么就必須要頻繁切換，而頻繁切換的結(jié)果是 L2 緩存成為廢物，結(jié)局就是性能一塌糊涂。
所以……
可以這么說，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(jìn)手機，只是不出意外它會徹底變成一顆四核 A7 產(chǎn)品—— MTK6598 么？不過對于一些人和絕大多數(shù)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(zhì)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？”于是用戶掏了四核 A15 的錢賣到了四核A7的產(chǎn)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，手機要那么多核心干什么？我還是買高通好了，那么強大的 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……如果你這么想，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：手機要多核心干啥？
這還不簡單嗎？當(dāng)然是為了多任務(wù)��！君不見 Android 身為一個真·多任務(wù)的系統(tǒng)，無時無刻都有好幾個程序在前臺后臺的跑，至于IOS什么的@＃@￥＃￥％�。＃�……
沒錯。我們要多核處理器，自然是為了多任務(wù)的，畢竟誰沒事干成天用手機去算 Linpack 或者折疊蛋白質(zhì)呢？于是最大的問題就來了，高通的多核心處理器，真的有對應(yīng)的多任務(wù)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(gòu)拿出來再鞭一次尸了。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(gòu)，隨著核心數(shù)量的增加，提升的只是 CPU 的絕對運算性能，并不會同比提升 CPU 的吞吐量，這就導(dǎo)致了一個問題，如果運行的都是沒有多少計算量，而偏重于 IO 的任務(wù)，那么不論有多少個核心，性能都和一個核心沒什么兩樣——不幸的是，手機里恰好幾乎都是輕計算重 IO 的任務(wù)，除了 Benchmark 以外。
所以很多購買了高通 CPU 手機的人都會感覺，為什么我手機跑分那么高，世界第一，用起來卻還是不太流暢，尤其是在多個 APP 之間切換或者游戲載入呢？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(nèi)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(shù)據(jù)，CPU 只能等待，流水線只能空轉(zhuǎn)，雖然高通的異步技術(shù)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(dāng)單核用，這不是有必應(yīng)（誤，應(yīng)該是�。┠鞘怯猩�？
光說不練自然不行，好在已經(jīng)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(jìn)行對比，結(jié)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(lǐng)先幅度大約有5成：
但是在多任務(wù)測試中，情況卻完全逆轉(zhuǎn)，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么意思？那就是說四核 Krait 的多任務(wù)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(wù)性能只有單核水平，那我要四核干什么，我又不是職業(yè)跑測試的對不對。
至于 Krait 核心自己，一開始高通各種暗示是 Cortex A15 級的產(chǎn)品，后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(lǐng)先以外，并沒有比 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(chǎn)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。
寫在最后
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。那么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(yīng)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(chǎn)業(yè)的核戰(zhàn)爭，看起來轟轟烈烈，現(xiàn)在走在大街上沒個四核手機都不好意思說自己是發(fā)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(shù)消費者都沒想過。其實，如果你現(xiàn)在的手機 里有因為功耗或者續(xù)航或者架構(gòu)原因而用不到的性能，那么這部分性能就永遠(yuǎn)也用不到——別認(rèn)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，等到三年后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松跑出你兩倍的性能還只有你一半的耗電，你難道還認(rèn)為自己三年前的那筆投資物有所值嗎？
好好想想吧，核戰(zhàn)爭、性能戰(zhàn)爭、配置戰(zhàn)爭，究竟有幾個是真正有意義的，我們?yōu)楫a(chǎn)品內(nèi)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(tài)的時代才有救。