智能手機“核戰爭”正迅速走向終結？

　　這臺手機是幾核的?半年前，如果你在電器城柜臺里相中了某款手機，這句寒暄十有八九是你的標準開(kāi)場(chǎng)白。業(yè)內人士把這種現象形象的稱(chēng)為“核戰爭”——一款手機的處理器“核心”越多，它在殘酷商戰中勝算也就越大。

　　然而，在短短半年后的今天，情況卻發(fā)生了急劇變化——ARM計劃推出更節能而不是更多核心的CortexA12架構;英特爾、高通、NV下一代手機處理器核心數量停留在4個(gè);蘋(píng)果和摩托羅拉堅持雙核設計，并引入額外協(xié)處理器概念。一切跡象都表明，不單消費者，廠(chǎng)商們也厭倦了CPU里面的數字游戲?？此菩鷩痰?ldquo;核戰爭”正迅速走向終結。

　　幾個(gè)月前，“四核”、“八核”CPU還是各大手機廠(chǎng)商廣告詞里的重要賣(mài)點(diǎn)，為何在一夜之間，廠(chǎng)商們紛紛對它避之不及?

　　用高通公司在一份文檔中提出的話(huà)來(lái)說(shuō)，“因為在移動(dòng)終端的功率和熱能限制內，通過(guò)簡(jiǎn)單疊加CPU來(lái)應對日漸增多的計算需求，帶來(lái)的回報將越來(lái)越少。”翻譯過(guò)來(lái)就是：再往上加CPU，太熱，太貴，太耗電，而且提升太小了。

　　功耗壁壘

　　按照《2013年手機處理器指南》中的計算，頻率1.5GHz、使用TSMC28LP工藝的高通驍龍APQ8064四核處理器，單個(gè)核心的功耗大約是700mW，四個(gè)核心功耗加起來(lái)超過(guò)2.5W，這個(gè)數字已經(jīng)接近一臺4英寸手機在通常條件下的熱量散發(fā)能力極限。

　　高通新一代驍龍800處理器使用了更先進(jìn)、漏電更小的TSMC28HPM工藝，但頻率也提升到了2.3GHz。在滿(mǎn)負荷工作時(shí)，單個(gè)核心功耗幾乎不可能低于A(yíng)PQ8064，已經(jīng)有諸多測試證明了這一點(diǎn)。在功耗問(wèn)題得不到解決的情況下，如果繼續增加處理器核心數量(例如推出“八核驍龍800”)，手機的續航會(huì )陷入悲慘的境地。

　　即使你不在乎續航時(shí)間，散熱問(wèn)題也會(huì )成為攔路虎——一臺手機內部的熱對流環(huán)境是恒定的，它在單位時(shí)間內能夠散發(fā)出的熱量也是有限的，如果處理器的發(fā)熱超過(guò)這個(gè)上限，結果就是處理器溫度飆升至閥值，頻率自動(dòng)降低，最終用戶(hù)體驗得不到任何提升。

　　半導體行業(yè)從業(yè)人員把這種情況形象的稱(chēng)為“不可逾越之墻”。“在半導體工藝既定、功耗指標被限死的前提下，我們能實(shí)現的單一集成電路規模是有限的，不可能無(wú)限放大。”“你要不惜代價(jià)往上沖，就會(huì )一頭撞到天花板，掉進(jìn)深淵，再也爬不起來(lái)”，一名前IBM半導體實(shí)驗室材料研究員如此對我們說(shuō)道。性能存疑

　　另一方面，即使不惜代價(jià)強行設計出核心更多的移動(dòng)處理器，其性能是否能獲得同樣的提升，也要打一個(gè)很大的問(wèn)號。

　　高通公司副總裁沈勁表示，智能機處理器競爭很激烈，也很復雜，但移動(dòng)處理器提升性不能通過(guò)“簡(jiǎn)單地多加幾個(gè)核”來(lái)實(shí)現。沈勁強調，移動(dòng)處理器不只有CPU一個(gè)部件，CPU起到的作用在整個(gè)移動(dòng)處理器中最多占15%-20%，更多任務(wù)由GPU、DSP等其它專(zhuān)用引擎分別完成。很多和用戶(hù)體驗直接相關(guān)的如網(wǎng)頁(yè)瀏覽、導航、游戲等都是由GPU的性能決定。

　　高通在本月初放出了一組頗具說(shuō)服力的統計數字：高通實(shí)驗室專(zhuān)門(mén)統計了中國市場(chǎng)下載量排行前20的App，結果發(fā)現其中85%以上App運行時(shí)只調用了兩顆CPU內核，在最常見(jiàn)的10個(gè)App中只有一款App用到了第三個(gè)CPU核，而且只使用了4%。其他的九個(gè)App只用到兩個(gè)CPU核。把四核全部用上的App一個(gè)都沒(méi)有。

　　相反，這些應用對處理器的GPU、DSP卻提出了一定的需求，如UI渲染會(huì )用到GPU，照片濾鏡則會(huì )用到ISP，傳感器使用SSP來(lái)計算......高通由此得出結論：簡(jiǎn)單疊加CPU核數只會(huì )造成資源浪費，而無(wú)法帶來(lái)用戶(hù)體驗的提升。

　　雖然高通這份調查硬件平臺僅涉及自家的驍龍處理器，但依然可以代表當前主流移動(dòng)處理器的普遍情況——大家指令集都是兼容的，不管是CortexA7、A9還是A15，CPU核心數量大于4，對于現有的安卓App而言意義均不大。

　　出路在哪里?

