HTC論壇

標題: 為啥手機CPU核心數提升比桌上型電腦快? [打印本頁]

作者: 7606640d-1bcf-4bec-8117-8070fde31a1a    時間: 2015-6-21 11:49
標題: 為啥手機CPU核心數提升比桌上型電腦快?

智慧手機發展太快了,尤其是行動處理器上,今年年底聯發科的10核處理器就要跟大家見面。

或許你也想問,為何手機處理器上的核心比數目提升的比桌上型電腦快?難道就是為了單純的製造噱頭嗎?現在有網友在知識上,給出了自己的詳細的看法。

最根本的是,PC和手機兩個領域對處理器有非常不同的需求,前者可以以一味地追求高主頻,高單核性能,因為它可以安裝風扇或者安裝很大塊的散熱裝置,可以直接接入家用電源。

手機則核心不可以“一味地”追求高頻,它小巧,它随身携帶,它要考慮發熱,要考慮電池的容量。

所以,智慧終端的SOC在設計的時候必須在兼顧温控與能耗的情况下。這注定智能終端的SOC要走PC的多核化老路,並且做更多樣化的嚐試。

以下是具體的解答

多核只是其中一種嚐試。因為單核在主頻上去以後,要求的電壓更高,發熱嚴重,而随着發熱量的增加,漏電率會增加,會進一步增加能耗與發熱。而這兩項恰會影響手持設備兩個重要體驗,即續航與温控。

在單核方面,相應的技術改進有HPM,漏電率比LP下降不少,所以同樣的主頻可以跑在更低的電壓上。除此之外,還有篩選和區分不同品質晶圓的技術,例如三星的ASV,晶圓質量高的同頻下可以跑更低的電壓。

與此同時,還有各種類型資源的DVFS支持,idle支持,clock gating,regulator gating,power domain……好了,那單核的性能努力如何呢?從當前市場上在售的來看:

“Cortex-A57是ARM最先進(以目前來說)、性能最高的應用處理器,號稱可在同樣的功耗水平下達到當今頂級智慧手機性能的三倍;而Cortex-A53是世界上能效最高、面積最小的64位元處理器,同等性能下能效是當今高階智慧手機的三倍。這兩款處理器還可整合為ARM big.LITTLE(大小核心伴侣)處理器構,根據運算需求兩者間進行切換,以結合高性能與高功耗效率的特點,兩個處理器是獨立運作的。”

而未來聯發科上市的全新Helio X20(即MT6797)的大核A72可以到2.5G。那問題來了,雖然性能強勁,但是發熱的劇增會導致處理器持續高頻不了多久。因為外部人體的温度是恒定的,37度,再温一點,42~43度,再熱一點45~47度,再就燙起來了。所以這個加上主板的散熱結構已經阻止了固定工藝和技術下的性能成長空間。也限制了高頻核心的高性能應用。

而加強手持設備的結構空間限制,又限制了散熱的應用,這個是PC和伺服器根本就不存在的問題。

既然往上漲不了了(實際上還有術和成本制約),那是不是可以横漲呢,好了,嚐試多核,而多核又有同構多核,異構多核,有真多核還有偽多核。

到這個份上,咱們就可以得到一個初步的結構,多核完全是為了迎合消費者,不是為了迎合和迎合,而是為了給用户更好的體驗。

為什麼會提供更好的體驗?

随着主頻的提升,單核的工作能耗會随着數級上升,相應的熱量聚集也會更高。換算到同等計算能力(單位間内可執行的指令數)的多核,能耗上升呈線性關係,熱量聚集會明顯降低。具體量化起來,得畫個圖表,把頻率,核數和能耗關係給繪制來,這裏先省掉。

1、對於遠古时代的單一任務系統,多核是没有意義的。任務的工作量没有辦法分派给其他核心執行。並行不起來。

2、現今的系統,包括Android等手持設備的系統默認任務數量已經非常多,具體數量會有差異。稍微看了下MX3,有100+,實際線程數只會更多。

3、多核相比單核,無用的任務context switch會減少,能耗利用率會提高,任務的响應能力(最高頻率滿足條件下)也响應會增加。甚至對於一些關鍵的任務,可以通獨占某一個核心獲得最好的响應能力。

那核數是不是越多越好呢?是不是100個任務就開10個核呢?肯定不是,首先有硬體成本的限制,其二,核數多了以後,負載均衡,任務遷移,甚至任務同步也是很大一筆開銷。


以上文章來自http://news.mydrivers.com/1/435/435504.htm

我想現代的cpu我對於ARM大核心的耗電量實在不敢恭維。所以我希望高通自主的核心S820能早日解決此一問題。


作者: 9528a283-79db-4050-b890-94d8498c3f00    時間: 2015-6-21 13:23
這可能是消費者的迷思,畢竟傳統的觀念是核心越多越快~
2014年MTK的真八核(1.7GHZ)大賣特賣,從那一刻起,"GHZ"再也不是重點。
逼的高通也跟進這種多核模式,可能是單核的最快速度已經瀕臨極限所以開始比多核~

作者: 7606640d-1bcf-4bec-8117-8070fde31a1a    時間: 2015-6-21 16:44
愛Taiwan! 發表於 2015-6-21 13:23
這可能是消費者的迷思,畢竟傳統的觀念是核心越多越快~
2014年MTK的真八核(1.7GHZ)大賣特賣,從那一刻起," ...

