在剛剛過去的 CES 2013 上，近年來順風順水的高通代替微軟做了主題演講并發布了新一代的 Krait 系列核心，不過沒想到很快就被三星那顆驚世駭俗的 Exynos 5 Octa 八核處理器搶去了風頭。也許是對此心有不甘，高通 CEO 前些天評價這顆處理器“把缺點當賣點”，認為“核戰爭沒有意義，消費者需要的是體驗”。這番言論到底是真知灼見呢，還是酸葡萄心理呢？仔細看一看這兩顆芯片就能明白。

Exynos 5 Octa：哪兒來的八個核心？

在這個 P C都沒普及八核心的年代，手機和平板居然鬧著要上八核心，這的確是一件讓人匪夷所思的事情。真有那么大的性能需求，讓手機連四個核心都不夠用，非要上八個？當然不是這樣。Exynos 5 Octa 雖然號稱八核心，但實際上是由兩組四核處理器組成的，一組是四核 Cortex A15，一組是四核 Cortex A7，利用 ARM 最新發布的 CCI-400 連在一起工作。為什么要這么費勁，歸根到底一句話，Cortex A15 實在是太太太太費電了。其實費電倒不是什么問題，降頻就是了，問題是 Cortex A15 吃掉的電力遠遠大于輸出的性能：在 32nm HKMG 工藝下一顆 1.5GHz 的Cortex A9 只需要大約 450mW 的功耗，但是 Cortex A15 一下子蹦到了 2W 左右，足足翻了四倍還不止——性能提升可遠遠沒這么多，充其量也就是兩倍了不得了。這樣的東西別說給手機用，即便是給平板都顯得很 沒競爭力，別忘了那廂的 Intel 可虎視眈眈呢，SoC化的 Atom 在能耗比上居然已經超越了曾經以省電著稱的 ARM，配上 X86 架構兼容和30年來海量 的應用資源（跑步跑得動另說），Cortex A15 可謂鴨梨山大，平板不夠強，手機不夠省。所以ARM才搗鼓出這么一個叫 big.LITTLE 的技術，額外設計一個性能差但是很省電、架構又完全兼容 的 Cortex A7，把它和 Cortex A15 兩兩配對，需要高性能的時候開啟 A15，不需要的時候開啟 A7，取長補短，又強大又省電，看起來忒厲害。Exynos 5 Octa 就是第一個實現了這個技術的處理器。

那這能叫八核處理器嘛！

說的也是，高負載開 A15，低負載開 A7，這就像干活用電腦，上網用平板，兩個東西又不能結合起來用，叫雙核不是拿人開涮嗎？別急，在這點上可以說三星也沒完全忽悠我們。雖然 big.LITTLE 技術主要的設計目的是在不同的負荷下啟用不同的核心組，實現功耗和性能的最優化配置，但是這個技術還有第二個工作模式，那就是讓兩組處理器同時開啟，用異步非對稱多處理器模式組成一個整體，讓比如說輕負載的線程跑在 A7 上，重計算的線程跑在 A15 上。怎么樣，這就是貨真價實的八核了吧？雖然必須承認的是，這種模式很顯然是不可能在手機上用的（兩組核心加起來功耗鐵定破 10W，哪怕電池撐得住，外殼也受不了），所以雖然八核心不算是胡扯，但至少也是個大忽悠。高通可能就是看不爽這一點才嘲諷的。

