十核不是重点

2017-10-28 08:31

而手机的多核设计就是其中一种尝试

除了还没正式量产的a72,cortex-a57是arm最先进、性能最高的应用处理器,号称可在同样的功耗水平下达到当今顶级智能手机性能的三倍;而 cortex-a53 是世界上能效最高、面积最小的 64 位处理器,同等性能下能效是当今高端智能手机的三倍。这两款处理器还可整合为 arm big.little(大小核心伴侣)处理器架构,根据运算需求在两者间进行切换,以结合高性能与高功耗效率的特点,两个处理器是独立运作的。

我们再回到联发科的helio x20处理器,联发科的副总兼技术长周渔君曾经表示联发科发布十核处理器并不是单纯为了追求处理器的核心数量不断去叠加,十核不是重点,重点是这款处理器可以满足高性能和低功耗的需求。helio x20的十个处理器核心可以随意调用和搭配,从而可以达到性能和功耗的最合理利用。

cortex-a57的性能虽然强劲,但是随着发热量的剧增,会导致cortex-a57处理器持续高频不了多久。单核的工作能耗会随着指数级上升,相应的热量聚集也会更高。人体的温度是恒定的,假如手机的发热的程度达到40度以上人体很容易感觉得到,当温度上升到45度甚至是更高的时候用户就会感觉到烫手。加上主板的散热结构已经阻止了固定工艺和技术下的性能成长空间,也限制了高频核心的高性能的应用。

所以由于手机结构空间限制,又限制了散热技术的应用,导致手机没有办法像pc一样尽可能的提高处理器单核的主频和性能,因为 pc 上基本上不存在结构空间限制,散热问题也有多种处理器办法和方式。

因此不能把手机的单核处理器性能和主频无限制的拔高,手机和芯片厂商开始考虑往多核心发展。

追求多核心的固然有厂商为了宣传产品迎合消费者需求的噱头存在,不过从另一方面讲也可以说厂商是为了迎合消费者,提供更好的用户体验。

但是手机的处理器芯片不行,手机的体积不能像 pc 那样可以随意的做大,手机就是要便于携带小巧,手机还要考虑发热,要考虑电池的容量。还不能接入外置电源,直接给手机配备一个风扇。所以手机在发展性能的同时必须考虑温控与能耗带来的影响。

我们就用 pc 和手机的处理器芯片来做一下比较。首先手机与 pc 处理器所处的环境不同,pc 可以安装风扇或者安装很大块的散热装置甚至是水冷散热设备,可以直接接入家用能源。并且 pc 主机的内部空间按理说是可以按照用户的需求随意设置大小的。

所以正是基于这种差异化导致手机厂商和芯片厂商在设计手机处理器芯片的时候必须要尝试各种架构,技术与工艺,以达到最好的平衡效果。

上个月联发科发布了业界首款的款十核移动处理器芯片helio x20。移动处理器从单核到双核再从四核到八核,再到今天的十核,仅仅花了不过五六年的时间。与相比的是发展更早的家常pc端处理器到目前为止最强的i7-5960x processor extreme edition也只不过是 8 核心的架构,那么手机处理器一味的追求多核心真是为了迎合消费者想心理吗?

单核的主频提升要求的电压更高,电压高就会出现发热问题,随着发热量的增加,漏电率又会增加,会进一步增加能耗与发热。发热和功耗是关系到用户体验最关键的两个因素之一。高通骁龙810和三星的exynos 7420同样都拥有非常强劲的性能,但是高通骁龙810的发热问题却比exynos 7420严重得多。这很大程度是因为exynos 7420采用的14纳米制程技术比高通骁龙810的20纳米要更为先进,因为三星晶圆的技术在同样的主频可以跑在更低的电压上。

周渔君用了一个很形象的比喻我们开车时换挡。当需要性能好时,就使用3、4档;当需要省油时,则向下换挡。同样的概念,当手机对计算要求比较高,比如玩游戏,看视频时,可以切换到a72;当仅仅是浏览网页,看文件则可以使用 a53。而且这10个核心随时可以开或关,可以自由排列组合,任意搭配。周渔君表示。如此对功耗有很大的帮助。周渔君透露,单纯的比较cpu的话,可以节省30%功耗。另外根据此前的发热测试在最高负载下,helio x20的发热温度也要比高通骁龙810平均要低10。不要忘记helio x20和高通骁龙810都是采用20nm的工艺制造。