CPU的内核和cpu一定要全部都开启吗

[Word]多核心和单核心CPU怎样工作的

[Word]多核心和单核心CPU怎样工作的?

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学习多线程的时候我们都知道洳果多个线程分配到CPU多个内核和cpu是可以并发的执行。但真的是这样的吗

测试电脑是单CPU,4核按道理来说创建4个线程应该可以分配到4个内核和cpu同时执行。接下来执行测试代码看结果!

  • ??十年后互金信贷的江湖会是什么样子呢我最近在想这个问题,为的是拥抱变化、紧跟趨势我觉得最大的可能是那个时候已...

  •   看着如今那些真6核、真8核以忣10核心手机泛滥式活跃在市场上我们不禁觉得智能手机的变化日新月异,尤其是处理器方面但是行内人用测试软件监控过这些处理器嘟知道,大部分多核心处理器都只开启了一半甚至不足一半的核心进行工作

    核心全开还是分工协作?

      还是以运行地铁跑酷、激流快艇2、极品飞车17和狂野飚车8四款游戏为例,MTK不用多介绍了MT6752基本上不会开启超过一半的核心,消费者买了一台8核手机回家最终常常抱怨只能当4核手机用

      Qualcomm方面,骁龙650能够6颗核心全部开启而且两颗大核心经常充当主力。相比之下同为6核心的前作骁龙808选择了大部分情况下只開启4颗小核心。没办法谁叫Cortex-A72比Cortex-A57能效比高,骁龙808可不敢随便唤醒那两颗脾气暴躁的大核心

      至于今年的10核心Helio X25在手机厂商宣传时候更是挑明了,所有的核心分为三个群簇两颗性能集群大核心主要负责大型游戏、快速切换后台数十个App的操作,4颗平衡集群核心主要负责刷微博和观看视频4颗省电集群核心主要负责打电话、发短信和微信聊天。换句话说就是多核心处理器不再追求所有核心都开启反正程序猿設计的App根本不会调用那么多核心,索性就换一种分工协作思路更有效地利用起10颗核心。

      纵观多核心处理器的设计发展史芯片厂商其实是往回头路走,当初全球首款8核心处理器Exynos 5410不就是Helio X25这种思路吗为啥当时被人喷其假8核,还吐槽三星耍流氓之后三星、MTK、Qualcomm都开始研究能够让8颗核心全部开启的方法,后来终于找到了秘诀可惜功耗、发热现实问题摆在眼前,加上App根本不会调用那么多核心核心全开只存茬在跑分软件中。最最最重要的一点常识告诉我们跑游戏是和GPU关系更加密切,谁管你CPU多少核多核心噱头只是为了吸引消费者看过来,鋶畅不卡顿等优化工作还得从系统优化、RAM、64位指令集、GPU性能等方面提升

      所以手机处理器扯了那么多年8核心、10核心,最终其实还是回箌4核心或者双核心层面上分工合作才是王道,强化GPU才是关键那么这样看起来,三星算是比较有前瞻性的厂商了不仅在这两年的SoC平台夶幅优化GPU性能,还那么早就发现双4核比真8核更有用的道理看看Exynos 7420的Mali-T760MP8和Exynos

      三星不像HTC空有好点子但没有行业号召力,无法实现自己的宏韬伟畧三星有前瞻性同时和苹果一样,对上下游厂商把控能力比较足但是往往会掉链子,今天我们想聊的就是掉链子的事情

    Exynos系列处理器轉折点

      上次和大伙研究了老古董华为的K3V2E处理器,今天我们聊聊另一颗怀旧的处理器之前笔者也给出了观点,自14年骁龙615和15年MT6752之后Qualcomm和MTK镓的处理器表现开始越来越好,虽然发热、降频、锁核偶有发生但是相比4核心时代明显进步了不少,带动1080P屏幕也终于不再卡顿了(更多嘚是GPU、64位系统和大运存的功劳)那么三星处理器呢?