　　很明顯，從2007年至今，手機、平板等移動(dòng)設備處理器發(fā)展模式實(shí)際上沿用了PC時(shí)代硬件更迭升級的固有思維方式——追求參數指標上的更高、更快、更強，而從業(yè)人員們忽視，或者說(shuō)故意無(wú)視了一個(gè)重要問(wèn)題——PC硬件大部分沒(méi)有移動(dòng)需求，它們的能耗上限可以放得很寬，最頂級的PC處理器和顯卡幾乎不怎么關(guān)心功耗。

　　如果移動(dòng)處理器一味延續PC的發(fā)展思路，最終將付出慘重代價(jià)——你能接受一臺處理器有16個(gè)核心，但電池只能用半天的“旗艦”手機嗎?既然繼續疊加核心數量是死路一條，那么移動(dòng)處理器的發(fā)展出路在哪里?實(shí)際上，已經(jīng)有聰明的廠(chǎng)商給出了答案，那就是異構計算。在半導體工藝進(jìn)步速度有限的情況下，異構計算是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。

　　異構計算指將不對稱(chēng)的任務(wù)分配給不對稱(chēng)的處理單元完成，簡(jiǎn)單的理解，就是“把工作交給最合適的人”。移動(dòng)處理器內涵CPU、GPU、DSP、傳感器核心、通信模塊等多個(gè)部件，工作起來(lái)更像是一個(gè)大型的‘交響樂(lè )團’，而非CPU自己一人獨唱或者獨奏。依照數據類(lèi)型的不同，將任務(wù)靈活的分配給不同的配件進(jìn)行處理器，實(shí)現效率和性能的最大化，就是異構處理的精髓所在。

　　以高通驍龍600處理器為例，它除了包含“Krait”CPU，還內建了“Adreno”顯示芯片、“Hexagon”DSP、攝像頭/視頻/傳感器核心、“Atheros”WiFi芯片、“Gobi”調制解調器等部件，如果開(kāi)發(fā)得當，你可以為每個(gè)部件都找到一份合適的工作。例如，諾基亞Lumia1020的4100萬(wàn)像素攝像頭照片數據后處理器，就是在驍龍處理器的“Hexagon”DSP上完成的。

　　異構處理如今已經(jīng)成為業(yè)界公認的未來(lái)手機處理器架構發(fā)展方向。摩托羅拉MotoX算是第一個(gè)吃螃蟹的人。作為一款2013年第三季度才問(wèn)世的手機，MotoX“僅”搭載了高通驍龍S4雙核處理器，但它擁有摩托羅拉自行研發(fā)的兩個(gè)關(guān)鍵部件——它們被稱(chēng)為“自然語(yǔ)言處理器”和“語(yǔ)境計算處理器”。

　　這兩個(gè)協(xié)處理器為摩托羅拉自行研發(fā)設計，應用了摩托羅拉過(guò)去在DSP開(kāi)發(fā)上的不少經(jīng)驗，它們沒(méi)辦法處理所有的數據，但在完成專(zhuān)門(mén)工作的時(shí)候，它們的功耗遠低于普通ARM核心。也正是因為這兩個(gè)協(xié)處理器的存在，MotoX實(shí)現了無(wú)接觸控制、快速拍照、免觸控驗證、超長(cháng)續航時(shí)間等附加功能。

　　蘋(píng)果近期發(fā)布的iPhone5s也選擇了異構處理的模式。除了64位的A7雙核處理器，iPhone5s還搭載了專(zhuān)門(mén)的M7協(xié)處理器，負責處理處理器來(lái)自加速感應器、陀螺儀和指南針的運動(dòng)數據。

　　在iPhone5身上，傳感器數據是由主處理器完成處理器的，這就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題：一些App需要持續使用傳感器(如Nike+)，為了處理它產(chǎn)生的數據，iPhone5的A6主處理器需要時(shí)刻開(kāi)啟。

　　而到了iPhone5s時(shí)代，M7協(xié)處理器接過(guò)了主處理器的班，負責處理傳感器數據，M7只為“處理傳感器數據”這一種工作優(yōu)化，功耗極低，可以有效減少A7主處理器的開(kāi)啟時(shí)間，提升手機續航性能。

　　“如果視硬件比拼為智能手機競爭的1.0時(shí)代，代表產(chǎn)品價(jià)值和用戶(hù)體驗革新的智能手機2.0時(shí)代正在到來(lái)。”一位移動(dòng)處理器半導體行業(yè)從業(yè)人員在接受采訪(fǎng)時(shí)這么說(shuō)道。“你所問(wèn)的處理器‘核戰爭’，我們其實(shí)已經(jīng)不太關(guān)心，那是上個(gè)時(shí)代的競爭模式了”，這位負責人略微不屑的說(shuō)道。

智能手機“核戰爭”正迅速走向終結?