手機(jī)雙核知多少？四大主流雙核CPU全比拼

　　可能多處理器架構(gòu)這個(gè)詞對(duì)于不少讀者而言都是很陌生的，很多人可能從來(lái)都沒(méi)注意到過(guò)這方面的東西。所謂多處理器架構(gòu)，就是說(shuō)多顆處理器以何種模式共同運(yùn)行，以怎樣的方式合作執(zhí)行程序。在PC領(lǐng)域，這個(gè)概念并不重要，因?yàn)榇蠹铱吹降亩嗵幚砥?多核心處理器也可以看作制作在一個(gè)芯片上的多處理器)，在邏輯架構(gòu)上都是一樣的，那就是同步多處理器，英文為Synchronous Multi-Processors，縮寫(xiě)為SMP(不是對(duì)稱(chēng)多處理器的那個(gè)SMP)。但是在多處理器體系剛剛出現(xiàn)的階段，曾經(jīng)也有過(guò)很多不同的邏輯架構(gòu)， 而在目前的手機(jī)市場(chǎng)上就恰恰存在著不采用SMP架構(gòu)的多處理器，那就是高通的MSM8x60。

　　與SMP不同，高通所采用的架構(gòu)名為ASMP，即異步多處理器架構(gòu)。所謂同步和異步，差距并不是簡(jiǎn)單的兩個(gè)字，在具體實(shí)現(xiàn)上的區(qū)別非常大。但是在此我們并不需要了解它們之間學(xué)術(shù)上的區(qū)別，我們只從最粗略的角度來(lái)看一下這兩種架構(gòu)的工作方式。

　　所謂同步多處理器，顧名思義就是同步的，即多枚處理器運(yùn)行在同樣的時(shí)鐘頻率，共享同樣的緩存數(shù)據(jù)，協(xié)同工作。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，同步多處理器系統(tǒng)在工作的時(shí) 候，每當(dāng)一個(gè)任務(wù)完成后，空閑的處理器會(huì)立刻尋找下一個(gè)新的任務(wù)，對(duì)于外部而言，這兩顆處理器是一個(gè)整體，共同完成同一個(gè)工作。

　　而異步多處理器則更接近于若干個(gè)獨(dú)立工作的處理器，它們之間可以運(yùn)行在不同的頻率下，每個(gè)處理器維護(hù)自己私有的緩存數(shù)據(jù)，最重要的是，它們之間會(huì)利用一種仲裁機(jī)制，以輪流工作的方式執(zhí)行任務(wù)。它們更像是一些互不干擾的獨(dú)立處理器，各自完成各自的事情，輪流執(zhí)行不同的工作。

　　看到這兒，相信大家也看出來(lái)了，同步和異步最大的區(qū)別就在于輪流工作這四個(gè)字。具體而言，就是在同一時(shí)間，只有一顆處理器可以接受任務(wù)，另一顆不論是否繁忙，都不能接受新任務(wù)?？赡芄饪课淖终f(shuō)明還不是那么生動(dòng)，下面我們就來(lái)看幾張圖，了解一下相對(duì)于同步多處理器“誰(shuí)空閑誰(shuí)接單“的工作模式而言，這種輪流工作到底是怎樣進(jìn)行的，又會(huì)導(dǎo)致怎樣的結(jié)果。

　　圖中每一橫行代表一個(gè)時(shí)鐘周期，我們用紅色的方塊代表正在讀取任務(wù)，綠色的方塊代表正在執(zhí)行任務(wù)，方塊中的數(shù)字代表不同的任務(wù)，而空白代表著空閑狀態(tài)。在第一張圖里，我們假設(shè)任何任務(wù)只需要一個(gè)周期就可以執(zhí)行完畢?！　?/p>

異步多核心和同步多核心運(yùn)行狀況：?jiǎn)沃芷谥噶?/center>

　　可以看到，在每一個(gè)周期內(nèi)，異步多處理器架構(gòu)最多只能有一個(gè)核心接受任務(wù)，而如果兩個(gè)處理器都空閑，就會(huì)有一個(gè)消極怠工。如圖所示，執(zhí)行四條指令，異步多處理器用了5個(gè)周期，同步多處理器用了4個(gè)周期，異步多處理器慢了25%。

　　那么如果指令執(zhí)行時(shí)間是兩個(gè)周期呢?　　

異步多核心和同步多核心運(yùn)行狀況：雙周期指令

　　當(dāng)指令執(zhí)行長(zhǎng)度為2周期時(shí)，新問(wèn)題就出現(xiàn)了。由于ASMP架構(gòu)中，處理器1只能在奇數(shù)周期接受任務(wù)，處理器2只能在偶數(shù)周期接受任務(wù)，雖然ASMP 中的處理器1在第3個(gè)周期的時(shí)候結(jié)束了當(dāng)前的任務(wù)，但隨之而來(lái)的第4個(gè)周期卻只有處理器2可以接受任務(wù)。因?yàn)樘幚砥?此時(shí)正忙于上一個(gè)任務(wù)，因此對(duì)于外部程序而言，在第4個(gè)周期上處理器會(huì)處于不可用狀態(tài)，等到第5個(gè)周期到來(lái)以后才能繼續(xù)接受新任務(wù)。因此SMP架構(gòu)只需要6個(gè)周期就能完成的任務(wù)，ASMP卻消耗了8個(gè)周期，慢了33%。

　　這就是為什么ASMP目前采用的越來(lái)越少的緣故。雖然ASMP存在著設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)清晰、耗電較低的優(yōu)勢(shì)，但是由于性能不足，在PC領(lǐng)域從來(lái)都沒(méi)有成為過(guò)主流。而在移動(dòng)領(lǐng)域，高通認(rèn)為手機(jī)對(duì)于耗電的要求要大于性能，又希望可以在雙核時(shí)代繼續(xù)沿用單核時(shí)代的核心架構(gòu)而不需要徹底重新研發(fā)，因此采用了ASMP架構(gòu)。但是事實(shí)證明，高通在這點(diǎn)上可能有些耍小聰明之嫌，因?yàn)榧热幌M(fèi)者決定購(gòu)買(mǎi)雙核，那么就一定是沖著性能去的，并且對(duì)功耗也已經(jīng)做好了心理準(zhǔn)備。

　　根據(jù)高通的官方數(shù)據(jù)，其1.2GHz的MSM8x60芯片組在滿負(fù)荷工作的時(shí)候，僅處理器部分就要消耗大約1.2瓦特的功率，這相對(duì)于單核時(shí)代不到500毫瓦的功耗而言，也已經(jīng)是非常高的數(shù)值了，這證明了不管怎么去省電，雙核都依然是雙核，既然如此，去追求雙核應(yīng)有的性能顯然應(yīng)該比如何去節(jié)省那么一點(diǎn)點(diǎn)的電更加重要。換一個(gè)方面說(shuō)，性能足夠強(qiáng)的話，系統(tǒng)可以以更短的時(shí)間完成任務(wù)，進(jìn)而更多地進(jìn)入低功耗的狀態(tài)。高通通過(guò)ASMP也許節(jié)約了一定的耗電， 但是其最大33%的性能損失會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)多出33%的時(shí)間處于高功耗狀態(tài)，消耗的功率可能抵消甚至反超節(jié)約的，讓高通的如意算盤(pán)打空。

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