移動處理器小教室：手機(jī)CPU深度介紹
泡泡網(wǎng)手機(jī)頻道8月1日 上周的移動處理器小教室將CPU和GPU比喻為人類的左腦和右腦。在開講今天的CPU深度課程前，我們先來個趣味小測試——如果你第一眼看到下圖中的女郎是順時針轉(zhuǎn)的，說明你的右腦比較發(fā)達(dá)，如果是逆時針轉(zhuǎn)，則是左腦比較發(fā)達(dá)。
驍龍的粉絲里有不少都是資深機(jī)友，那我們就把處理器那點(diǎn)事講得深一點(diǎn)好了。想要成為移動處理器“大拿”，最關(guān)鍵的是理解三個概念：ARM、指令集和微架構(gòu)。
做手機(jī)CPU就好像……蓋房子。把各家芯片廠商比作建筑商的話，ARM就是建筑設(shè)計(jì)師。ARM定義了指令集，即“住戶行為規(guī)范”，“住戶”就是數(shù)據(jù)。此外，ARM還提供 “蓋好的房子”，即ARM CPU內(nèi)核。
說的技術(shù)點(diǎn)，前不久網(wǎng)上討論熱烈的各種術(shù)語，如ARM Cortex A8，A9，甚至A15等，都是ARM基于其v7指令集開發(fā)的 CPU內(nèi)核。直接購買ARM CPU內(nèi)核，也是業(yè)內(nèi)多數(shù)芯片廠商的做法。
芯片廠商拿到標(biāo)準(zhǔn)的ARM CPU后，可以直接與移動處理器的其它組件整合，比如GPU、多媒體處理、調(diào)制解調(diào)器等等，制造出完整的“片上系統(tǒng)”，然后就可以給智能手機(jī)和平板電腦使用了。當(dāng)然還有另一種方式，就是廠商學(xué)會“行為規(guī)范”，自己設(shè)計(jì)圖紙。
兩種方式的區(qū)別在于，直接給ARM設(shè)計(jì)好的“圖紙”的，質(zhì)量有保障，拿去就能用，省時省力，但各家廠商做出來的東西差異不大；而廠商學(xué)會“行為規(guī)范”的，則必須有強(qiáng)大的設(shè)計(jì)研發(fā)能力，依照實(shí)際需要量身打造新的圖紙，一般會比ARM原生架構(gòu)性能更強(qiáng)、功耗更低。
那么，驍龍是怎么誕生的呢？高通向ARM了解“住戶的行為規(guī)范”后，自主設(shè)計(jì)了CPU這間“房子”，包括面積、戶型、裝修、家具，以及與其它“房間”（處理器其它組件）連接的走廊、過道、大門等，確保“住戶”行動自如，高效有序，關(guān)鍵是還不費(fèi)力。
自主設(shè)計(jì)CPU帶來的好處是：比標(biāo)準(zhǔn)ARM CPU內(nèi)核上市早；性能和功耗更加平衡；和其它組件的集成更為緊密。比如驍龍S3使用的Scorpion CPU，同樣基于ARM v7指令集設(shè)計(jì)，但在流水線、Neon、總線、緩存等方面，與ARM Cortex A8/A9處理器完全不同。
驍龍S4系列所采用的Krait微架構(gòu)也是一樣，這個架構(gòu)與ARM的A9和A15均沒有從屬關(guān)系，但由于其針對移動性和功耗控制進(jìn)行了全新的底層設(shè)計(jì)，相比許多廠商統(tǒng)一使用的A15架構(gòu)，在性能核功耗方面甚至更有優(yōu)勢。
舉個簡單的例子，假設(shè)A15這張“圖紙”上的“房子”設(shè)計(jì)了4扇窗，那么使用A15架構(gòu)的廠商設(shè)計(jì)出的“房子”也就都有4扇窗；而考慮到現(xiàn)在很多人喜歡更多采光，驍龍的Krait這張“圖紙”設(shè)計(jì)的房子則可以擁有8扇窗、12扇窗，甚至整面整面的落地窗。這正是自主設(shè)計(jì)微架構(gòu)的優(yōu)勢。
這種自主設(shè)計(jì)的優(yōu)勢，為驍龍帶來了獨(dú)特的異步多核架構(gòu)。不同于其他品牌處理器只能使用ARM的同步多核架構(gòu)，驍龍的多個內(nèi)核可以分別運(yùn)行于不同的電壓和頻率下，可以同時啟動、關(guān)閉，也可以單獨(dú)打開一個或多個，這就使得其功耗更低，用電更省。
相比之下，統(tǒng)一使用ARM同步多核架構(gòu)的其他處理器，無論終端的使用需求是大還是小，其多個核都必須一同啟動或關(guān)閉，這就造成了資源不必要的浪費(fèi)，消耗了更多的電量。正因?yàn)榇耍旪埖碾p核在許多性能上甚至可以趕超其他品牌的四核處理器。
了解不同CPU設(shè)計(jì)和制造方式后，再去看一些評測文章的時候，就不難理解為什么驍龍S4使用的雙核Krait CPU，在評測中的表現(xiàn)甚至比一些競品四核CPU還要強(qiáng)了吧——房子和房子，確實(shí)也是不一樣滴！■
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