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手机处理器那些事：对四核手机七大误解
手机处理器那些事：对四核手机七大误解
2012年04月13日20:13 来源：小熊在线
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从HTC One系列手机说起 美国公民低人一等？
本篇文章是编译CNET的一篇文章，这是作者和来自微软三星高通的一些专家交谈后写的文章。文章谈到了英伟达Tegra 3和4芯片，但是作者没有和英伟达专家探讨。同时作者也没有提到另一位重量级虚芯片厂商德州仪器。但是这些并不会对本文讨论的内容造成任何影响。这不是一篇专业的探讨四核处理器构架的文章，但是相信通过作者的解说，一般消费者能对手机四核处理器有着更深的认识。以下为编译全文，有删节。原文地址。
采用四核的智能手机一定比双核处理器的手机快，对不？如果你相信猪也能飞的话，那就是对的！
HTC One X在欧洲市场采用四核处理器，美国市场为双核处理器。
当HTC宣布美国版的HTC One X将不会采用英伟达四核Tegra 3芯片，我的第一反应就是：什么情况？！现在看来，我当初是想错了。如果你是HTC或者英伟达，失去了推出美国第一款四核智能手机的炫耀的机会，毫无疑问你会有点小失望吧。（目前美国市场任然没有推出四核智能手机，因此现在每个厂商都机会平等。）但是作为一名消费者，你也许会想，全世界都要用四核手机了，为什么美国公民就享受不了这待遇呢？不管怎么说，处理器核心越多，手机性能越强劲啊！难道不是吗？现在让我们看看，还在使用单核处理器的微软是怎么说的：
如果你把手机处理器核心数量作为衡量手机性能的唯一标准，那你就大错特错了！Greg Sullivan 微软高级产品经理
有关处理器构架以及电路图等诸多晦涩难懂的诸多细节对于大多数人来说简直是无字天书。要是能够明白处理器核心数量对产品性能的影响的人更是少之又少了。（如果你是那种在大学教授处理器课程的人，这篇文字实在不适合你。）
其实，影响你智能手机内部性能的因素除了处理器核心数量之外还有很多其他因素。你手机综合性能其实与其他芯片电池以及操作系统有着很大的关系，甚至也和你最喜欢的应用程序的开发者都有着莫大(博客,微博)的关系。
四核理论很强大
理论上，如果你把执行的任务分配给处理器核心，每个单一的核心处理线程更得心应手。Nick DiCarlo 三星产品计划部副总裁。
首先你需要知道的是：四核处理器芯片将会成为许多高端智能手机的最大卖点。这种情况，就像一年前各地厂商开始采用双核处理器的情况一模一样。而现在只不过是将双核换成四核。毫无疑问，人们对四核处理器的认识还远远不够。在我们详细解析四核处理器之前，我们先说说为什么四核手机就成了市场上的香饽饽！
多核处理器的依据：如果你把多线程任务分开同时来做，或者同一任务的不同步骤分开同时做，那么你就会更快的完成任务。
你也可以把处理器想象成一条产品组装线。（最好还是别想到富士康吧。）没有哪一个工厂一条组装线上让一个工人像阿甘一样跑前跑后的干个不停（相当于单核），相反一条高效的产品组装线上，有不同的小组在完成不同的工作（多核处理器），这样才能满足全世界那么多需要苹果ipad和iphone的用户，对不？对不起，又想到富士康了。
四核处理器厂商承诺更快速度和更卓越的性能同时电池续航时间更长。有人这一点也许不太明白。怎么核心越多越省电?理论上，手机中的单个处理器核心的工作量不大的话，那它所消耗的电量就更低。而同时这些工作，让单核的处理器来干，它消耗的电量不但多而且它还特别累。这就像你干活越多就要吃更多的馒头类似。也许有人说了4X1和2x2不都是4吗？理论上，四核处理器能偶实现更快更省电这对似乎矛盾的结果。
