揭秘高主頻智能手機的真實性能

主流高性能智能手機處理器架構對比

我們可以看到，盡管處理器主頻不是最高，海思的K3 Hi3611處理器由于具備了全硬件的視頻Codec、圖形加速和硬件ASP等處理器核的存在，類似于PC的多核設計理念，K3處理器實際計算能力是其它平臺4-6倍。應該說K3已經不再是一個CPU，而是一個CPU、顯卡、聲卡俱全的單芯片微型PC（PC on a Chip）

除以上幾部分，文件系統(tǒng)也要特別提出，因為在高主頻處理器系統(tǒng)中文件系統(tǒng)性能往往成為系統(tǒng)性能表現(xiàn)的瓶頸，我們先看一下下面的一組數(shù)據：

從這組數(shù)據可以看出，各家的方案文件系統(tǒng)的表現(xiàn)有巨大差距，海思K3處理器的文件系統(tǒng)性能大大優(yōu)于其它方案。究其原因，同時在文件系統(tǒng)上，針對特殊的文件操作，通過系統(tǒng)內存cache，加快訪問進行速度，優(yōu)化訪問。同時芯片提供了快速的Nand flash 控制器，支持流水糾錯，訪問簡潔快速，對Nand flash 訪存處理優(yōu)化到極致。此外K3 快速的主存系統(tǒng)對文件系統(tǒng)的優(yōu)化也有很大的幫助。這樣的硬件和方案設計，類似于PC硬盤控制器的設計理念，其達成的性能與簡單的軟件+Nand接口方案當然就不可同日而語。

綜上，我們可以看出單純依靠CPU核心主頻的設計思想已經落伍，一個現(xiàn)代的高性能處理系統(tǒng)必然是硬件多核架構，在多個子系統(tǒng)上表現(xiàn)均衡才能在實際使用中有優(yōu)良的性能表現(xiàn)。

海思的K3 Hi3611 SOC處理器的設計如同一個微縮PC，有獨立的符合微軟DD/DS標準的顯卡、聲卡、視頻加速器、磁盤控制器，完全是一個單片的PC架構，K3是當今業(yè)界唯一用硬件實現(xiàn)了這些部件的方案；比較而言，其它一些單純依靠CPU軟件強行計算的系統(tǒng)，就好像一個安裝了高性能CPU的機器搭配上了原始的VESA顯卡+ISA接口原始硬盤一樣，系統(tǒng)的綜合性能表現(xiàn)不會好。因此，多核時代的到來，我們看智能手機處理器的性能不能再簡單的看標稱主頻，而必須懂得一個先進的并行處理多核架構設計才是王道。

另一個有趣的話題是關于ARM9和ARM11內核的，通常的理解總是數(shù)字新的東西代表高性能，可是在這個話題上卻不盡然。仍然和PC CPU類似，了解Intel CPU發(fā)展的人應該都知道，Intel在相當長的一段時間里沒有對處理器架構做實質性的變化，所做的唯一工作就是想方設法把主頻提上去，直截了當?shù)恼f就如Pentium4就是把處理器流水線由14級增加到21級，這樣做幾乎只有一個好處就是使頻率可以繼續(xù)往上提升，而ARM11相對于ARM9來講也是很類似的，把流水線從5級提升到8級。長流水線非常大的一個問題是在程序的分支預測錯誤的情況下，流水停頓造成的性能損失非常嚴重。而我們日常使用的應用、游戲等等均屬于商業(yè)應用結構，其轉移的taken和untaken比例統(tǒng)計結果是一半一半，即幾乎無法用轉移預測等技術去抵消長流水帶來的性能損失。這就是為什么高主頻的Pentium4在大多數(shù)商業(yè)應用場景下比較更低一些主頻的Pentium M，性能反而更差的真實原因。ARM11實際上面臨與Pentium4一樣的尷尬。下表是ARM9與ARM11在典型ACC解碼應用下的性能評估：

可以看到其實對于應用程序來說，ARM9的效率比ARM11高，簡單的推理如果ARM9可以提升到和ARM11接近的頻率的情況下，ARM11是沒有存在價值的。那么問題提出來了，缺省的ARM9最高頻率不過300MHz，真的有人可以把ARM9提升到那么高的頻率嗎？答案是肯定的，盡管確實很難，但真正有實力的廠商可以做到，比如華為海思這樣的大公司，早已規(guī)模量產400MHz以上的ARM9處理器，海思的K3 Hi3611更有甚者，把ARM9的能力發(fā)揮到了全球極致，采用全定制的私有化設計，在量產460MHz版本后，更推出了533MHz的版本。海思不選擇ARM11而選擇開發(fā)超高頻ARM9是基于對自身能力的雄厚信心以及致力于向用戶提供最佳性能功耗組合產品的一貫理念的選擇。海思后續(xù)產品將會跳過ARM11直接采用真正全新先進架構的ARM Cortex內核。

綜上，我們可以得出高性能不會簡單的來自于高主頻，而高主頻卻意味著高功耗的結論。我們需要更多的關注架構設計的先進性，多核設計才是高性能低功耗的保障。希望以上內容能夠幫助手機消費者能夠明白手機處理器規(guī)格參數(shù)的真正含義，在選購手機的時候挑選到真正高性能的產品。