揭秘高主頻智能手機(jī)的真實(shí)性能

主流高性能智能手機(jī)處理器架構(gòu)對(duì)比

我們可以看到，盡管處理器主頻不是最高，海思的K3 Hi3611處理器由于具備了全硬件的視頻Codec、圖形加速和硬件ASP等處理器核的存在，類(lèi)似于PC的多核設(shè)計(jì)理念，K3處理器實(shí)際計(jì)算能力是其它平臺(tái)4-6倍。應(yīng)該說(shuō)K3已經(jīng)不再是一個(gè)CPU，而是一個(gè)CPU、顯卡、聲卡俱全的單芯片微型PC（PC on a Chip）

除以上幾部分，文件系統(tǒng)也要特別提出，因?yàn)樵诟咧黝l處理器系統(tǒng)中文件系統(tǒng)性能往往成為系統(tǒng)性能表現(xiàn)的瓶頸，我們先看一下下面的一組數(shù)據(jù)：

從這組數(shù)據(jù)可以看出，各家的方案文件系統(tǒng)的表現(xiàn)有巨大差距，海思K3處理器的文件系統(tǒng)性能大大優(yōu)于其它方案。究其原因，同時(shí)在文件系統(tǒng)上，針對(duì)特殊的文件操作，通過(guò)系統(tǒng)內(nèi)存cache，加快訪問(wèn)進(jìn)行速度，優(yōu)化訪問(wèn)。同時(shí)芯片提供了快速的Nand flash 控制器，支持流水糾錯(cuò)，訪問(wèn)簡(jiǎn)潔快速，對(duì)Nand flash 訪存處理優(yōu)化到極致。此外K3 快速的主存系統(tǒng)對(duì)文件系統(tǒng)的優(yōu)化也有很大的幫助。這樣的硬件和方案設(shè)計(jì)，類(lèi)似于PC硬盤(pán)控制器的設(shè)計(jì)理念，其達(dá)成的性能與簡(jiǎn)單的軟件+Nand接口方案當(dāng)然就不可同日而語(yǔ)。

綜上，我們可以看出單純依靠CPU核心主頻的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)落伍，一個(gè)現(xiàn)代的高性能處理系統(tǒng)必然是硬件多核架構(gòu)，在多個(gè)子系統(tǒng)上表現(xiàn)均衡才能在實(shí)際使用中有優(yōu)良的性能表現(xiàn)。

海思的K3 Hi3611 SOC處理器的設(shè)計(jì)如同一個(gè)微縮PC，有獨(dú)立的符合微軟DD/DS標(biāo)準(zhǔn)的顯卡、聲卡、視頻加速器、磁盤(pán)控制器，完全是一個(gè)單片的PC架構(gòu)，K3是當(dāng)今業(yè)界唯一用硬件實(shí)現(xiàn)了這些部件的方案；比較而言，其它一些單純依靠CPU軟件強(qiáng)行計(jì)算的系統(tǒng)，就好像一個(gè)安裝了高性能CPU的機(jī)器搭配上了原始的VESA顯卡+ISA接口原始硬盤(pán)一樣，系統(tǒng)的綜合性能表現(xiàn)不會(huì)好。因此，多核時(shí)代的到來(lái)，我們看智能手機(jī)處理器的性能不能再簡(jiǎn)單的看標(biāo)稱(chēng)主頻，而必須懂得一個(gè)先進(jìn)的并行處理多核架構(gòu)設(shè)計(jì)才是王道。

另一個(gè)有趣的話(huà)題是關(guān)于ARM9和ARM11內(nèi)核的，通常的理解總是數(shù)字新的東西代表高性能，可是在這個(gè)話(huà)題上卻不盡然。仍然和PC CPU類(lèi)似，了解Intel CPU發(fā)展的人應(yīng)該都知道，Intel在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里沒(méi)有對(duì)處理器架構(gòu)做實(shí)質(zhì)性的變化，所做的唯一工作就是想方設(shè)法把主頻提上去，直截了當(dāng)?shù)恼f(shuō)就如Pentium4就是把處理器流水線(xiàn)由14級(jí)增加到21級(jí)，這樣做幾乎只有一個(gè)好處就是使頻率可以繼續(xù)往上提升，而ARM11相對(duì)于ARM9來(lái)講也是很類(lèi)似的，把流水線(xiàn)從5級(jí)提升到8級(jí)。長(zhǎng)流水線(xiàn)非常大的一個(gè)問(wèn)題是在程序的分支預(yù)測(cè)錯(cuò)誤的情況下，流水停頓造成的性能損失非常嚴(yán)重。而我們?nèi)粘Ｊ褂玫膽?yīng)用、游戲等等均屬于商業(yè)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，其轉(zhuǎn)移的taken和untaken比例統(tǒng)計(jì)結(jié)果是一半一半，即幾乎無(wú)法用轉(zhuǎn)移預(yù)測(cè)等技術(shù)去抵消長(zhǎng)流水帶來(lái)的性能損失。這就是為什么高主頻的Pentium4在大多數(shù)商業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景下比較更低一些主頻的Pentium M，性能反而更差的真實(shí)原因。ARM11實(shí)際上面臨與Pentium4一樣的尷尬。下表是ARM9與ARM11在典型ACC解碼應(yīng)用下的性能評(píng)估：

可以看到其實(shí)對(duì)于應(yīng)用程序來(lái)說(shuō)，ARM9的效率比ARM11高，簡(jiǎn)單的推理如果ARM9可以提升到和ARM11接近的頻率的情況下，ARM11是沒(méi)有存在價(jià)值的。那么問(wèn)題提出來(lái)了，缺省的ARM9最高頻率不過(guò)300MHz，真的有人可以把ARM9提升到那么高的頻率嗎？答案是肯定的，盡管確實(shí)很難，但真正有實(shí)力的廠商可以做到，比如華為海思這樣的大公司，早已規(guī)模量產(chǎn)400MHz以上的ARM9處理器，海思的K3 Hi3611更有甚者，把ARM9的能力發(fā)揮到了全球極致，采用全定制的私有化設(shè)計(jì)，在量產(chǎn)460MHz版本后，更推出了533MHz的版本。海思不選擇ARM11而選擇開(kāi)發(fā)超高頻ARM9是基于對(duì)自身能力的雄厚信心以及致力于向用戶(hù)提供最佳性能功耗組合產(chǎn)品的一貫理念的選擇。海思后續(xù)產(chǎn)品將會(huì)跳過(guò)ARM11直接采用真正全新先進(jìn)架構(gòu)的ARM Cortex內(nèi)核。

綜上，我們可以得出高性能不會(huì)簡(jiǎn)單的來(lái)自于高主頻，而高主頻卻意味著高功耗的結(jié)論。我們需要更多的關(guān)注架構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性，多核設(shè)計(jì)才是高性能低功耗的保障。希望以上內(nèi)容能夠幫助手機(jī)消費(fèi)者能夠明白手機(jī)處理器規(guī)格參數(shù)的真正含義，在選購(gòu)手機(jī)的時(shí)候挑選到真正高性能的產(chǎn)品。