智能手机“核战争”正迅速走向终结？

　　这台手机是几核的?半年前，如果你在电器城柜台里相中了某款手机，这句寒暄十有八九是你的标准开场白。业内人士把这种现象形象的称为“核战争”——一款手机的处理器“核心”越多，它在残酷商战中胜算也就越大。

　　然而，在短短半年后的今天，情况却发生了急剧变化——ARM计划推出更节能而不是更多核心的CortexA12架构;英特尔、高通、NV下一代手机处理器核心数量停留在4个;苹果和摩托罗拉坚持双核设计，并引入额外协处理器概念。一切迹象都表明，不单消费者，厂商们也厌倦了CPU里面的数字游戏。看似喧嚣的“核战争”正迅速走向终结。

　　几个月前，“四核”、“八核”CPU还是各大手机厂商广告词里的重要卖点，为何在一夜之间，厂商们纷纷对它避之不及?

　　用高通公司在一份文档中提出的话来说，“因为在移动终端的功率和热能限制内，通过简单叠加CPU来应对日渐增多的计算需求，带来的回报将越来越少。”翻译过来就是：再往上加CPU，太热，太贵，太耗电，而且提升太小了。

　　功耗壁垒

　　按照《2013年手机处理器指南》中的计算，频率1.5GHz、使用TSMC28LP工艺的高通骁龙APQ8064四核处理器，单个核心的功耗大约是700mW，四个核心功耗加起来超过2.5W，这个数字已经接近一台4英寸手机在通常条件下的热量散发能力极限。

　　高通新一代骁龙800处理器使用了更先进、漏电更小的TSMC28HPM工艺，但频率也提升到了2.3GHz。在满负荷工作时，单个核心功耗几乎不可能低于APQ8064，已经有诸多测试证明了这一点。在功耗问题得不到解决的情况下，如果继续增加处理器核心数量(例如推出“八核骁龙800”)，手机的续航会陷入悲惨的境地。

　　即使你不在乎续航时间，散热问题也会成为拦路虎——一台手机内部的热对流环境是恒定的，它在单位时间内能够散发出的热量也是有限的，如果处理器的发热超过这个上限，结果就是处理器温度飙升至阀值，频率自动降低，最终用户体验得不到任何提升。

　　半导体行业从业人员把这种情况形象的称为“不可逾越之墙”。“在半导体工艺既定、功耗指标被限死的前提下，我们能实现的单一集成电路规模是有限的，不可能无限放大。”“你要不惜代价往上冲，就会一头撞到天花板，掉进深渊，再也爬不起来”，一名前IBM半导体实验室材料研究员如此对我们说道。性能存疑

　　另一方面，即使不惜代价强行设计出核心更多的移动处理器，其性能是否能获得同样的提升，也要打一个很大的问号。

　　高通公司副总裁沈劲表示，智能机处理器竞争很激烈，也很复杂，但移动处理器提升性不能通过“简单地多加几个核”来实现。沈劲强调，移动处理器不只有CPU一个部件，CPU起到的作用在整个移动处理器中最多占15%-20%，更多任务由GPU、DSP等其它专用引擎分别完成。很多和用户体验直接相关的如网页浏览、导航、游戏等都是由GPU的性能决定。

　　高通在本月初放出了一组颇具说服力的统计数字：高通实验室专门统计了中国市场下载量排行前20的App，结果发现其中85%以上App运行时只调用了两颗CPU内核，在最常见的10个App中只有一款App用到了第三个CPU核，而且只使用了4%。其他的九个App只用到两个CPU核。把四核全部用上的App一个都没有。

　　相反，这些应用对处理器的GPU、DSP却提出了一定的需求，如UI渲染会用到GPU，照片滤镜则会用到ISP，传感器使用SSP来计算......高通由此得出结论：简单叠加CPU核数只会造成资源浪费，而无法带来用户体验的提升。

　　虽然高通这份调查硬件平台仅涉及自家的骁龙处理器，但依然可以代表当前主流移动处理器的普遍情况——大家指令集都是兼容的，不管是CortexA7、A9还是A15，CPU核心数量大于4，对于现有的安卓App而言意义均不大。

　　出路在哪里?