配置了这样核心的智能手机，在运行中当然会更快。如果采用了好的屏幕，图形和视频会更清晰流畅，应用程序的加载速度会更快。同时你甚至可以玩一些大型的游戏。听起来好美啊！但是理论只能停留在理论里，现实中却没有你想的那么美好。
接下来，我们就看看，人们对四核处理器的一些误解吧！
误解一：处理器只是有一块芯片组成
其实所谓的SoC(系统级芯片)，都是由应用处理器构成的。四核处理器的本质是采用了ARM构架的4个核心，ARM构架处理器才是这些系统级芯片的灵魂。现在所有用户使用的安卓设备都是采用ARM公司设计的芯片。Windows智能手机和苹果的iphone其实同样也是使用ARM公司设计的芯片。尽管随着英特尔
Medfield移动芯片的发布，这一情况会有所改变。芯片厂商只不过是通过购买ARM公司的指令集和产品构架（甚至修改指令集以及对改变一些产品细节方面也需要得到ARM公司的授权。）然后在吧自己想要的各种其他功能芯片集成到SoC芯片组中而已。
那么都使用ARM公司的构架怎样才能让自己的产品和别的厂商有所不同呢？有两种方式：ARM公司设计采用不同构架的芯片，例如A8，A9,A15构架。数字越大性能更强劲。三星的Nick DiCarlo表示要想比较两款SoC芯片性能，首先就是比较每款芯片所采用的构架。一般来讲，单核A9芯片（Cortex-A9）性能要优于单核A8芯片。以此类推。
第二种让自己的产品和别的厂商区分开来的方式就是修改芯片设计方案。像英伟达的Tegra 3就是多设计了一个核心（4+1），这个单独的核心采用低功耗设计，主要负责应用程序在后台更新等任务。 另外一家采用同样方式的芯片公司是高通。高通产品管理部副总裁Raj Talluri说：“购买改变ARM原始构架的授权，把基于ARM构架的系统芯片从新设计，最终的产品性能将会更好。”
Raj Talluri接着更是表示：“我们设计双核处理器的性能要高于竞争对手的四核处理器”。也许他说的并不一定正确，但至少他的这番言论能为HTC在美国市场采用高通的S4双核处理器而在其他市场采用英伟达Tegra四核处理器这个决定提供足够的依据。高通也别得意，最近英伟达已经从ARM购买了更快的A15构架授权，Tegra 4的传闻也开始在网络上传开，英伟达的下一代移动芯片可不是盖的！ 现实的情况是，四核处理器还有许多需要改进之处。在某些情况下，四核处理器能够和双核处理器性能持平，但是有些时候四核处理器会不如双核处理器。 Nick DiCarlo 三星。
正是手机芯片厂商采用这两种不同的方式来区别自己的产品，这对一般消费者而言，要搞明白基于ARM构架的芯片的性能也不是很容易的事情。如果按照正常的逻辑来看，一款采用双核A15构架的芯片的智能机应该和采用四核A9构架的芯片的智能机在性能上持平。但实际情况却并非如此。
具体的说，HTC One X全球版使用的是英伟达四核Tegra 3芯片，是基于ARM Cortex-A9处理器。在美国市场，采用的是高通双核骁龙 S4芯片是基于ARM Cortex-A15构架处理器。我们网站目前还没有来得及对这两款芯片进行全面的对比，但是三星的DiCarlo的看法是，采用这两款芯片的手机在现实生活应用测试的差别是感觉不到的，因此仅仅存在着理论上的软件测试得分差距。
误解二：处理器核心翻倍意味着性能翻倍
如果处理器性能的计算方式像2X2=4这样简单就好了！
像桌面处理器一样，从单核到双核，从双核到四核。处理器核心是翻倍了，但是其他配置呢？这些核心使用的内存未必是成倍的增长，电池更是没有改变很多，其他更多部件设置更是不曾改变。