那這就是個完美的設計咯？

商業世界，你要是相信廠家的 PPT，年可是都會過錯的。換了你，你也會拼命吹噓技術美好的地方，之于不怎么美好的地方嘛……反正只要讓你掏了錢，剩下的就不重要了。big.LITTLE 技術的實際遠不如看起來那么美好，問題的關鍵就在于切換這個過程上。把正在運行的系統和程序從一個 CPU 完整的轉移到另外一個 CPU，不是一個想象中那么簡單的事情，這涉及到處理器電源狀態的切換、內部所有私有狀態的復制和轉移、部分內存數據的更新，有可能還要涉及到中斷系統， 而且還不太方便做到對上層代碼透明。在 ARM 的設計中，大小組的切換需要用到額外的指令，需要系統告訴 CPU “該切換了”才可以執行（似乎 nVIDIA 的 vSMP 就可以做到全透明，但好像代價是兩組處理器必須完全一樣），這需要對系統核心做出修改才能實現。而且一個 CPU 不論是打開還是關閉，都需要時間， 這也就必然會導致切換指令發出以后，需要等待另一個 CPU 就緒才可以開始切換，這會導致不小的開銷。當然，設計這套系統的ARM 不可能不考慮這些問題，因此在一個 CPU 收到切換指令以后，實際上并不會立刻把自己凍結，而是再發一個指令告訴即將切換的那個CPU首先啟動，然后一邊運行代碼，一邊等待另外一個 CPU 就緒，當一切搞定以后，再進行狀態復制等操作。因此，ARM 聲稱，一次切換的時間損失在頻率為 1GHz 的時候大約只有20微秒，這足以讓兩組 CPU 在一秒內切換1000次以上，依然無法讓用戶察覺。 

  到現在為止一切看起來都還很美好，但殘酷的現實來了：狀態切換不包括 L2 數據的復制，而由于 L2 緩存在 A15 和 A7 的系統中都是緊密耦合的，因此不可能做到共享，那么只有兩個選擇：在切換的時候通過 CCI400 將 L2 數據復制一次，或者干脆 丟棄所有的 L2 內容。第二種看起來顯然不是什么好主意，但可惜的是第一種也不是：如果我沒記錯，復制一次 L2 緩存耗時大約20毫秒——比切換開銷大了3個數量級。這就意味著如果這套系統真要在實際工作中發揮出應有的效能，那么就必須要頻繁切換，而頻繁切換的結果是 L2 緩存成為廢物，結局就是性能一塌糊涂。 

所以……

可以這么說，與普通的四核 Cortex A15  處理器相比，big.LITTLE 的引入的確讓 Exynos 5 Octa 可以塞進手機，只是不出意外它會徹底變成一顆四核 A7 產品—— MTK6598 么？不過對于一些人和絕大多數廠家而言，這樣也就夠了，畢竟它們需要的只是八核的幌子。而面對用戶的質疑，它們會說“我這是為了你的用戶體驗，你希望手機和鍋爐一樣嗎？”于是用戶掏了四核 A15 的錢賣到了四核A7的產品， 廠家又賣掉了大把大把的硅片，皆大歡喜，皆大歡喜，不是嗎？ 

好吧，那看來還是高通好？

看過了三星，你可能會覺得雅各布說的果然沒錯嘛，高通果然還是很站在用戶角度思考的啊，三星你這完全就是坑爹，手機要那么多核心干什么？我還是買高通好了，那么強大的 Krait，四個核心還不費電，真不錯這下我可以開3個 QQ 和美女聊天了……如果你這么想，恭喜你，你又被高通忽悠了。雖然嘴上高通嘲諷三星嘲諷地頭頭是 道，但實際上高通做的也沒比三星更高明多少，或者說，這幾年來最大的忽悠一直是高通。

問問你：手機要多核心干啥？

這還不簡單嗎？當然是為了多任務啊！君不見 Android 身為一個真·多任務的系統，無時無刻都有好幾個程序在前臺后臺的跑，至于IOS什么的@＃@￥＃￥％！＃￥…… 

沒錯。我們要多核處理器，自然是為了多任務的，畢竟誰沒事干成天用手機去算 Linpack 或者折疊蛋白質呢？于是最大的問題就來了，高通的多核心處理器，真的有對應的多任務性能嗎？這就必須再一次把高通“引以為豪”的異步多核心架構拿出來再鞭一次尸了。眾所周知異步電路的好處就是可以跑不同的頻率，但是問題來了：高通的異步架構，隨著核心數量的增加，提升的只是 CPU 的絕對運算性能，并不會同比提升 CPU 的吞吐量，這就導致了一個問題，如果運行的都是沒有多少計算量，而偏重于 IO 的任務，那么不論有多少個核心，性能都和一個核心沒什么兩樣——不幸的是，手機里恰好幾乎都是輕計算重 IO 的任務，除了 Benchmark 以外。

