智能手機(jī)“核戰(zhàn)爭”正迅速走向終結(jié)？

　　這臺(tái)手機(jī)是幾核的?半年前，如果你在電器城柜臺(tái)里相中了某款手機(jī)，這句寒暄十有八九是你的標(biāo)準(zhǔn)開場白。業(yè)內(nèi)人士把這種現(xiàn)象形象的稱為“核戰(zhàn)爭”——一款手機(jī)的處理器“核心”越多，它在殘酷商戰(zhàn)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(jì)劃推出更節(jié)能而不是更多核心的CortexA12架構(gòu);英特爾、高通、NV下一代手機(jī)處理器核心數(shù)量停留在4個(gè);蘋果和摩托羅拉堅(jiān)持雙核設(shè)計(jì)，并引入額外協(xié)處理器概念。一切跡象都表明，不單消費(fèi)者，廠商們也厭倦了CPU里面的數(shù)字游戲?？此菩鷩痰?ldquo;核戰(zhàn)爭”正迅速走向終結(jié)。

　　幾個(gè)月前，“四核”、“八核”CPU還是各大手機(jī)廠商廣告詞里的重要賣點(diǎn)，為何在一夜之間，廠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來說，“因?yàn)樵谝苿?dòng)終端的功率和熱能限制內(nèi)，通過簡單疊加CPU來應(yīng)對日漸增多的計(jì)算需求，帶來的回報(bào)將越來越少。”翻譯過來就是：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(jī)處理器指南》中的計(jì)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)核心功耗加起來超過2.5W，這個(gè)數(shù)字已經(jīng)接近一臺(tái)4英寸手機(jī)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。在滿負(fù)荷工作時(shí)，單個(gè)核心功耗幾乎不可能低于APQ8064，已經(jīng)有諸多測試證明了這一點(diǎn)。在功耗問題得不到解決的情況下，如果繼續(xù)增加處理器核心數(shù)量(例如推出“八核驍龍800”)，手機(jī)的續(xù)航會(huì)陷入悲慘的境地。

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

　　半導(dǎo)體行業(yè)從業(yè)人員把這種情況形象的稱為“不可逾越之墻”。“在半導(dǎo)體工藝既定、功耗指標(biāo)被限死的前提下，我們能實(shí)現(xiàn)的單一集成電路規(guī)模是有限的，不可能無限放大。”“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”，一名前IBM半導(dǎo)體實(shí)驗(yàn)室材料研究員如此對我們說道。性能存疑

　　另一方面，即使不惜代價(jià)強(qiáng)行設(shè)計(jì)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)很大的問號(hào)。

　　高通公司副總裁沈勁表示，智能機(jī)處理器競爭很激烈，也很復(fù)雜，但移動(dòng)處理器提升性不能通過“簡單地多加幾個(gè)核”來實(shí)現(xiàn)。沈勁強(qiáng)調(diào)，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等其它專用引擎分別完成。很多和用戶體驗(yàn)直接相關(guān)的如網(wǎng)頁瀏覽、導(dǎo)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服力的統(tǒng)計(jì)數(shù)字：高通實(shí)驗(yàn)室專門統(tǒng)計(jì)了中國市場下載量排行前20的App，結(jié)果發(fā)現(xiàn)其中85%以上App運(yùn)行時(shí)只調(diào)用了兩顆CPU內(nèi)核，在最常見的10個(gè)App中只有一款A(yù)pp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)都沒有。

　　相反，這些應(yīng)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來計(jì)算......高通由此得出結(jié)論：簡單疊加CPU核數(shù)只會(huì)造成資源浪費(fèi)，而無法帶來用戶體驗(yàn)的提升。