一方面也是ARM的推波助瀾也有很大關係,早在三星推出S4時,ARM就希望三星採用大小核心,所以三星就推出了大核的A15(4核)+A7(4核)的S4上市,可是卻因軟體控制沒寫好,導致S4災難頻傳,全球有記錄可查燒機者就有100多例,當然也跟聯發科少不了關係,就因為它號稱可以八核全關或全開。所以市場上就開始流行八核了,另外由於蘋果的64位元系統的I phone5得到市場認同,也讓高通急了,完全打亂市場佈局,在倉促下只好推出ARM公版應戰。沒有用改良後的自主核心,所以S810的失敗也肇因於此,現在只好看S820自主核心表現會如何了,不過對HTC來說可就有一番苦戰了。

作者: 9528a283-79db-4050-b890-94d8498c3f00    時間: 2015-6-21 16:54
陳誠誼 發表於 2015-6-21 16:44
一方面也是ARM的推波助瀾也有很大關係,早在三星推出S4時,ARM就希望三星採用大小核心,所以三星就推出了 ...

是啊。高通在多核方面的開發步調太亂,64位元也不是很吸引人,不過相較於MTK跟Samsung,高通是唯一在4G-LTE技術力可達cat 10的廠商

作者: 7606640d-1bcf-4bec-8117-8070fde31a1a    時間: 2015-6-21 17:04
愛Taiwan! 發表於 2015-6-21 16:54
是啊。高通在多核方面的開發步調太亂,64位元也不是很吸引人,不過相較於MTK跟Samsung,高通是唯一在4G-L ...

高通在投資上很多元,尤其是整合。如射頻整合,wifi它也摻一咖,所以以後的高通晶片都會整Wifi新的AC規格加入一對多,不會一次只能連一個了,高通的無線專利方面是強項,尤其是射頻專利GSM,WCDMA,CDMA,LTE等,題外話王董的威睿不是CDMA方面的專利,為何沒好好發揮呢?令人不解。

作者: 9528a283-79db-4050-b890-94d8498c3f00    時間: 2015-6-21 17:19
陳誠誼 發表於 2015-6-21 17:04
高通在投資上很多元,尤其是整合。如射頻整合,wifi它也摻一咖,所以以後的高通晶片都會整Wifi新的AC規格 ...

說到專利,高通之前才因為"反壟斷案"被中共當局重罰ㄏㄏ,受權費用太高啦

作者: 7606640d-1bcf-4bec-8117-8070fde31a1a    時間: 2015-6-21 17:25
愛Taiwan! 發表於 2015-6-21 17:19
說到專利,高通之前才因為"反壟斷案"被中共當局重罰ㄏㄏ,受權費用太高啦
...

高通為了中國市場60億人民幣的罰款大概認了,但是專利授權的部份還在談。還沒定呢!所以以後會怎樣還不知道。它的授權費的確太高了,不過,對於台灣來說也沒什麼影響。只是便宜了大陸一些廠商,對於HTC來說更不利而已。

作者: d817a09c-aeb5-4f62-b406-ece5b57a9f3d    時間: 2015-6-21 18:47
陳誠誼 發表於 2015-6-21 17:04
高通在投資上很多元,尤其是整合。如射頻整合,wifi它也摻一咖,所以以後的高通晶片都會整Wifi新的AC規格 ...

2011年以前CDMA系統最大智慧型手機廠商是HTC,後來Apple I4也開始生產CDMA 系統手機,HTC在美國就走下坡了,CDMA系統用戶幾乎都轉蘋果了。
作者: 45ba7be8-c3b9-4b2a-b314-0ab594046249    時間: 2015-6-21 19:04
這次高通學乖了s820似乎要改為2+2核



現在soc的cpu效能都相當夠用了接下來應該看gpu的發展吧

作者: 7606640d-1bcf-4bec-8117-8070fde31a1a    時間: 2015-6-21 19:11
許丞宗 發表於 2015-6-21 19:04
這次高通學乖了s820似乎要改為2+2核

從上面的圖表中看,高通的S820是使用三星的14奈米製程。且使用DDR4的新製程這樣一來內存的速度以及使用ram的大小可望提升。





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