所以很多購買了高通 CPU 手機的人都會感覺，為什么我手機跑分那么高，世界第一，用起來卻還是不太流暢，尤其是在多個 APP 之間切換或者游戲載入呢？很簡單：雖然你有四個核心的運算量，但只有一個核心的吞吐能力，要知道不是所有的內存操作都可以用 DMA 完成，這時候的瓶頸就是吞吐量，有多少個核心都白搭——得不到數據，CPU 只能等待，流水線只能空轉，雖然高通的異步技術可以讓這個時候的 CPU 降頻使用，但這實在是讓人覺得像是先打你一巴掌再給你揉揉——搞個四核當單核用，這不是有必應（誤，應該是病）那是有啥？

 光說不練自然不行，好在已經有測試可以驗證了。兔子跑分在一項沒有公開的測試中使用了 Nexus 4 和 Nexus 10 進行對比，結果是在純粹的計算性能上，擁有四個Krait核心的高通APQ8064，性能完勝擁有兩個 Cortex A15 核心的 Exynos 5 Dual，領先幅度大約有5成：

但是在多任務測試中，情況卻完全逆轉，擁有四個核心的 Nexus 4 居然只比擁有兩個核心的 Nexus 10 的一半快一點： 

四核只比雙核的一半快一點是什么意思？那就是說四核 Krait 的多任務性能也就只比單核A15強一點而已。這就回到了第一個問題：如果四核的多任務性能只有單核水平，那我要四核干什么，我又不是職業跑測試的對不對。 

至于 Krait 核心自己，一開始高通各種暗示是 Cortex A15 級的產品，后來忽悠不過去了就絕口不提了，事實上 Krait 除了 vFPv4 帶來的浮點性能領先以外，并沒有比 Cortex A9 強多少，最多強三成，但是功耗卻幾乎是 Cortex A9 的兩倍——雖然這是因為工藝爛，但誰叫你有好工藝不用呢？畢竟我們看的是產品。所以這次雖然在CES 2013上帶來了號稱性能提升75％的新 Krait 800 系列，但只要高通一天不解決異步吞吐問題，再強也就是個單核。 

寫在最后

雖然高通諷刺三星看起來大義凜然，但實際上兩家都沒做到站在體驗上說話。一個做的是四核性能的八核，另一個做的是單核性能的四核，可謂天下烏鴉一般黑，誰都沒好到哪兒去。那么到底怎樣才是站在用戶角度說話呢？很簡單，讓用戶付出的每一分錢都能得到對應的體驗，這才是站在用戶角度。用戶不需要最高的跑分，用戶只需要最流暢的使用；用戶希望做到以前做不到的事情，用戶不希望手機像個火爐一樣用兩小時就沒電。手機產業的核戰爭，看起來轟轟烈烈，現在走在大街上沒個四核手機都不好意思說自己是發燒友，但究竟有多少四核手機的性能是用戶能用上，敢用上的呢？這個問題恐怕絕大多數消費者都沒想過。其實，如果你現在的手機 里有因為功耗或者續航或者架構原因而用不到的性能，那么這部分性能就永遠也用不到——別認為雖然用不到，但今天購買一個四核手機可以讓我三年不淘汰，等到三年后真需要用到四核的性能了，看到人家1x納米工藝的新手機輕松跑出你兩倍的性能還只有你一半的耗電，你難道還認為自己三年前的那筆投資物有所值嗎？

好好想想吧，核戰爭、性能戰爭、配置戰爭，究竟有幾個是真正有意義的，我們為產品內每一個部分付出的每一分錢，究竟有哪些是真正能感受到的？只有想通這個問題，這個可以說變態的時代才有救。