　　很明显，从2007年至今，手机、平板等移动设备处理器发展模式实际上沿用了PC时代硬件更迭升级的固有思维方式——追求参数指标上的更高、更快、更强，而从业人员们忽视，或者说故意无视了一个重要问题——PC硬件大部分没有移动需求，它们的能耗上限可以放得很宽，最顶级的PC处理器和显卡几乎不怎么关心功耗。

　　如果移动处理器一味延续PC的发展思路，最终将付出惨重代价——你能接受一台处理器有16个核心，但电池只能用半天的“旗舰”手机吗?既然继续叠加核心数量是死路一条，那么移动处理器的发展出路在哪里?实际上，已经有聪明的厂商给出了答案，那就是异构计算。在半导体工艺进步速度有限的情况下，异构计算是解决问题的关键。

　　异构计算指将不对称的任务分配给不对称的处理单元完成，简单的理解，就是“把工作交给最合适的人”。移动处理器内涵CPU、GPU、DSP、传感器核心、通信模块等多个部件，工作起来更像是一个大型的‘交响乐团’，而非CPU自己一人独唱或者独奏。依照数据类型的不同，将任务灵活的分配给不同的配件进行处理器，实现效率和性能的最大化，就是异构处理的精髓所在。

　　以高通骁龙600处理器为例，它除了包含“Krait”CPU，还内建了“Adreno”显示芯片、“Hexagon”DSP、摄像头/视频/传感器核心、“Atheros”WiFi芯片、“Gobi”调制解调器等部件，如果开发得当，你可以为每个部件都找到一份合适的工作。例如，诺基亚Lumia1020的4100万像素摄像头照片数据后处理器，就是在骁龙处理器的“Hexagon”DSP上完成的。

　　异构处理如今已经成为业界公认的未来手机处理器架构发展方向。摩托罗拉MotoX算是第一个吃螃蟹的人。作为一款2013年第三季度才问世的手机，MotoX“仅”搭载了高通骁龙S4双核处理器，但它拥有摩托罗拉自行研发的两个关键部件——它们被称为“自然语言处理器”和“语境计算处理器”。

　　这两个协处理器为摩托罗拉自行研发设计，应用了摩托罗拉过去在DSP开发上的不少经验，它们没办法处理所有的数据，但在完成专门工作的时候，它们的功耗远低于普通ARM核心。也正是因为这两个协处理器的存在，MotoX实现了无接触控制、快速拍照、免触控验证、超长续航时间等附加功能。

　　苹果近期发布的iPhone5s也选择了异构处理的模式。除了64位的A7双核处理器，iPhone5s还搭载了专门的M7协处理器，负责处理处理器来自加速感应器、陀螺仪和指南针的运动数据。

　　在iPhone5身上，传感器数据是由主处理器完成处理器的，这就带来一个问题：一些App需要持续使用传感器(如Nike+)，为了处理它产生的数据，iPhone5的A6主处理器需要时刻开启。

　　而到了iPhone5s时代，M7协处理器接过了主处理器的班，负责处理传感器数据，M7只为“处理传感器数据”这一种工作优化，功耗极低，可以有效减少A7主处理器的开启时间，提升手机续航性能。

　　“如果视硬件比拼为智能手机竞争的1.0时代，代表产品价值和用户体验革新的智能手机2.0时代正在到来。”一位移动处理器半导体行业从业人员在接受采访时这么说道。“你所问的处理器‘核战争’，我们其实已经不太关心，那是上个时代的竞争模式了”，这位负责人略微不屑的说道。

智能手机“核战争”正迅速走向终结?