一提到當前的旗艦手機處理器, 大家首先都會想到高通驍龍, 三星Exynos, 華為海思——不過, 如果你對相關 '行業內幕' 有所了解, 應該就會知道它們其實都是基於同一個 '源頭' : 英國的ARM (安謀) 公司開發的Cortex系列處理器方案.
具體來說, 大家喜聞樂見的驍龍845 CPU部分就是基於ARM Cortex-A75和A55架構 '改修' 而來, 上代的驍龍835 CPU本質上是ARM Cortex-A73的 '變體' ; 而華為麒麟960, 970等, 更是原封不動地買來了公版的ARM CPU和GPU設計, 就算是這三家中 '原創度' 最高的三星, 旗艦晶片Exynos 9810的大核心是自己原創的, 但是小核心也是ARM的公版Cortex-A55無誤……
當然, 對於消費者來說, 這種晶片廠和手機企業 '集體抱大腿' 的行為, 其實並不能算是壞事. 因為大家都基於相同的基礎架構, 使用相同的處理器指令集, 這當然就大大地簡化了新產品的開發流程, 也大大地簡化了軟體開發者進行適配的難度. 可以說, 正是得益於ARM在移動設備處理器的統治地位, 才使得我們每年都能有新設備可用, 整個手機業界才能心無旁騖地開發新技術, 新產品, '新旗艦' ~
明白了這個道理, 就不難理解當ARM於近日官宣 '下一代旗艦CPU' Cortex-A76的時候, 幾乎是吸引了全行業關注的理由了.
ARM說, 新核心性能秒殺老旗艦, 可是……
在ARM的官方宣傳資料裡, Cortex-A76被描述為一種 '完全從零打造的全新架構' , 它主打高性能體驗, 旨在取代近兩年的Cortex-A73, A75兩代大核心.
對於Cortex-A76的性能, ARM官方資料提供了對比數據: Cortex-A76相比於 '上上代' 的Cortex-A73, 整數性能提升了90%, 浮點性能提升了150%, 而綜合起來的性能增幅也有80%. 如果是和上一代的Cortex-A75相比, 那麼綜合性能提升幅度也高達35%.
同時, ARM還說, 由於指令集層面上的改進, Cortex-A76運行 '機器學習應用' 時的性能最高可以提升400%, 而在能效比上, 新架構也有著高達40%的改進……
是不是覺得 '很好很強大' , 別急, 讓我們來做個簡單的算術:
在ARM的官方對比資料中, 最新款的Cortex-A76測試平台使用了目前尚未量產的7nm製程, 運行在3GHz頻率下; 而慘遭秒殺的 '前前代' Cortex-A73則是基於現有的10nm製程, 主頻僅有2.45GHz, 同樣被拿來對比的Cortex-A75主頻也是只跑到了2.8GHz——換言之, 所謂 '80%的性能提升' , 其實並非同頻率下測得, 並不能完全反應架構革新帶來的執行效率增加.
因此, 假設官方資料中的Cortex-A73性能指標為100 (參考值) , 則可以算出, 在相同頻率下, 全新的A76架構同頻性能相比兩代之前的A73, 實際的提升程度是(180/3)/ (100/2.45)-100%=47.02%; 而如果和當下的A75架構相比, 則實際同頻性能提升則僅有 (180/3)/(145/2.8)-100%=15.9%……一言以蔽之: 只考慮架構上的改變的話, 全新的Cortex-A76其實並沒有比現有的Cortex-A75強很多.
主頻提升換來的性能漲幅, 其實不怎麼靠譜
有的朋友看到這裡, 可能已經在思考著明年是否有必要換新機了. 不過, 當然也會朋友提出: 沒錯, 照這樣算, 新架構的效能提升是不大, 可是它頻率高了不少啊! 即使IPC (每時鐘周期性能) 不怎麼增長, 但直接提高主頻, 難道不是會帶來更高的最終性能麼?
筆者承認, 同頻性能不提升的情況下, 直接拉升新處理器的主頻, 的確也是一種行之有效的性能提升辦法. 這方面典型的例子就是台式電腦上的英特爾酷睿i7 7700K與6700K之間的提升——英特爾自家都承認, 7700K的同頻性能相比6700K完全沒變化. 但是靠著高了10%的主頻, 7700K的實際性能就是比6700K高了10%.
但是請注意, 那是在台式PC上的情況——在台式PC上, CPU的功耗, 散熱調節都十分寬裕, 完全可以一直維持在設計的最高頻率上. 可是手機, 或者說移動計算平台的情況與台式PC是完全不同的.
在手機上, 不管是多 '旗艦' 的SoC晶片, 其在工作的絕大部分時間裡都根本達不到標稱的最高主頻——2.8GHz的驍龍845, 即便是在運行3DMARK這樣的高負載跑分軟體時, 最高也只有2.3GHz的主頻記錄. 更不要說3GHz的 'Cortex-A76' 了——就算用上了7nm製程, 其真正在手機裡, 也絕不可能一直運行在3GHz下. 換句話說, 當這種性能 '打折扣' 的時候, 它的實際體驗會不會比前代旗艦們有明顯的差異, 其實就很難說了.
或許, ARM從一開始就 '另有打算'
如果說, ARM Cortex-A76架構 '藉助' 高頻率實現的性能提升, 在實際的手機產品上或許並不會帶來明顯的消費者感受改善的話, 那是否意味著ARM '吹牛' 過度了呢?
可以這麼說, 但也存在著另外一種情況: 如果, Cortex-A76的假想消費級平台並不只是手機呢? 如果ARM一開始就打算將它用在筆記本, 甚至是台式PC裡, 那麼在充足的供電和散熱加持下, 八核心3GHz的全新旗艦, 就真的能夠長時間 '火力全開' , 發揮自己的全部性能了.
'非常巧' 的是, 就在ARM官宣Cortex-A76架構的同一天, 有外媒曝光了高通全新的驍龍1000系列處理器——它的設計功耗高達6.5W, 和英特爾的酷睿m系列相當, 最重要的是, 它的確就是專門針對未來筆記本平台打造的全新產品線.
考慮到ARM處理器原本就相比x86架構有著更高的能效比, 因此從理論上來說, 同為6.5W功耗, 高通驍龍1000的性能有望超過英特爾最低端的酷睿產品線, 帶來更好的超輕薄筆記本體驗. 同時, 如果活用 '降頻省電' 的做法, 它也不是不可能被塞進手機, 做出類似當今任天堂Switch遊戲機那樣的 '二合一' 形態產品.
在手機裡降頻降耗, 足以撐起旗艦機所需的性能等級, 而插入相應的底座之後, '火力全開' 化身為PC級的計算中心——或許, 這才是ARM此次Cortex-A76架構的真正意義和商業價值所在.