　　雖然高通這份調(diào)查硬件平臺(tái)僅涉及自家的驍龍?zhí)幚砥?，但依然可以代表?dāng)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(shù)量大于4，對于現(xiàn)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(jī)、平板等移動(dòng)設(shè)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(shù)指標(biāo)上的更高、更快、更強(qiáng)，而從業(yè)人員們忽視，或者說故意無視了一個(gè)重要問題——PC硬件大部分沒有移動(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(xù)PC的發(fā)展思路，最終將付出慘重代價(jià)——你能接受一臺(tái)處理器有16個(gè)核心，但電池只能用半天的“旗艦”手機(jī)嗎?既然繼續(xù)疊加核心數(shù)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)有聰明的廠商給出了答案，那就是異構(gòu)計(jì)算。在半導(dǎo)體工藝進(jìn)步速度有限的情況下，異構(gòu)計(jì)算是解決問題的關(guān)鍵。

　　異構(gòu)計(jì)算指將不對稱的任務(wù)分配給不對稱的處理單元完成，簡單的理解，就是“把工作交給最合適的人”。移動(dòng)處理器內(nèi)涵CPU、GPU、DSP、傳感器核心、通信模塊等多個(gè)部件，工作起來更像是一個(gè)大型的‘交響樂團(tuán)’，而非CPU自己一人獨(dú)唱或者獨(dú)奏。依照數(shù)據(jù)類型的不同，將任務(wù)靈活的分配給不同的配件進(jìn)行處理器，實(shí)現(xiàn)效率和性能的最大化，就是異構(gòu)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(nèi)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(diào)制解調(diào)器等部件，如果開發(fā)得當(dāng)，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4100萬像素?cái)z像頭照片數(shù)據(jù)后處理器，就是在驍龍?zhí)幚砥鞯?ldquo;Hexagon”DSP上完成的。

　　異構(gòu)處理如今已經(jīng)成為業(yè)界公認(rèn)的未來手機(jī)處理器架構(gòu)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年第三季度才問世的手機(jī)，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——它們被稱為“自然語言處理器”和“語境計(jì)算處理器”。

　　這兩個(gè)協(xié)處理器為摩托羅拉自行研發(fā)設(shè)計(jì)，應(yīng)用了摩托羅拉過去在DSP開發(fā)上的不少經(jīng)驗(yàn)，它們沒辦法處理所有的數(shù)據(jù)，但在完成專門工作的時(shí)候，它們的功耗遠(yuǎn)低于普通ARM核心。也正是因?yàn)檫@兩個(gè)協(xié)處理器的存在，MotoX實(shí)現(xiàn)了無接觸控制、快速拍照、免觸控驗(yàn)證、超長續(xù)航時(shí)間等附加功能。

　　蘋果近期發(fā)布的iPhone5s也選擇了異構(gòu)處理的模式。除了64位的A7雙核處理器，iPhone5s還搭載了專門的M7協(xié)處理器，負(fù)責(zé)處理處理器來自加速感應(yīng)器、陀螺儀和指南針的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

　　在iPhone5身上，傳感器數(shù)據(jù)是由主處理器完成處理器的，這就帶來一個(gè)問題：一些App需要持續(xù)使用傳感器(如Nike+)，為了處理它產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，iPhone5的A6主處理器需要時(shí)刻開啟。

　　而到了iPhone5s時(shí)代，M7協(xié)處理器接過了主處理器的班，負(fù)責(zé)處理傳感器數(shù)據(jù)，M7只為“處理傳感器數(shù)據(jù)”這一種工作優(yōu)化，功耗極低，可以有效減少A7主處理器的開啟時(shí)間，提升手機(jī)續(xù)航性能。

　　“如果視硬件比拼為智能手機(jī)競爭的1.0時(shí)代，代表產(chǎn)品價(jià)值和用戶體驗(yàn)革新的智能手機(jī)2.0時(shí)代正在到來。”一位移動(dòng)處理器半導(dǎo)體行業(yè)從業(yè)人員在接受采訪時(shí)這么說道。“你所問的處理器‘核戰(zhàn)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(fù)責(zé)人略微不屑的說道。

智能手機(jī)“核戰(zhàn)爭”正迅速走向終結(jié)?