[科普转]普及一下真假四核之“怎样才算真的四核？

1988yanming

四核心方案已经成为热门话题，无论是平板电脑还是手机，市面上真是言必称四核。不过，或许对不少普通消费者来说，处理器核心有几个可能并没有太直观的概念，无非是“速度更快”，但难道双核就不快么？或者说四核真的会比双核快多少呢？这没有一个明确的衡量标准的问题，事实上成为了不少奸商忽悠人的关键点。而一些芯片厂商也利用了这一点偷换概念，造成了市面上好像四核已经普及的假象——但其实，它们做的也许并不是真正的四核，但却让消费者支付了四核的价钱。
所以，身为用户的你，是否知道自己手里的产品到底是四核还是几核，如果是四核，它是否是真正的四核，而不是芯片商忽悠的招数呢？
1.四核的差异：“异构多核”与“同构多核”

三星猎户座四核心方案
A15和A7的架构关系
　　行业当中的猫腻，很多时候并不是专门如此，而只不过是最初的开发者进行的一些降级或者折中的设计，目的要么是进行差异化，要么是降低成本，让更多的用户能够用上自己对应的配置。多核心研发也同样如此，事实上目前在多核心领域，解决方案分为了“异构多核”与“同构多核”两种，虽然看起来都有四个核心，但因为排列不同，运行机制、调用的算法也完全不同，甚至可以说，它们并不是两种四核方案的差别，而是一个四核一个双核的不同。
2.揭开“伪四核”面纱，“异构多核”并非真四核
ARM官方A7构架
“大小狗”方案主要解决的是成本和运行当中的能耗控制，它可以在需要高性能的时候有一个主处理器运行，平时则用协处理器来维持低能耗，在同一时间当中，只会有一个主处理器和一个协处理器运行。但问题在于，目前的Android系统无法支持这两种处理器同时运行，所以这就出现了一个悖论：这种四核心“异构多核”方案同一时间当中事实上只有一到两个协处理器在工作，它没有实现四核心的目的，并且甚至性能还比不上A9架构的双核处理器，性能与真正四核心的“同构多核”有明显的距离。
异构多核”并非真四核。
　　而目前市面上，不少采用“异构多核”架构的方案实际上采用的是制程更低的A7架构，它很好地控制了成本，但它具备的其实应该是在28nm制程阶段搭配A15架构的意义，如果用它来作为主处理器使用，性能其实很难得到保证——40nm制程工艺的A7架构并不具备ARM官方设定的28nm性能和功耗优势。若用4个A7架构并行，性能其实比两个A9要弱，而把2个A7**成一个内核，才能让性能大于一个A9内核，要和四核心A9架构比性能？更无异于天方夜谭了。

　　连ARM自己都并没有将A7架构的“异构多核”定义为“四核”，市面上一些芯片厂商的方式显然是偷梁换柱的做法，但因为普通消费者对此的不了解，这样的“伪四核”还真成为了不少芯片商和终端厂商忽悠人的理由。
3.看看其它品牌是怎样定义四核
A6处理器多核
当然，偷梁换柱的毕竟只是极少数，整个行业对真正四核的定义还是非常明确的，多数厂商保持了对用户的负责，准确地对多核心配置进行了定义。比如苹果就将自己的A6方案定义为双核架构，这当中每个CPU核心其实采用了两个内核，但官方仍然称之为双核架构而非四核；NVIDIA Tegra 3四核心方案采用的是4个A9架构的处理器核心，以及一个低功耗的A9方案，但官方仍然称之为四核架构而非五核……


想想看，过去不少厂商甚至把音频处理器也计算成一个核心，出现“N核心”的“奇葩”产品，这不仅是非常简陋的自我炒作，甚至也是对技术原理乃至技术发展的客观规律的挑衅。而现在，我们可以对真正的“四核心”结构有更多的了解，并在购机时有更加准确的选择，不会被厂商忽悠而为并没有达到的性能买单。同时随着时间的推移和技术的普及，我们还将可以期待真正四核心产品以更加亲民的姿态，与我们每一位普通用户距离更近。



