智能手机SoC的“大小核”，正面临新一轮的剧变

消费三易生活网 2023-03-29 09:02

最初的“大小核”CPU，曾经被视作笑话

早在2013年的第二季度，三星方面发布了一款名为Exynos 5410的芯片。事实上，这也业内首款定位旗舰的八核手机处理器方案。但这款“旗舰八核”SoC在当时口碑却并不算好，甚至在许多用户看来，Exynos5410的实际体验还不如高通同期推出的四核方案，也就是大名鼎鼎的骁龙800。

为什么会这样？关键就在于Exynos5410采用了初代的“大小核”CPU设计，其CPU部分是由四颗Cortex-A15和四颗Cortex-A7组成。其中Cortex-A15是ARM最早的“超大核”设计，虽然理论性能很高，但功耗也相当“爆炸”，而Cortex-A7作为最早的“能效核”，性能则又不太够用。

再加上三星在这款主控上使用了不成熟的CPU调度方案（要么只用大核、要么只能用小核，而且无法单独开启或关闭单个核心），就导致Exynos 5410根本无法发挥“八核同开”的性能。它要么处于四个Cortex-A15全开、功耗过高的状态，要么就只有四个Cortex-A7在工作、性能根本不够用。

相比之下，同期的高通骁龙600/800虽然只有四个CPU核心，但其四核架构源自“魔改”的Cortex-A8，在性能与功耗上反而平衡得更好，用户口碑更佳也就不奇怪了。

或许正是因为意识到了彼时自家“超大核”的不靠谱，ARM先是推出了基于Cortex-A9衍生的新“大核”Cortex-A12。此后他们还给Cortex-A12加上了“大小核”功能，使得其能够与Cortex-A7搭配组成异构多核设计，并将这个新的“大核”命名为Cortex-A17。

然而仅仅在几个月后，苹果的iPhone 5S发布，整个业界都被新的64位移动处理器转移了注意力。于是“末代32位大核”Cortex-A17也就草草收尾，仅留下了联发科MT6595T在魅族MX4上大放异彩的身影。

“大中小”的三丛集架构，如今已成为主流

当然，ARM并不没有忘记Cortex-A15在移动端遭遇的惨剧。所以在此后的很多年里，都没有再在手机上出现“超大核”CPU架构，即便是后来的Cortex-A73、Cortex-A76等，本质上都只能算是兼顾了能效比的“大核”。

直到2021年的骁龙888首发Cortex-X1、Cortex-A78、Cortex-A55的全新三从集架构，智能手机SoC中的CPU设计，才算是重新迎来了“超大核”。而“超大核”、“大核”、“小核”这样搭配，也很快在整个业界成为主流。

可能有的朋友这时候会说，不对呀，Cortex-X系列超大核至今都基本上只有顶级旗舰才能用上，怎么能够叫做“风行”呢？

其实如今在整个市场中，许多中端、中高端的智能手机SoC虽然没有用大到“真正的”超大核，但在它们的CPU大核里总会有一个核心比其他所有核心的主频更高，有时甚至这个核心还会有额外更大缓存配置。这就是典型用增强版的“大核”，在一定程度上来“模拟”超大核的做法。

这种做法会带来两个方面的好处，一是可以更好的控制成本、同时拉升芯片的峰值单核（跑分）性能，另一个就是它使得此类“非旗舰”平台也能适用于“三丛集CPU”的程序调度优化，因为这样一来，大家就相当于都有了“超大核、大核和小核”，开发者就不需要考虑旗舰与非旗舰机型之间的调度逻辑差异了。

手机多核设计再生变，新的调整或即将到来

但就在最近这一两年内，此事有可能会变得再次复杂起来。一方面，目前在骁龙8 Gen2上高通首创了“Cortex-X3、Cortex-A715、Cortex-A710、Cortex-A510v2”的四丛集架构，不仅混搭了两种不同设计的大核，而且将“超大核、大核、小核”的比例改为了1：4：3，首次降低了小核的占比。

并且相关爆料显示，下一代的骁龙8 Gen3或将完全转向纯64位架构，同时进一步将核心比例变更为“1：5：2”。也就是说，它的小核可能会只剩下2个、而大核则进一步增加。这就将会带来两个方面的改变，一是使得骁龙8 Gen3的多核性能相比目前的骁龙8 Gen2再次增加20%，其次就是促使开发者在应用适配方面进一步“放弃”小核，更积极的去使用那大核和超大核。

这还没完，日前有消息表明，到了2024年，高通方面或将时隔多年再次转向完全自研的CPU架构。届时的骁龙8 Gen4可能将使用“2*Phoenix I+6* Phoenix M”的CPU架构，也就是两颗自研超大核加上六颗自研大核，彻底的淘汰小核心。

那么这意味着什么？首先根据现有的爆料，骁龙8 Gen4目前的工程版本单核性能比骁龙8 Gen3提升了15%，多核性能更是暴涨40%。预期最终的量产版本性能极有可能还会更高。所以它或将意味着一次巨大的、飞跃式的体验进步，远远地将届时的“老旗舰机”全部甩在身后。

然而考虑到骁龙8 Gen4这样的CPU架构，我们还能得到其他的一些信息。那就是在高通的自研CPU架构中，无论“超大核”、还是“大核”都可能有着比ARM届时的“公版”架构，在能效比方面的表现优秀得多。因为若非如此，高通想必也不会完全在新的设计里舍弃“小核”。

但这样一来，一个新的问题也就凸显出来了。一方面，高通这几年连续削减“小核”的比重，势必会影响到部分开发者的优化思路。特别是对于大型手游来说，它们就有极大的概率会更积极的跑在“大核”、甚至是“超大核”上。

更不要说如果高通未来大范围转向自研架构，那么可以预想的是，他们的竞争对手为了与其一较高下，也有可能会推出“无小核”或者是小核数量较少、大核占比更高的SoC。

但从另一方面来看，显然不可能指望所有的移动端SoC都在CPU中淘汰“小核”，例如智能手表、智能音箱这样的功耗敏感型设备，或是对于那些入门级智能手机来说，它们届时极有可能还是不得不采用以小核心为主的CPU设计。

于是乎，可想而知的是，这种“旗舰”与“低端产品”之间的巨大CPU架构差异，势必会造成开发者和消费者的困扰。至于届时的情况会是新的“全大核”旗舰SoC得不到充分的优化，还是依然以“小核”为主打的设备成为这一轮性能升级的炮灰，暂时就不得而知了。

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