智能手機“核戰爭”正迅速走向終結？

　　這臺手機是幾核的?半年前，如果你在電器城柜臺里相中了某款手機，這句寒暄十有八九是你的標準開場白。業內人士把這種現象形象的稱為“核戰爭”——一款手機的處理器“核心”越多，它在殘酷商戰中勝算也就越大。

　　然而，在短短半年后的今天，情況卻發生了急劇變化——ARM計劃推出更節能而不是更多核心的CortexA12架構;英特爾、高通、NV下一代手機處理器核心數量停留在4個;蘋果和摩托羅拉堅持雙核設計，并引入額外協處理器概念。一切跡象都表明，不單消費者，廠商們也厭倦了CPU里面的數字游戲。看似喧囂的“核戰爭”正迅速走向終結。

　　幾個月前，“四核”、“八核”CPU還是各大手機廠商廣告詞里的重要賣點，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，“因為在移動終端的功率和熱能限制內，通過簡單疊加CPU來應對日漸增多的計算需求，帶來的回報將越來越少。”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年手機處理器指南》中的計算，頻率1.5GHz、使用TSMC28LP工藝的高通驍龍APQ8064四核處理器，單個核心的功耗大約是700mW，四個核心功耗加起來超過2.5W，這個數字已經接近一臺4英寸手機在通常條件下的熱量散發能力極限。

　　高通新一代驍龍800處理器使用了更先進、漏電更小的TSMC28HPM工藝，但頻率也提升到了2.3GHz。在滿負荷工作時，單個核心功耗幾乎不可能低于APQ8064，已經有諸多測試證明了這一點。在功耗問題得不到解決的情況下，如果繼續增加處理器核心數量(例如推出“八核驍龍800”)，手機的續航會陷入悲慘的境地。

　　即使你不在乎續航時間，散熱問題也會成為攔路虎——一臺手機內部的熱對流環境是恒定的，它在單位時間內能夠散發出的熱量也是有限的，如果處理器的發熱超過這個上限，結果就是處理器溫度飆升至閥值，頻率自動降低，最終用戶體驗得不到任何提升。

　　半導體行業從業人員把這種情況形象的稱為“不可逾越之墻”。“在半導體工藝既定、功耗指標被限死的前提下，我們能實現的單一集成電路規模是有限的，不可能無限放大。”“你要不惜代價往上沖，就會一頭撞到天花板，掉進深淵，再也爬不起來”，一名前IBM半導體實驗室材料研究員如此對我們說道。性能存疑

　　另一方面，即使不惜代價強行設計出核心更多的移動處理器，其性能是否能獲得同樣的提升，也要打一個很大的問號。

　　高通公司副總裁沈勁表示，智能機處理器競爭很激烈，也很復雜，但移動處理器提升性不能通過“簡單地多加幾個核”來實現。沈勁強調，移動處理器不只有CPU一個部件，CPU起到的作用在整個移動處理器中最多占15%-20%，更多任務由GPU、DSP等其它專用引擎分別完成。很多和用戶體驗直接相關的如網頁瀏覽、導航、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計數字：高通實驗室專門統計了中國市場下載量排行前20的App，結果發現其中85%以上App運行時只調用了兩顆CPU內核，在最常見的10個App中只有一款App用到了第三個CPU核，而且只使用了4%。其他的九個App只用到兩個CPU核。把四核全部用上的App一個都沒有。

　　相反，這些應用對處理器的GPU、DSP卻提出了一定的需求，如UI渲染會用到GPU，照片濾鏡則會用到ISP，傳感器使用SSP來計算......高通由此得出結論：簡單疊加CPU核數只會造成資源浪費，而無法帶來用戶體驗的提升。

　　雖然高通這份調查硬件平臺僅涉及自家的驍龍處理器，但依然可以代表當前主流移動處理器的普遍情況——大家指令集都是兼容的，不管是CortexA7、A9還是A15，CPU核心數量大于4，對于現有的安卓App而言意義均不大。

　　出路在哪里?

　　很明顯，從2007年至今，手機、平板等移動設備處理器發展模式實際上沿用了PC時代硬件更迭升級的固有思維方式——追求參數指標上的更高、更快、更強，而從業人員們忽視，或者說故意無視了一個重要問題——PC硬件大部分沒有移動需求，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心功耗。

　　如果移動處理器一味延續PC的發展思路，最終將付出慘重代價——你能接受一臺處理器有16個核心，但電池只能用半天的“旗艦”手機嗎?既然繼續疊加核心數量是死路一條，那么移動處理器的發展出路在哪里?實際上，已經有聰明的廠商給出了答案，那就是異構計算。在半導體工藝進步速度有限的情況下，異構計算是解決問題的關鍵。

　　異構計算指將不對稱的任務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”。移動處理器內涵CPU、GPU、DSP、傳感器核心、通信模塊等多個部件，工作起來更像是一個大型的‘交響樂團’，而非CPU自己一人獨唱或者獨奏。依照數據類型的不同，將任務靈活的分配給不同的配件進行處理器，實現效率和性能的最大化，就是異構處理的精髓所在。

　　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”調制解調器等部件，如果開發得當，你可以為每個部件都找到一份合適的工作。例如，諾基亞Lumia1020的4100萬像素攝像頭照片數據后處理器，就是在驍龍處理器的“Hexagon”DSP上完成的。

　　異構處理如今已經成為業界公認的未來手機處理器架構發展方向。摩托羅拉MotoX算是第一個吃螃蟹的人。作為一款2013年第三季度才問世的手機，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的兩個關鍵部件——它們被稱為“自然語言處理器”和“語境計算處理器”。

　　這兩個協處理器為摩托羅拉自行研發設計，應用了摩托羅拉過去在DSP開發上的不少經驗，它們沒辦法處理所有的數據，但在完成專門工作的時候，它們的功耗遠低于普通ARM核心。也正是因為這兩個協處理器的存在，MotoX實現了無接觸控制、快速拍照、免觸控驗證、超長續航時間等附加功能。

　　蘋果近期發布的iPhone5s也選擇了異構處理的模式。除了64位的A7雙核處理器，iPhone5s還搭載了專門的M7協處理器，負責處理處理器來自加速感應器、陀螺儀和指南針的運動數據。

　　在iPhone5身上，傳感器數據是由主處理器完成處理器的，這就帶來一個問題：一些App需要持續使用傳感器(如Nike+)，為了處理它產生的數據，iPhone5的A6主處理器需要時刻開啟。

　　而到了iPhone5s時代，M7協處理器接過了主處理器的班，負責處理傳感器數據，M7只為“處理傳感器數據”這一種工作優化，功耗極低，可以有效減少A7主處理器的開啟時間，提升手機續航性能。

　　“如果視硬件比拼為智能手機競爭的1.0時代，代表產品價值和用戶體驗革新的智能手機2.0時代正在到來。”一位移動處理器半導體行業從業人員在接受采訪時這么說道。“你所問的處理器‘核戰爭’，我們其實已經不太關心，那是上個時代的競爭模式了”，這位負責人略微不屑的說道。

智能手機“核戰爭”正迅速走向終結?