ARM官方对A7构架的文字解释：
“Cortex A7具备一颗8-stage的集成管线，并能支持双发。不过跟A8不同的是，A7不支持双发浮点或者说NEON指令集，不过有另外的指令集让A7实现单发。内部结构上的很多方面，A7都跟A8相似，不过在FPU等方面得到大幅加强。”

“限制带宽的设计让A7的芯片体积可以做到很小，ARM宣称28nm的单核Cortex-A7的面积仅有0.5平方毫米，在工艺节点上，ARM希望合作厂商能将A7的die面积控制在A8的1/2甚至1/3，顺便一提，A9的die面积跟A8差不多，而高性能的A15则要比两者大得多。”
“尽管限制了双发能力，ARM希望A7能提供比A8更强的每赫兹性能和整体性能，由于采用了相比A8更先进的预测器，A7的分支预测计算能力得到提升，更好的预测算法也使得这颗芯片更为节能，此外ARM还指出，它们在A7中采用了更低延迟的L2缓存（10 cycles），具体的情况还要取决于制造厂商。不过实际上，由于限制了双发带宽，Cortex-A7的评估性能要比A8要低一些。”

引自：英特尔移动通信部门总经理Mike Bell近日声称安卓系统并未完全适合多核处理器。尽管安卓系统自2.3.4系统以后，就开始支持多核处理器，但是很多内部测试表明，多核处理器有时候比单核芯片运行还慢。
Mike Bell说：“看看市面上的手机，采用双核处理器的产品，漏电十分严重，性能严重打折。再加上手机大小的限制，用户能否从第二个核心上获益实在不好说。我们进行了内部测试，有时候第二个核心实在是性能提升的障碍，因为有些厂商根本就没有优化进程。”。    Bell接着表示，他仔细比较了一下目前市场上的多核方案，坦白的说，在对散热以及功耗有着严格要求的环境下，这些解决方案实在是差强人意。
    Mike Bell并未透露英特尔何时将会发布多核Atom芯片。不过他表示英特尔目前正在研发能够改善排程和多线程的软件，以确保将来英特尔的多核处理器能够充分发挥威力。
    当诺基亚总裁斯蒂芬埃洛普说双核四核只是浪费电的时候，我们笑了。相信等诺基亚发布WP8的时候，斯蒂芬埃洛普肯定会表示，WP8系统做了优化能够充分利用多核处理器。而来自英特尔的信息则是相对专业并且一针见血，如果系统和软件并不能优化并合理的利用多核，那么这些参数强大的手机芯片的威力就不能够完全发挥。
    正如我们现在看到的一样，采用单核的英特尔Z2460芯片在很多时候并不比双核以及多核的芯片差，有时候甚至性能表现更优异。也许对硬件产品而言，软件优化更为关键。

PS：所以目前MT6589（A7构架不支持乱序处理属于大小狗构架的协作处理器（参见英伟达T3））假如配上SGX531性能还是不如A9双核，还有一点就是安卓系统对多核机制的不完整兼容，也就是说现在安卓大部分拼的还是单核性能的强劲，就像桌面平台的英特尔单核性能秒杀AMD，AMD的低能单核+多核=低价（目前AMD的处境和去年的诺基亚差不多）
所以按照现在的说法就是MT6589就是升级GPU，不降低CPU的性能而增加核数提高单位整体性能，然后低价迎合市场原则：不认构架只认核数，还有1.2G的A9同构同优化绝对强于1.5G的A7同构！
引用一个安卓ROM高手的话：
A7定位于超低功耗下提供可以接受的性能。
A8定位于高移动高性能乱序运算。
A9定位于高移动高性能乱序运算下的多核协作。
A15定位于高性能运算，ARM用来挑战Intel的第一步棋，不回避高功耗。