如果手机采用的移动系统优化的好（后面我们将详细说明。），性能的确会增加。（例如系统能够充分利用多个线程等。），但是永远也别指望处理器核心翻倍就会得到性能翻倍的结果。桌面处理器早已证明了这一点。
误解三：手机系统和软件无关
华为在WMC上发布了四核Ascend智能手机，据说运行飞快。
之前我们提到的产品组装生产线的类比能够有助于我们理解四核处理器如何提升手机运行速度，但是并不能说明事情的另一部分真相。不管你的处理器核心有多少，这都不是关键，问题的实质在于在操作系统或者应用软件的协助下，他们能够执行任务！否则再多的核心也是白搭！
首先，移动操作系统本身必须支持多线程。具体的说就是分配给每个核心完成任务的一部分。设备厂商也需要尽到相应的义务，比如增加一些软件逻辑层来协助硬件和操作系统更融洽的工作。
我在准备些这篇文章过程中，咨询了5位专家的意见。他们都不约而同的强调，同时也需要程序和游戏开发者在编程过程中把多线程执行时刻放在心上，才能更充分的利用四核处理器。
微软产品部高级经理Greg Sullivan坦言，在编程过程中想要充分利用多核心听起来很美好，但是需要软件开发者更多技能，也会花费更多的时间和精力。同时在编程过程中，如果出了问题，也就更难找出问题所在。这正是很多程序开发者最不愿意遇到的情形。
在一个应用程序不能太多的利用多线程的系统中，再多的处理器核心也枉然。Greg Sullivan 微软产品部高级经理。
让我们来举例说明。假如你是通过Youtube或者是ESPN来观看视频，这些流视频很难被分解成不同的线程。按照微软Greg Sullivan的说法就是，视频播放就像是织毛衣的线团，视频播放是一连串的过程，这很难让多个处理器核心平均分配解码任务然后在重新整合输出。因此，像很多播放视频这样的任务，只能最大限度的利用一个核心，而其他的核心将会在后台负责收取邮件等任务。
英伟达宣称即使应用程序不是多线程Tegra 3芯片也能够充分利用多个处理器核心。至于Tegra 3芯片到底能够利用了多少多核心我们不得而知，但是最好的结果就是，一些采用了多线程的应用程序才能够在四核智能机上表现的更好。
误解四：核心越多 越省电!!!
能够产生这样误解的人都很牛。核心越多还能更省电？难道人越多还能吃更少的饭？那当初我们计划生育岂不是大错特错了。最好我们赶快告诉朝鲜兄弟，解开腰带生孩子，保证足衣足食。按照一般逻辑，核心越多，电池消耗的越快。
那么怎么会有这样的误解呢？
专家是用汽车引擎来做类比的。处理器的主频GHz就像在汽车参数中的扭矩rpm，处理器核心的数量就相当于汽车发动机中的汽缸。汽缸越多，汽车动力就越充沛，但是会更费油。回到智能手机，越来越多的屏幕，应用处理器，移动信号的接受都是耗电大户。说到性能，那情况就更复杂。处理器核心多，能够让我们用更短的时间来完成更多的任务，渲染的图片更平滑，网络连接更迅速，当然是更费电！ 这就像开跑车，你越是踩油门，你的车就越快，同时你的汽油消耗的也更快。 Francis Sideco, IHS iSuppli
IHS iSuppli首席分析师Frances Sideco表示，正是因为对电池的消耗不断增加才表明系统级别的优化是何等重要。因此厂商的工程师可以编写智能的软件来有效的分别处理线程。
当然，光从芯片层面讲，有的芯片天生就更省电。芯片生来就分三六九等。智能手机功耗问题从它诞生一刻起就一直在困扰着它。但是如果芯片厂商能够生产一款在性能和功耗之间达到平衡的平台，那么相同的任务，这样的芯片将会消耗更少的电量。
误解五：CPU决定一切
HTC手机One X ,One S以及One V的高速图片渲染能力让我很吃惊，真的是很快。HTC使用的是自己的图片处理器。
