今天小編分享的科技經驗:“全大核”會讓手機更耗電?實際上可能正相反,歡迎閱讀。
幾天前,我們三易生活已為大家介紹了 ARM 剛剛發布的 Cortex-X4、Cortex-A720、Cortex-A520 全新 CPU 架構。與此同時,關于聯發科後續或将僅采用 "4 超大核 +4 大核 " 設計的新款旗艦 SoC,以及高通旗下完全轉向自研 " 全大核架構 " 的新骁龍移動平台相關傳言,最近也吸引了不少朋友的關注。
很顯然,各上遊芯片廠商之所以要力推 " 全大核 "CPU,最重要的原因就是它們能夠輕而易舉地實現遠超現有 " 大中小 "CPU 架構的性能水準,從而可以大幅拉開新款旗艦機型與現有產品的性能差距。
特别是在如今高端機型已占到全球 30% 以上的出貨量,中低端和入門級機型越來越賣不動的背景下,各家會選擇在旗艦 SoC 的設計上格外 " 用力 ",自然也是對于這部分消費者熱情的 " 投桃報李 "。
ARM 官方的 " 下一代典型設計 ",是 2 超大核 4 大核 2 小核
不過我們也注意到,目前網絡中也出現了一些擔憂的聲音。有觀點擔心," 全大核 " 的 CPU 設計過于激進,可能會導致新款旗艦機型的功耗表現不佳。此外也有一部分人擔心,手機廠商為了控制 " 全大核 "SoC 在實際使用中的發熱問題,可能會有意将其限制在不高的運行頻率上,或許會影響到實際負載下的單核性能。
不得不說,這兩種擔憂其實都有着一定的技術合理性,但同時也表明有這些擔憂的消費者,可能對于近年來的智能手機 SoC 設計和應用優化,是缺乏一定了解的。所以這些擔憂更像是一種基于 " 經驗 " 的臆想,而非真正有價值的技術分析。
首先,更多的大核早已被證明不一定功耗就更高
為什麼我們會這麼說呢?首先大家要知道,智能手機裡旗艦 SoC 的 " 大核化 " 演進,并非是一朝一夕突然做出的改動。它其實是經歷了一個很漫長的技術演化過程,甚至是 " 繞過彎路 " 之後,才逐漸演變成現在的局面。
其實早在 2014 年,就已經迎來了史上首款具備 " 大小核 " 設計、且能全核全開運行的手機 SoC 聯發科 MT6595T。到了 2015 年,随着骁龍 810 大行其道,消費者也可以說首次體驗到了制程不佳的 " 大核(Cortex-A57)" 所可能會帶來的糟糕後果。
三星的 " 貓鼬 M1" 可能是智能手機裡最早的 " 超大核 "(比同期的 Cortex 大核要復雜得多)
後來随着三星自研 " 貓鼬 " 核心的登場,它也成為了史上可能是最早的 " 超大核 " 設計。特别是在 Exynos8890、Exynos8895 等 SoC 上,我們實際上相當于早早地就迎來了 "4 超大核 4 小核 " 的 CPU 設計。
之後在 2017 年的聯發科 Helio X30 上,則探索了 "2 大核 4 小核 4 超小核 " 的三叢集 CPU 架構,但并沒有取得理想的效果。而等到 2019 年随着骁龍 855 的登場,我們也迎來了如今廣為接受的、"1+3+4" 超大核 + 大核 + 小核的 CPU 組合。
到了最近這幾年,一方面谷歌找三星定制的 Tensor SoC 就大膽使用了 "2+2+4" 的配置,證明了更多的 " 超大核 " 并不見得就會導致功耗失控。另一方面,第二代骁龍 8 的 "1+2+2+3" 四叢集架構也同樣大獲成功,更進一步證明了更少的小核也不會導致能效比劣化,反而可以在很多重負載遊戲裡同時帶來更高的性能和更低的功耗。
其次,低主頻的超大核也不一定會有性能問題
是的,我們有充足的實測數據可以證明," 更高的大核比例 " 在目前的智能手機上完全可能不僅提高性能、同時還能降低功耗的。
某 "4 大 4 小 " 中高端 SoC,《原神》平均功耗 6600mW
"1 超大 4 大核 3 小核 " 的第二代骁龍 8,《原神》平均功耗 5600mW
這是因為 CPU 的功耗并不僅僅取決于核心的 " 大小 ",同時還與它們的實際運行頻率有很大關系。對于那些 " 超大核 "、" 大核 " 來說,由于它們擁有比 " 小核 " 高得多的效率,所以這也使得在實際使用中,實際上可能僅需要(比小核心)低得多的運行頻率,就能滿足相同 APP 的 " 性能需求 "。
這一點不僅在智能手機 SoC 的 CPU 上成立,在電腦 CPU 上其實也是如此。一個很典型的例子,就是酷睿 i9-13900KS 與至強 W9-3495X 的對比。前者擁有 "8 大核 16 小核 "、大核主頻高達 6GHz,在默認情況下實際功耗可達 320W 以上,而後者則是 "56 大核 0 小核 ",實測自動控制頻率(2.9GHz)時全核全開的功耗約為 500W。
乍看之下,好像大核數量多得多的至強處理器功耗明顯更 " 爆炸 ",但查詢 CINEBENCH R23 跑分就會發現,同樣 " 全核全開 " 的前提下,3495X 的功耗是 13900KS 的 156.25%,性能卻可以達到後者的 178.05%。考慮到至強 W9 處理器的架構實際上還要舊上一代,這實際上也就說明,低主頻的 " 大核 " 在實際運用中,能效比完全可以勝過高主頻 +" 大小核 " 的設計。
看到這裡,可能有的朋友會說,這個例子實際上也證明了 " 全大核 " 能效比高的前提,就是它運行在了明顯低得多的主頻上,在這樣的前提下,低主頻的大核處理器,難道單核性能不會很差嗎?
今後的旗艦手機 SoC,大核會越來越多、越來越大,但總核心數量依然是 8 個
确實,如果此時純看單核跑分的話,低主頻 + 超大核肯定是 " 吃虧 " 的。但問題就在于,智能手機的 CPU 和電腦 CPU 還有一個關鍵性的差異,那就是智能手機的 CPU 從中低端到旗艦級,絕大多數都采用了 8 核心的設計,而不像電腦 CPU 那樣,不同級别的產品是依靠核心數量來拉開性能差距。
這也就意味着,對于智能手機的應用生态來說,它們基本不會出現電腦上一些常用程式 " 只吃單核性能 " 的情況,而是普遍能夠 " 吃滿 " 多核性能。在這樣的前提下,擔心低頻率 + 超大核設計會影響未來智能手機 SoC 的日常應用性能,顯然也就毫無必要了。
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