手機雙核知多少？四大主流雙核CPU全比拼

　　回到話(huà)題上來(lái)，可能有些讀者會(huì )認為，單獨來(lái)看，可能ASMP和SMP的差距也并不是那么巨大，在之前圖中的極限狀況下也就相差33%而已，在實(shí)際運行中的差距很難達到這個(gè)數字。但是不要忘記，之前的文章中我們討論過(guò)亂序執行的重要性，那么如果我們將指令等待也引入到之前的圖中，那么會(huì )發(fā)生什么情況呢?

　　在此，我們用灰色的方塊代表需要等待的指令，而等待時(shí)間為兩個(gè)周期?！　?/p>

異步多核心和同步多核心運行狀況：帶等待的指令

　　可以看到，一旦引入指令等待，將亂序執行與多核架構結合起來(lái)以后，不支持亂序執行的ASMP架構(Scorpion@MSM8x60)需要10個(gè)周期才能完成的工作，支持亂序執行的SMP架構(Cortex A9 MP@其它主流雙核方案)只需要6個(gè)周期，相對于支持亂序執行的SMP而言，不支持亂序執行的ASMP架構慢了66%。這就是MSM8x60面對其它雙核Cortex A9的情況。雖然由于實(shí)際運行中指令的執行長(cháng)度可能會(huì )更長(cháng)，以至于減小輪流工作的影響，但由于Scorpion核心對亂序執行的支持并不完善，因此漫長(cháng)的指令等待依然可能會(huì )導致高通的處理器浪費大量的時(shí)間，最終性能變慢。這點(diǎn)，我們也會(huì )在后續的測試中加以體現。

　　同樣，讓我們也來(lái)針對多處理器架構，給四款雙核一個(gè)評分：

　　Tegra 2 ★★★★★
　　OMAP4430 ★★★★★
　　MSM8x60 ★★★★
　　Exynos 4210 ★★★★★

　　較量項目三：通訊總線(xiàn)

　　智能手機所采用的主芯片早已不能簡(jiǎn)單稱(chēng)之為處理器，而是一套復雜得多的系統，包含了處理器、顯示加速芯片、內存控制器、視頻解碼核心、標準總線(xiàn)控制器等等，有些甚至還包含了數字信號處理器，它們被合起來(lái)稱(chēng)之為片上系統(SoC)。實(shí)際上一顆ARM SoC中，CPU所占據的硅片面積可能都不到總面積的二十分之一，而其中很大的一部分面積，都被各種各樣的互聯(lián)結構占用了。其實(shí)這也很好理解，片上系統就像一個(gè)大城市，如果交通不暢，整個(gè)城市的運行就會(huì )陷入癱瘓。在片上系統里有各種各樣的總線(xiàn)，內部的、外部的，私有的、公用的。在這其中有一條最為重要的外部總線(xiàn)，連接著(zhù)幾乎所有的內部設備，那就是AXI。

　　更重要的是，內存控制器也是通過(guò)AXI連接到處理器，這就意味著(zhù)不論你的內存顆?；蛘邇却婵刂破骺梢蕴峁┒啻蟮膸?，處理器能夠獲得的帶寬都直接且僅取決于總線(xiàn)帶寬。因此這個(gè)總線(xiàn)的寬度，決定了整個(gè)系統內部最大的內存帶寬，同時(shí)也在某些情況下決定了諸如3D GPU這些對內存帶寬需求巨大的模塊的性能。正如城市的發(fā)展需要高速交通一樣，隨著(zhù)片上系統的復雜化，內部互聯(lián)的帶寬也要求越來(lái)越大。

　　由于總線(xiàn)方面的信息不屬于一般用戶(hù)所理解的范疇，因此廠(chǎng)家往往也不會(huì )對此做出詳細的說(shuō)明，所以每一款芯片究竟總線(xiàn)寬度多少也是不容易查證的。這點(diǎn)上nVIDIA相對而言做的最好，因為他們曾經(jīng)直接把AXI總線(xiàn)位寬標在了網(wǎng)頁(yè)上：32bit，類(lèi)型為AMBA-3(這個(gè)參數在現在的網(wǎng)頁(yè)上已經(jīng)找不到了， 原因未知)。這個(gè)數字是相當“驚悚”的，因為如果總線(xiàn)寬度真的是32bit，那么意味著(zhù)Tegra 2的內部總線(xiàn)位寬只是ARM11級別的。因此nVIDIA在Tegra 2的內部，很可能采用了與標準ARM不同的總線(xiàn)配置方式，但是不論如何，Tegra 2的總線(xiàn)帶寬都是難以置信的小，即便AXI頻率達到300甚至400MHz，帶寬最多也只能達到Cortex A8的水平。根據測試，Tegra 2的內存復制成績(jì)大約只能達到1GB/s左右，這也基本符合其帶寬的表現。

　　再來(lái)看看德州儀器的OMAP4430。與Tegra 2上的諸多猜測不同，德州儀器提供了OMAP4430的完整技術(shù)手冊，因此各方面的資料非常容易獲取。在OMAP4430中，互連結構分為若干級別和層次，但是就最主要的而言，是L3互聯(lián)。德州儀器并沒(méi)有采用ARM的AMBA AXI總線(xiàn)，而是在芯片內部的主互聯(lián)上采用了Arteris公司的產(chǎn)品：　　

　　從圖中可以看出，OMAP4430的L3互聯(lián)寬度為128bit，是Tegra 2的四倍，因此即便工作頻率為200MHz，總帶寬也可以輕易達到3.2GB/s，遠遠超過(guò)Cortex A8和Tegra 2。說(shuō)實(shí)話(huà)，這才是雙核Cortex A9 MP應有的水準。當然，由于各家SoC的內部體系都不太一樣，在此也不能100%確定Tegra 2的實(shí)際情況。這點(diǎn)我們也會(huì )在后面的測試中繼續研究。值得注意的是，OMAP4430的兩個(gè)內存控制器在搭配LPDDR2 1066的時(shí)候可以提供的最大總帶寬可以超過(guò)8GB/s，但由于總線(xiàn)帶寬緣故，實(shí)際效果可能并不會(huì )有對應的提升，這也是ARM體系中一個(gè)比較頭疼的問(wèn)題之 一。

　　言歸正傳，下面繼續來(lái)看看MSM8x60。一直以來(lái)，高通對于自家芯片的技術(shù)資料都守口如瓶。這維護了高通的知識產(chǎn)權，但是卻苦了這樣的人，因為根本無(wú)從查證芯片的詳細參數，因此只能靠猜測了。一方面，MSM8x60基本上就是“雙核版”的MSM8x55，另一方面在后續測試中也可以看出 MSM8x60在內存方面的性能并不是很突出，因此在此猜測MSM8x60的內部互聯(lián)可能和單核時(shí)代一樣，即64bit、200MHz，總帶寬 1.6GB/s。各位讀者如果有詳細的信息，也不妨告知。