一提到当前的旗舰手机处理器, 大家首先都会想到高通骁龙, 三星Exynos, 华为海思——不过, 如果你对相关 '行业内幕' 有所了解, 应该就会知道它们其实都是基于同一个 '源头' : 英国的ARM (安谋) 公司开发的Cortex系列处理器方案.
具体来说, 大家喜闻乐见的骁龙845 CPU部分就是基于ARM Cortex-A75和A55架构 '改修' 而来, 上代的骁龙835 CPU本质上是ARM Cortex-A73的 '变体' ; 而华为麒麟960, 970等, 更是原封不动地买来了公版的ARM CPU和GPU设计, 就算是这三家中 '原创度' 最高的三星, 旗舰芯片Exynos 9810的大核心是自己原创的, 但是小核心也是ARM的公版Cortex-A55无误……
当然, 对于消费者来说, 这种芯片厂和手机企业 '集体抱大腿' 的行为, 其实并不能算是坏事. 因为大家都基于相同的基础架构, 使用相同的处理器指令集, 这当然就大大地简化了新产品的开发流程, 也大大地简化了软件开发者进行适配的难度. 可以说, 正是得益于ARM在移动设备处理器的统治地位, 才使得我们每年都能有新设备可用, 整个手机业界才能心无旁骛地开发新技术, 新产品, '新旗舰' ~
明白了这个道理, 就不难理解当ARM于近日官宣 '下一代旗舰CPU' Cortex-A76的时候, 几乎是吸引了全行业关注的理由了.
ARM说, 新核心性能秒杀老旗舰, 可是……
在ARM的官方宣传资料里, Cortex-A76被描述为一种 '完全从零打造的全新架构' , 它主打高性能体验, 旨在取代近两年的Cortex-A73, A75两代大核心.
对于Cortex-A76的性能, ARM官方资料提供了对比数据: Cortex-A76相比于 '上上代' 的Cortex-A73, 整数性能提升了90%, 浮点性能提升了150%, 而综合起来的性能增幅也有80%. 如果是和上一代的Cortex-A75相比, 那么综合性能提升幅度也高达35%.
同时, ARM还说, 由于指令集层面上的改进, Cortex-A76运行 '机器学习应用' 时的性能最高可以提升400%, 而在能效比上, 新架构也有着高达40%的改进……
是不是觉得 '很好很强大' , 别急, 让我们来做个简单的算术:
在ARM的官方对比资料中, 最新款的Cortex-A76测试平台使用了目前尚未量产的7nm制程, 运行在3GHz频率下; 而惨遭秒杀的 '前前代' Cortex-A73则是基于现有的10nm制程, 主频仅有2.45GHz, 同样被拿来对比的Cortex-A75主频也是只跑到了2.8GHz——换言之, 所谓 '80%的性能提升' , 其实并非同频率下测得, 并不能完全反应架构革新带来的执行效率增加.
因此, 假设官方资料中的Cortex-A73性能指标为100 (参考值) , 则可以算出, 在相同频率下, 全新的A76架构同频性能相比两代之前的A73, 实际的提升程度是(180/3)/ (100/2.45)-100%=47.02%; 而如果和当下的A75架构相比, 则实际同频性能提升则仅有 (180/3)/(145/2.8)-100%=15.9%……一言以蔽之: 只考虑架构上的改变的话, 全新的Cortex-A76其实并没有比现有的Cortex-A75强很多.
主频提升换来的性能涨幅, 其实不怎么靠谱
有的朋友看到这里, 可能已经在思考着明年是否有必要换新机了. 不过, 当然也会朋友提出: 没错, 照这样算, 新架构的效能提升是不大, 可是它频率高了不少啊! 即使IPC (每时钟周期性能) 不怎么增长, 但直接提高主频, 难道不是会带来更高的最终性能么?
笔者承认, 同频性能不提升的情况下, 直接拉升新处理器的主频, 的确也是一种行之有效的性能提升办法. 这方面典型的例子就是台式电脑上的英特尔酷睿i7 7700K与6700K之间的提升——英特尔自家都承认, 7700K的同频性能相比6700K完全没变化. 但是靠着高了10%的主频, 7700K的实际性能就是比6700K高了10%.
但是请注意, 那是在台式PC上的情况——在台式PC上, CPU的功耗, 散热调节都十分宽裕, 完全可以一直维持在设计的最高频率上. 可是手机, 或者说移动计算平台的情况与台式PC是完全不同的.
在手机上, 不管是多 '旗舰' 的SoC芯片, 其在工作的绝大部分时间里都根本达不到标称的最高主频——2.8GHz的骁龙845, 即便是在运行3DMARK这样的高负载跑分软件时, 最高也只有2.3GHz的主频记录. 更不要说3GHz的 'Cortex-A76' 了——就算用上了7nm制程, 其真正在手机里, 也绝不可能一直运行在3GHz下. 换句话说, 当这种性能 '打折扣' 的时候, 它的实际体验会不会比前代旗舰们有明显的差异, 其实就很难说了.
或许, ARM从一开始就 '另有打算'
如果说, ARM Cortex-A76架构 '借助' 高频率实现的性能提升, 在实际的手机产品上或许并不会带来明显的消费者感受改善的话, 那是否意味着ARM '吹牛' 过度了呢?
可以这么说, 但也存在着另外一种情况: 如果, Cortex-A76的假想消费级平台并不只是手机呢? 如果ARM一开始就打算将它用在笔记本, 甚至是台式PC里, 那么在充足的供电和散热加持下, 八核心3GHz的全新旗舰, 就真的能够长时间 '火力全开' , 发挥自己的全部性能了.
'非常巧' 的是, 就在ARM官宣Cortex-A76架构的同一天, 有外媒曝光了高通全新的骁龙1000系列处理器——它的设计功耗高达6.5W, 和英特尔的酷睿m系列相当, 最重要的是, 它的确就是专门针对未来笔记本平台打造的全新产品线.
考虑到ARM处理器原本就相比x86架构有着更高的能效比, 因此从理论上来说, 同为6.5W功耗, 高通骁龙1000的性能有望超过英特尔最低端的酷睿产品线, 带来更好的超轻薄笔记本体验. 同时, 如果活用 '降频省电' 的做法, 它也不是不可能被塞进手机, 做出类似当今任天堂Switch游戏机那样的 '二合一' 形态产品.
在手机里降频降耗, 足以撑起旗舰机所需的性能等级, 而插入相应的底座之后, '火力全开' 化身为PC级的计算中心——或许, 这才是ARM此次Cortex-A76架构的真正意义和商业价值所在.
