手機(jī)雙核知多少？四大主流雙核CPU全比拼

　　回到話題上來(lái)，可能有些讀者會(huì)認(rèn)為，單獨(dú)來(lái)看，可能ASMP和SMP的差距也并不是那么巨大，在之前圖中的極限狀況下也就相差33%而已，在實(shí)際運(yùn)行中的差距很難達(dá)到這個(gè)數(shù)字。但是不要忘記，之前的文章中我們討論過(guò)亂序執(zhí)行的重要性，那么如果我們將指令等待也引入到之前的圖中，那么會(huì)發(fā)生什么情況呢?

　　在此，我們用灰色的方塊代表需要等待的指令，而等待時(shí)間為兩個(gè)周期。　　

異步多核心和同步多核心運(yùn)行狀況：帶等待的指令

　　可以看到，一旦引入指令等待，將亂序執(zhí)行與多核架構(gòu)結(jié)合起來(lái)以后，不支持亂序執(zhí)行的ASMP架構(gòu)(Scorpion@MSM8x60)需要10個(gè)周期才能完成的工作，支持亂序執(zhí)行的SMP架構(gòu)(Cortex A9 MP@其它主流雙核方案)只需要6個(gè)周期，相對(duì)于支持亂序執(zhí)行的SMP而言，不支持亂序執(zhí)行的ASMP架構(gòu)慢了66%。這就是MSM8x60面對(duì)其它雙核Cortex A9的情況。雖然由于實(shí)際運(yùn)行中指令的執(zhí)行長(zhǎng)度可能會(huì)更長(zhǎng)，以至于減小輪流工作的影響，但由于Scorpion核心對(duì)亂序執(zhí)行的支持并不完善，因此漫長(zhǎng)的指令等待依然可能會(huì)導(dǎo)致高通的處理器浪費(fèi)大量的時(shí)間，最終性能變慢。這點(diǎn)，我們也會(huì)在后續(xù)的測(cè)試中加以體現(xiàn)。

　　同樣，讓我們也來(lái)針對(duì)多處理器架構(gòu)，給四款雙核一個(gè)評(píng)分：

　　Tegra 2 ★★★★★
　　OMAP4430 ★★★★★
　　MSM8x60 ★★★★
　　Exynos 4210 ★★★★★

　　較量項(xiàng)目三：通訊總線

　　智能手機(jī)所采用的主芯片早已不能簡(jiǎn)單稱之為處理器，而是一套復(fù)雜得多的系統(tǒng)，包含了處理器、顯示加速芯片、內(nèi)存控制器、視頻解碼核心、標(biāo)準(zhǔn)總線控制器等等，有些甚至還包含了數(shù)字信號(hào)處理器，它們被合起來(lái)稱之為片上系統(tǒng)(SoC)。實(shí)際上一顆ARM SoC中，CPU所占據(jù)的硅片面積可能都不到總面積的二十分之一，而其中很大的一部分面積，都被各種各樣的互聯(lián)結(jié)構(gòu)占用了。其實(shí)這也很好理解，片上系統(tǒng)就像一個(gè)大城市，如果交通不暢，整個(gè)城市的運(yùn)行就會(huì)陷入癱瘓。在片上系統(tǒng)里有各種各樣的總線，內(nèi)部的、外部的，私有的、公用的。在這其中有一條最為重要的外部總線，連接著幾乎所有的內(nèi)部設(shè)備，那就是AXI。

　　更重要的是，內(nèi)存控制器也是通過(guò)AXI連接到處理器，這就意味著不論你的內(nèi)存顆?；蛘邇?nèi)存控制器可以提供多大的帶寬，處理器能夠獲得的帶寬都直接且僅取決于總線帶寬。因此這個(gè)總線的寬度，決定了整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部最大的內(nèi)存帶寬，同時(shí)也在某些情況下決定了諸如3D GPU這些對(duì)內(nèi)存帶寬需求巨大的模塊的性能。正如城市的發(fā)展需要高速交通一樣，隨著片上系統(tǒng)的復(fù)雜化，內(nèi)部互聯(lián)的帶寬也要求越來(lái)越大。