基于ARM构架的系统厂商通常可以通过添加自己的核心来实现优化，从而达到低功耗。 Francis Sideco, IHS iSuppli
如果你能够让你的应用处理器不再执行繁重的任务，那么你的Facebook更新的速度就越快，下载Podcast的速度也就更快。（注：这个编辑写的有点前不着村后不着店。）
这也是为什么现在的系统级芯片其实是很多不同的核心组成的团队。如果你还不清楚的话，可以参阅新ipad拆解或者诺基亚Lumia 900拆解。除了核心的ARM处理器，它的周围通常会布满其他的多功能芯片，当然第二重要的便是显卡芯片。像HTC还加入自己的图片处理芯片，视频音频编解码芯片。而这些所有芯片的性能都会影响整个系统的性能。
误解六：不要忘记了移动操作系统
目前为止，四核处理器狂热只是出现在安卓系统上。苹果iphone 4S还是双核处理器，但是不知道今年发布的下一代产品会是什么情况。而微软Windows Phone移动系统目前只能使用单核处理器，要到Windows Phone 8系统才会支持多核处理器。
对于微软来说，目前市面宣传的单核和多核真的让软件巨头很无奈。如果用户真的听信了那些卖安卓手机的人的所谓双核四核更快的言论，那么不明事实的消费者可能认为诺基亚Lumia 900要比其他平台的手机差。因此微软在CES上展开了“和Windows Phone比比谁更快”的推广活动：就是一个微软员工用自己Windows智能手机和安卓或者苹果用户比赛，看在日常操作中，谁的手机更快。微软的看法是：我们应该用现实应用表现来衡量手机性能，光跑那些跑分软件有能说明什么呢？！
来自微软的Sullivan说，在日常生活中，人们通常是一边听音乐一边上网，这样的任务单核处理器能够很高效的完成。手机的系能应该是由操作系统在管理任务时是否高效来决定的。微软的操作系统禁止了在后台运行多个程序，当你真的需要使用的时候，系统才会激活。这样做能够节省不少电池，但同时能够在浏览器或者地图上保留你上次操作的记录。
Sullivan也对安卓系统发表了看法，他认为安卓的确是在同时能够多线程运行，应用程序在后台仍然才使用处理器指令，这会导致系统流畅性问题，同时在处理同步命令的时候也会导致系统不稳定。 当然，我们更好奇，当微软自己发布了采用多核处理器手机的时候，他们会说什么呢？我采访的来自高通三星以及IHS iSuppli分析师等相关人员都回应了微软的看法，他们认为操作系统在管理代码线程和处理方式的差异都会影响手机的性能，和处理器核心的多寡关系并不大。
误解七：跑分软件不忽悠？！
来自三星的Nick DiCarlo对芯片基准测试软件并不是太感冒。他解释说，大多数处理器性能基础测试软件都会测试芯片的诸多方面，包括子目录下的性能优化。但是30个单独和专门的测试并不总是很真实的反映出实际情况，这种情况在很多芯片厂商把不同的芯片都放在一起比较时尤为明显。
芯片厂商总是向你炫耀自家的芯片的基准测试超越了别的其他芯片。 Nick DiCarlo, 三星。 这些基准测试软件把显卡,处理器和浏览器的性能通过数字或者图形表示出来,但是这些数据真的是说显示的那样吗?难道没有人操作这些数据?来自三星的DiCarlo表示说,毫无疑问,这些基础测试时可以认为操作的。
后记
四核智能手机在2012年才算是开始，要成为主流估计要到2013年。当然英伟达和其他芯片厂商会在接下来的时间大力推广四核芯片，相信四核处理器在接下来的时间内会成为很多高端机的主要卖点之一。
就我个人而言，当然手机芯片越来越快性能越来越强是好的。但是有一点还是要记住：四核手机不一定很快，也不意味着四核手机就是好手机。
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