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3、四核处理器芯片架构解读

　　介绍了工艺，下面再讲一下架构，从前面表格可以知道，除了高通APQ8064采用自家Krait异步四核架构外，其他的几款处理器都是采用Cortex-A9四核架构，而这几款又以三星Exynos4412表现最优。因为三星Exynos4412工艺领先，主频也较高，达到了1.4GHz。那么三星Exynos4412的Cortex-A9同步架构与高通APQ8064的异步四核相比到底孰优孰劣呢？

Cortex-A9架构与Krait架构

　　高通方面介绍，其自家自主设计的Krait架构的管线深度为11线，而Cortex-A9的管线深度为8线，在计算能力方面，Cortex-A9架构每核心支持2.5DMIPS/MHz，而Krait架构的管线每核心则支持3.3DMIPS/MHz。从这点来看，高通APQ8064的Krait看起来确实比Cortex-A9强一些。

ASMP与SMP工作模式

　　（以双核为例，红色代表读取指令，灰色代表等待，绿色代表执行指令，白色代表空闲状态）

　　不过，还有个问题，就是高通的Krait采用的是异步四核架构，而三星Exynos4412处理器是原生同步四核。那么异步和同步又有什么区别呢？其实，异步和同步是多核处理器的工作方式。先来讲一下同步多处理器，英文为Synchronous Multi-Processors，缩写为SMP。高通的异步多处理器又称为Asynchronism Symmetric Multi-Processing，简称为ASMP。SMP的工作方式是指多处理器运行在同样的时钟频率，共享同样的缓存数据，协同工作。因此，在同步多处理器工作时，当一个指令完成之后，空闲的处理器就会自动寻找新的指令。ASMP则有点类似单兵作战，异步多处理器更类似于若干个独立工作的处理器，这些处理器能够运行不同频率，并且享有独立的缓存数据，关键的是它们的工作方式是采用轮流工作的模式。所谓的轮流工作就是在同一时间内，只有一个处理器能够接收新指令新任务，而其他的处理器则无论是否繁忙都只能等待，这就影响了效率，从而影响性能。

同步架构与异步架构功耗对比

　　除此之外，异步结构由于二级缓存不共享，在多线程下造成重复执行指令，性能空耗，这也是一大诟病。由此看来，高通近两代处理器代表被网友戏谑为“胶水双核”“胶水四核”，甚至还有“高频低能”等传言，似乎也不无道理。既然如此，那么高通为什么还是选择异步架构呢？真相只有一个，那就是考虑到了功耗。其实，前面已经有谈到，在处理器里，性能和功耗两者密不可分，如何权衡两者关系至关重要，尤其是在移动领域。

SiON/Poly-Si工艺与HKMG工艺功耗对比

　　前面我们也知道，高通APQ8064采用的是28 nm的SiON/Poly-Si旧工艺，尽管线宽只有28nm，但是工艺是老工艺，在功耗方面依然比较明显。因此，高通采用异步架构能够避免出现像同步架构多核心一直满载运行的情况，从而实现节省功耗的目的。不过，毕竟三星Exynos4412的32nm LP HKMG工艺在处理器领域是一个巨大飞跃，在性能和功耗均衡方面，无疑是一个更好的典范。根据三星提供的数据， HKMG相对于SiON/Poly-Si工艺在同样的延迟（即频率）下漏电最多可以降低到十分之一，而同样的漏电下频率最多可以提升40％。

4、四核处理器内存管理简述

　　前面主要讲的是芯片工艺、架构和处理器相关的东西，在这里顺便简单介绍一下内存方面的东西。

内存芯片

　　我们知道除了Tegra3之外，其他几款四核处理器都支持双通道LP DDR2，并且支持64位。而Tegra3只支持单通道LP DDR2，因此为了保证带宽，所以将频率提升到1066MHz。不过，频率的提升，能够提升性能，但是同样会牺牲掉功耗。当然，在国内平板产品代表中，大多数采用的都是DDR3内存，基本上表现相差也不大，这点从前面的安兔兔性能测试出的内存性能分数可以看到。

5、四核处理器GPU图形芯片浅析

　　最后，讲一下主控芯片中另外一个值得关注的部分——图形处理器。从前面表格数据来看，高通APQ8064的Adreno320图形处理器一枝独秀，运行频率不知，三角形达到200M/s，像素填充率为3200M/s，这个数据来自雷布斯米2发布会的PPT。其他方面，Tegra3的图形处理器是Gefore ULP，12核心，不过主要还是基于低功耗的设计，性能比Tegra2强一些，不过表现还并不全面，在浮点运算方面似乎处于劣势。再来看一下飞思卡尔i.MX6Quad的GC2000，核心是四核，相较于海思K3V2的16核GC4000明显要逊色一大截。不过，华为官方报出的数据，海思K3V2的GC4000浮点运算性能可以达到80Gflops，确实很夸张。不过GC2000和GC4000这两款GPU有个问题就是，目前采用的设备还比较少，因此游戏兼容性是一个不得不考虑的问题。

Mali-400 MP4图形处理器架构

　　还有一个就是三星Exynos4412的Mali-400 MP4处理器，整体表现也能够令人满意，不过在三角形输出率那块稍显弱势。这是因为Mali-400 MP4架构主要由一个顶点渲染器和四个像素渲染器构成，顶点渲染器负责三角形生成，像素渲染器负责像素生成。因此，实际上Mali-400 MP4中的“MP4”增加的是像素渲染器的数目。但是，我们也知道，步入四核时代，无论是CPU性能和GPU性能问题已经不大，因此在考虑性能之外还得考虑功耗。有数据显示，高通APQ8064的Adreno320图形处理器虽然很强，但是功耗却高达1W，该功耗是三星Mali-400 MP4所消耗功耗的五倍之多，这也是客观现实。至于性能方面，在前面安兔兔性能测试分数也可以看到，Mali-400 MP4的表现还是比较强悍的，实际表现与海思K3V2的GC4000很接近。

GPU性能影响因素众多

　　而对于图形处理器而言，除了通过三角形输出率、像素填充率和浮点运算能力来检验性能外，该处理器支持哪些3D渲染技术，支持多少特效，兼容性怎么样，实际渲染和贴图效果如何，这些都关系密切。下面，主要通过看一下这几款图形处理器的游戏实际贴图表现，来直观感受这几款图形处理器的特点。