　　由于總線方面的信息不屬于一般用戶所理解的范疇，因此廠家往往也不會(huì)對(duì)此做出詳細(xì)的說(shuō)明，所以每一款芯片究竟總線寬度多少也是不容易查證的。這點(diǎn)上nVIDIA相對(duì)而言做的最好，因?yàn)樗麄冊(cè)?jīng)直接把AXI總線位寬標(biāo)在了網(wǎng)頁(yè)上：32bit，類型為AMBA-3(這個(gè)參數(shù)在現(xiàn)在的網(wǎng)頁(yè)上已經(jīng)找不到了， 原因未知)。這個(gè)數(shù)字是相當(dāng)“驚悚”的，因?yàn)槿绻偩€寬度真的是32bit，那么意味著Tegra 2的內(nèi)部總線位寬只是ARM11級(jí)別的。因此nVIDIA在Tegra 2的內(nèi)部，很可能采用了與標(biāo)準(zhǔn)ARM不同的總線配置方式，但是不論如何，Tegra 2的總線帶寬都是難以置信的小，即便AXI頻率達(dá)到300甚至400MHz，帶寬最多也只能達(dá)到Cortex A8的水平。根據(jù)測(cè)試，Tegra 2的內(nèi)存復(fù)制成績(jī)大約只能達(dá)到1GB/s左右，這也基本符合其帶寬的表現(xiàn)。

　　再來(lái)看看德州儀器的OMAP4430。與Tegra 2上的諸多猜測(cè)不同，德州儀器提供了OMAP4430的完整技術(shù)手冊(cè)，因此各方面的資料非常容易獲取。在OMAP4430中，互連結(jié)構(gòu)分為若干級(jí)別和層次，但是就最主要的而言，是L3互聯(lián)。德州儀器并沒(méi)有采用ARM的AMBA AXI總線，而是在芯片內(nèi)部的主互聯(lián)上采用了Arteris公司的產(chǎn)品：　　

　　從圖中可以看出，OMAP4430的L3互聯(lián)寬度為128bit，是Tegra 2的四倍，因此即便工作頻率為200MHz，總帶寬也可以輕易達(dá)到3.2GB/s，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)Cortex A8和Tegra 2。說(shuō)實(shí)話，這才是雙核Cortex A9 MP應(yīng)有的水準(zhǔn)。當(dāng)然，由于各家SoC的內(nèi)部體系都不太一樣，在此也不能100%確定Tegra 2的實(shí)際情況。這點(diǎn)我們也會(huì)在后面的測(cè)試中繼續(xù)研究。值得注意的是，OMAP4430的兩個(gè)內(nèi)存控制器在搭配LPDDR2 1066的時(shí)候可以提供的最大總帶寬可以超過(guò)8GB/s，但由于總線帶寬緣故，實(shí)際效果可能并不會(huì)有對(duì)應(yīng)的提升，這也是ARM體系中一個(gè)比較頭疼的問(wèn)題之 一。

　　言歸正傳，下面繼續(xù)來(lái)看看MSM8x60。一直以來(lái)，高通對(duì)于自家芯片的技術(shù)資料都守口如瓶。這維護(hù)了高通的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，但是卻苦了這樣的人，因?yàn)楦緹o(wú)從查證芯片的詳細(xì)參數(shù)，因此只能靠猜測(cè)了。一方面，MSM8x60基本上就是“雙核版”的MSM8x55，另一方面在后續(xù)測(cè)試中也可以看出 MSM8x60在內(nèi)存方面的性能并不是很突出，因此在此猜測(cè)MSM8x60的內(nèi)部互聯(lián)可能和單核時(shí)代一樣，即64bit、200MHz，總帶寬 1.6GB/s。各位讀者如果有詳細(xì)的信息，也不妨告知。