本文由半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)縱橫(ID:ICVIEWS)綜合
核心時鐘速度比核心數(shù)量更重要嗎?
手機內(nèi)的處理器不僅僅是一個處理器——它是一個提供多種功能的完整包,稱為SoC(片上系統(tǒng))。
SoC 是一種集成電路,它包含驅(qū)動設(shè)備“大腦”的大部分組件。在典型的手機或平板電腦中,SoC 具有設(shè)備的處理器和 GPU 核心、用于AI 加速等功能的其他處理器、用于緩存數(shù)據(jù)和系統(tǒng)所需內(nèi)存的保留空間、用于攝像頭捕捉和音頻等功能的數(shù)字信號處理器 (DSP)、用于各種通信協(xié)議的外部接口以及用于連接的無線調(diào)制解調(diào)器。
還有一些設(shè)備,例如定時器、穩(wěn)壓器或電源管理 IC,它們實際上不會影響性能。還值得注意的是,某些無線調(diào)制解調(diào)器和設(shè)備內(nèi)存模塊可以位于 SoC 中,也可以位于外部,具體取決于設(shè)備。
簡而言之,一塊小小的芯片內(nèi)部有很多東西需要運行,需要大量電力,而且運行時會產(chǎn)生極熱。
有些公司會定制 SoC 以提供獨特的體驗,而有些公司則會設(shè)計 SoC 以適用于多種設(shè)備。每種方法都有利弊,但您的設(shè)備很可能使用的是高通等公司生產(chǎn)的后一種 SoC 。這些公司努力制造出按設(shè)計使用時性能良好的芯片;為智能手表設(shè)計的芯片并不適合手機,反之亦然。但它們都使用相同的基本概念 — 構(gòu)建一個硬件組合,其中每個組件都與其他組件相輔相成,結(jié)果也補充了用戶與之交互的硬件。
數(shù)量決定速度
對于您期望從手機等設(shè)備獲得的性能,您最需要的是平衡。最好是一些核心不是非???,一些核心速度很快,并且軟件設(shè)計為以提供速度和電池壽命的正確組合的方式分配負載。而這在各個層面上都很難做到。
CPU(中央處理器,大多數(shù)計算任務(wù)都由它完成)核心每次只能做一件事。所有計算機處理都是數(shù)學(xué)運算,而 CPU 內(nèi)部的核心無法真正向前思考或向后看;它只能解決眼前的一個問題,然后再處理下一個問題。
時鐘速度 — 您在規(guī)格表中看到的 GHz 數(shù)字決定了每項操作的執(zhí)行速度。所有操作都以令人難以置信的速度完成(每秒數(shù)百萬次操作),速度越高,每項操作的執(zhí)行速度就越快。
核心決定了可以同時執(zhí)行多少任務(wù)。如果一個核心每秒可以執(zhí)行 100,000 項任務(wù)(沒有哪個 CPU 核心的速度這么慢,但這個數(shù)字很容易計算),那么五個核心每秒可以執(zhí)行 500,000 項任務(wù)。CPU 的核心越多,可以同時運行的任務(wù)就越多。
線程是一組針對 CPU 核心的指令。它們與創(chuàng)建它們的進程共享相同的資源,但它們的切換速度非???,以至于看起來好像一個 CPU 核心同時在做多件事。
如果您擁有一個具有多個快速核心的 CPU,那么線程就會使多件事快速發(fā)生,以至于它們看起來像是同時發(fā)生的,因為我們的大腦遠不如 CPU 核心快。
為了獲得良好的用戶體驗,您需要在單核上實現(xiàn)快速的按序處理計算性能、在單核上實現(xiàn)快速的無序(使用線程)計算性能,以及在多核上實現(xiàn)超快的按序和無序計算性能。這就是軟件發(fā)揮作用的地方。
一般來說,CPU 核心越快,應(yīng)用程序在手機等電腦上就能快速運行。多核越快,后臺就能執(zhí)行更多操作,包括同時運行多個應(yīng)用程序。這就是單核和多核性能都很重要的原因。
某些軟件(例如游戲或視頻編輯程序)可以以利用多個 CPU 內(nèi)核的方式編寫,從而在單個應(yīng)用程序中跨內(nèi)核分布進程和線程。
核心時鐘速度比核心數(shù)量更重要嗎?這個問題沒有答案,因為核心數(shù)量、核心速度以及使用核心的軟件的正確組合才是真正重要的。
從原來的性能跑分,到今天的 SoC 片上系統(tǒng),雖然大部分用戶購買手機的時候,已經(jīng)不怎么關(guān)注參數(shù)了,因為基礎(chǔ)算力都是足夠的,但芯片正在變得更加重要,當(dāng)你真正長期使用下來,會發(fā)現(xiàn)體驗上的差別,而隨著智能手機的滲透延展,任何一個體驗細節(jié),都可能帶來巨大反差,如果說手機是人類肢體的延伸,那芯片就決定著你的擴展能力有多強。
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