今天小编分享的科技经验:“全大核”会让手机更耗电?实际上可能正相反,欢迎阅读。
几天前,我们三易生活已为大家介绍了 ARM 刚刚发布的 Cortex-X4、Cortex-A720、Cortex-A520 全新 CPU 架构。与此同时,关于联发科后续或将仅采用 "4 超大核 +4 大核 " 设计的新款旗舰 SoC,以及高通旗下完全转向自研 " 全大核架构 " 的新骁龙移动平台相关传言,最近也吸引了不少朋友的关注。
很显然,各上游芯片厂商之所以要力推 " 全大核 "CPU,最重要的原因就是它们能够轻而易举地实现远超现有 " 大中小 "CPU 架构的性能水准,从而可以大幅拉开新款旗舰机型与现有产品的性能差距。
特别是在如今高端机型已占到全球 30% 以上的出货量,中低端和入门级机型越来越卖不动的背景下,各家会选择在旗舰 SoC 的设计上格外 " 用力 ",自然也是对于这部分消费者热情的 " 投桃报李 "。
ARM 官方的 " 下一代典型设计 ",是 2 超大核 4 大核 2 小核
不过我们也注意到,目前网络中也出现了一些担忧的声音。有观点担心," 全大核 " 的 CPU 设计过于激进,可能会导致新款旗舰机型的功耗表现不佳。此外也有一部分人担心,手机厂商为了控制 " 全大核 "SoC 在实际使用中的发热问题,可能会有意将其限制在不高的运行频率上,或许会影响到实际负载下的单核性能。
不得不说,这两种担忧其实都有着一定的技术合理性,但同时也表明有这些担忧的消费者,可能对于近年来的智能手机 SoC 设计和应用优化,是缺乏一定了解的。所以这些担忧更像是一种基于 " 经验 " 的臆想,而非真正有价值的技术分析。
首先,更多的大核早已被证明不一定功耗就更高
为什么我们会这么说呢?首先大家要知道,智能手机里旗舰 SoC 的 " 大核化 " 演进,并非是一朝一夕突然做出的改动。它其实是经历了一个很漫长的技术演化过程,甚至是 " 绕过弯路 " 之后,才逐渐演变成现在的局面。
其实早在 2014 年,就已经迎来了史上首款具备 " 大小核 " 设计、且能全核全开运行的手机 SoC 联发科 MT6595T。到了 2015 年,随着骁龙 810 大行其道,消费者也可以说首次体验到了制程不佳的 " 大核(Cortex-A57)" 所可能会带来的糟糕后果。
三星的 " 猫鼬 M1" 可能是智能手机里最早的 " 超大核 "(比同期的 Cortex 大核要复杂得多)
后来随着三星自研 " 猫鼬 " 核心的登场,它也成为了史上可能是最早的 " 超大核 " 设计。特别是在 Exynos8890、Exynos8895 等 SoC 上,我们实际上相当于早早地就迎来了 "4 超大核 4 小核 " 的 CPU 设计。
之后在 2017 年的联发科 Helio X30 上,则探索了 "2 大核 4 小核 4 超小核 " 的三丛集 CPU 架构,但并没有取得理想的效果。而等到 2019 年随着骁龙 855 的登场,我们也迎来了如今广为接受的、"1+3+4" 超大核 + 大核 + 小核的 CPU 组合。
到了最近这几年,一方面谷歌找三星定制的 Tensor SoC 就大胆使用了 "2+2+4" 的配置,证明了更多的 " 超大核 " 并不见得就会导致功耗失控。另一方面,第二代骁龙 8 的 "1+2+2+3" 四丛集架构也同样大获成功,更进一步证明了更少的小核也不会导致能效比劣化,反而可以在很多重负载游戏里同时带来更高的性能和更低的功耗。
其次,低主频的超大核也不一定会有性能问题
是的,我们有充足的实测数据可以证明," 更高的大核比例 " 在目前的智能手机上完全可能不仅提高性能、同时还能降低功耗的。
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 " 的第二代骁龙 8,《原神》平均功耗 5600mW
这是因为 CPU 的功耗并不仅仅取决于核心的 " 大小 ",同时还与它们的实际运行频率有很大关系。对于那些 " 超大核 "、" 大核 " 来说,由于它们拥有比 " 小核 " 高得多的效率,所以这也使得在实际使用中,实际上可能仅需要(比小核心)低得多的运行频率,就能满足相同 APP 的 " 性能需求 "。
这一点不仅在智能手机 SoC 的 CPU 上成立,在电腦 CPU 上其实也是如此。一个很典型的例子,就是酷睿 i9-13900KS 与至强 W9-3495X 的对比。前者拥有 "8 大核 16 小核 "、大核主频高达 6GHz,在默认情况下实际功耗可达 320W 以上,而后者则是 "56 大核 0 小核 ",实测自动控制频率(2.9GHz)时全核全开的功耗约为 500W。
乍看之下,好像大核数量多得多的至强处理器功耗明显更 " 爆炸 ",但查询 CINEBENCH R23 跑分就会发现,同样 " 全核全开 " 的前提下,3495X 的功耗是 13900KS 的 156.25%,性能却可以达到后者的 178.05%。考虑到至强 W9 处理器的架构实际上还要旧上一代,这实际上也就说明,低主频的 " 大核 " 在实际运用中,能效比完全可以胜过高主频 +" 大小核 " 的设计。
看到这里,可能有的朋友会说,这个例子实际上也证明了 " 全大核 " 能效比高的前提,就是它运行在了明显低得多的主频上,在这样的前提下,低主频的大核处理器,难道单核性能不会很差吗?
今后的旗舰手机 SoC,大核会越来越多、越来越大,但总核心数量依然是 8 个
确实,如果此时纯看单核跑分的话,低主频 + 超大核肯定是 " 吃亏 " 的。但问题就在于,智能手机的 CPU 和电腦 CPU 还有一个关键性的差异,那就是智能手机的 CPU 从中低端到旗舰级,绝大多数都采用了 8 核心的设计,而不像电腦 CPU 那样,不同级别的产品是依靠核心数量来拉开性能差距。
这也就意味着,对于智能手机的应用生态来说,它们基本不会出现电腦上一些常用程式 " 只吃单核性能 " 的情况,而是普遍能够 " 吃满 " 多核性能。在这样的前提下,担心低频率 + 超大核设计会影响未来智能手机 SoC 的日常应用性能,显然也就毫无必要了。
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