智能手机CPU让桌面系统相形见绌

最新的智能手机运行着令人眼花缭乱的多核处理器。

战胜了苛刻的尺寸和功率限制，智能手机制造商所发挥出的聪明才智让桌面系统望尘莫及。现在的移动设备不仅具有多个内核，而且是多种尺寸和类型的内核。

高通的技术营销经理Cisco Cheng说，高通的旗舰骁龙820芯片系统（SoC）为移动设备提供了两种类型的中央处理器。而且，它具有图形、相机、传感器、位置、外设、Wi-Fi、蓝牙、信号、无线调制解调器和内存处理器或者控制器等功能，每一功能都比CPU更有效地处理任务。（2016年11月，高通了其后续产品――骁龙835，增加了快速充电功能）。

由此产生的这类越来越强大的移动技术缀蹩隙会出现在桌面系统中――甚至可能与桌面系统融合。

移动场景

美国权威科技测评网站AnandTech的编辑Joshua Ho说：“多核智能手机的出现比多核桌面系统要晚一些，但很快就赶上了。桌面系统从单核发展到双核花了几年的时间，但在移动端，从2011年的三星Galaxy S II开始，只花了6个月到一年的时间。”

虽然桌面系统主要是由英特尔创立的x86处理器王朝所统治的，而移动设备则主要采用了由英国ARM控股公司设计的ARM处理器。（ARM最初是高级RISC机器的意思。它于2016年9月被东京软银跨国集团收购。）

独立微型计算机顾问Jim Turley说：“移动环境之所以在ARM处理器上进行标准化，其原因是与桌面环境在Intel x86处理器上实现标准化相同。主要是营销以及机会――对于ARM的情形，还有政治因素。ARM是英国公司，而第一个成功的手机制造商来自芬兰和瑞典，因此选择欧洲供应商还是会受到欢迎的。此外，ARM很高兴为芯片设计提供许可，可以对其进行定制以适应小空间，并且在低功耗方面名声不错。”

与桌面环境的另一个巨大区别是，ARM不会制造其处理器，而是将其设计许可给组件和手机制造商。这些器件通常在第三方工厂制造。

IT调研公司Moor Insights&Strategy负责人Patrick Moorhead解释说，许可证是授权人的一种主要业务模式。“在移动领域，唯一这样做的两家是高通和苹果。他们用ARM指令集构建自己的架构和处理器。”他估计，为了开发一个定制核心，需要投入大约2500万美元和一年的工作量。

Moorhead说：“如果量足够大，每片价格会更便宜，但市场风险也大。”它可能需要一年的时间才能面市，如果在此期间市场有变化，您将面临损失。

下一环节是给具体的内核许可通用设计。ARM会与被许可方合作，通过代工线在芯片系统上实现设计，并保证结果。Moorhead说，这样做的前期成本较少，但由于较高的版税和费用，单片成本最终可能会不止增加一倍。

ARM控股公司提供的资料显示，该公司实际上至少有7个级别的许可选项。两个最便宜的是学术和实验者，不涉及商业化。接下来的4个是商业许可，包括增加与ARM的互动交流，增加知识访问量，更高的许可费和投资，以及对许可持有者的限制更少。ARM是把顶层（第七层）作为架构级，它涉及许可指令集。

资料表明，2016年秋季，ARM拥有1396个产生收益的许可持有者，其中20个在架构级。

市场调研公司Creative Strategies的分析师Ben Bajarin说：“大多数超过600美元的旗舰智能手机使用了定制的ARM处理器，而低端产品使用通用ARM处理器。”他说：“高通和苹果在技术上彼此有很大的差异，但二者都花时间去定制他们的架构，最终产品比通用智能手机功能更强大，性能更好。”

为多核提供的big.LITTLE

ARM用于多核架构的基本方法，称之为big.LITTLE，它涉及两类内核，通常称为大核和小核。大核是以最大速度运行前台任务，而小核是以最大功率运行后台任务。

ARM控股公司首席移动策略师James Bruce解释道：“PC的多核x86处理器的内核都是一样的。ARM决定做一些不同的事情，提出了big.LITTLE的概念。它们是共享相同资源的兼容内核，但一个组是为了效率而实现的，另一个是为了性能而实现的。这样，可以调整CPU以满足智能手机工作负载的需求。”

Bruce还说，较大的内核具有分支预测和无序执行等复杂功能，而较小的内核是具有较少逻辑门的串行处理器，因此功耗较低。他们都运行相同的机器码。对于八核，标准配置是四大和四小。“以两种方式实现相同的CPU，两全其美。”

但是有很多方法来实现big.LITTLE。Cheng解释说，高通在骁龙820上使用了两个等级的处理器，它们除了具有不同的电路几何形状并以不同的速度运行之外，基本是相同的。当然，速度慢的功耗更低一些。

苹果以坚持双核设计而出名。Creative Strategies的Bajarin说：“苹果的双核设计通常胜过八核设计。这一切都归功于设计质量。他们利用定制的GPU和自己的软件来提高用户体验。”

Linley Group分析师Linley Gwennap说：“但是许多智能手机厂商喜欢多核――只是因为他们出于营销的目的。我们还知道，‘八’在中国是一个非常幸运的数字，由于这个原因，八核手机最受欢迎，但这并没有太多的技术优势。”

多核优势？

事实上，由于手机的应用与桌面系统不同，有人对智能手机采用多核的需求提出了质疑。

Moor Insights的Moorhead说：“现在两到三个内核是手机应用的最佳选择。有一些工作负载，例如在上传应用程序的同时使用手机，那么这会受益于多核。”大多数应用程序使用一个内核，少数使用两个，在极少数情况下，例如同时更新所有应用程序，会使用三个。一些游戏使用三个内核，而发烧级游戏可能需要四个。