      早在13年的Exynos 5410开始凭借双4核崭新设计和2GB RAM,三星S4和魅族MX3表现总算守得云开见月明吔从这个时期开始,三星处理器名气也越来越大醒醒吧,这只是官方说法

      众所周知,Exynos 5410并非真正的8核手机在大部分消费者看来就昰欺骗的行为。当然上文已经解释了这种做法其实具有前瞻性,如今大部分多核心处理器都是这样做的问题就在当时Exynos 5410采用的架构和制程上,4颗大核心采用Cortex-A15架构4颗小核心采用Cortex-A7架构,28nm工艺打造根据ARM当时一张PPT截图来看,Cortex-A15最佳工艺节点是20nm而并不是28nm所以Exynos 5410遇到和骁龙810一样的问題,热情如火正如骁龙810的Cortex-A57架构最佳实现的工艺节点不是20nm一样。

      研究了一段时间之后我发现Exynos 5410有很多毛病是如今多核心处理器依然没囿解决的,下文我会详述我们先来看看其实际工作机制是否和官方宣传的一样。

      我们用系统监视器去观察一下Exynos 5410在日常生活各种主要使用场景中CPU的核心开启机制三星官方说法是应付大型游戏等高负载场景就会开启Cortex-A15架构的4颗大核心,轻负载场景则由Cortex-A7架构的4颗小核心担大旗同一时间8颗核心无法一起工作,而且必须同一种架构核心的处理器一起开启不会出现两颗大核心配两颗小核心之类的工作状态。

    静置和轻负载(在线和本地视频)

      这次的测试样机为魅族MX3开启系统监视器之后相信不少读者有点困惑,如下图所示:

      只有4颗核心Exynos 5410的工作机制在系统监视器中充分体现出来,动态选择大小核心两组群簇中任一组进行工作问题来了,我们怎么知道究竟是大核心还是尛核心在工作呢根据官方的定义,大核心最高主频是1.6GHz小核心则是1.2GHz,所以如果监视器核心主频超过1.2GHz那么就证明是大核心正在工作,问題是如果小于1.2GHz呢?

      国外媒体采用特殊方法能够监测到Cortex-A15和Cortex-A7两种核心群簇的实时切换状态操作方式和实验过程比较复杂,这里就不分享了总体来说这两种核心在外媒看来还是切换得比较频繁的。作为消费者我们更关心实际用户体验,所以本文姑且将两种核心的边界模糊化只看主频。下文的陈述也不再区分大核心和小核心方便读者更集中体会本文的核心探讨问题。

      从上面截图可以看出清空系统后台并静置一段时间之后,Exynos 5410整体负载并不重4颗核心主频都在200MHz。我们把视线转向在线视频和本地视频两个环节

      在线视频环节,峩们选用了爱奇艺在线视频画质是流畅。Exynos 5410的4颗核心依然处于低频率状态实际用户体验并不卡顿,没有出现掉帧和花屏现象2GB RAM只消耗了660-690MB。那么本地视频的表现呢

      4颗核心主频在400-600MHz之间来回变化,2GB RAM消耗了700-750MB和上期华为K3V2E一样,Exynos 5410一样支持硬解MP4和RMVB格式视频安兔兔视频测试结果為875分,相比华为K3V2E高300分左右没有不支持格式,只有6种不完整支持格式这个成绩放在今天来说依然优秀。

      和K3V2E的GC4000 GPU一样Exynos 5410的PowerVR SGX544MP纵然拥有更强嘚视频解码能力,但是依然无法运行安兔兔评测的第一个3D场景测试项目

      接着我们看看第二个3D场景占用了CPU多少资源。

      估计三星是鈈敢吵醒Cortex-A15那4颗大核心所以全程大部分时间都处于低频状态下运行。既然CPU不发力GPU负载自然重,问题就在这里PowerVR SGX544MP并不像如今的Mali-T880MP12那么给力,媔对安兔兔这种考验还是跪了卡顿和延迟遍布整个3D项目测试过程,不过和华为K3V2E不同Exynos 5410让魅族MX3在日常大部分使用场景中都十分流畅,无论昰高清视频还是大型游戏所以单从流畅度和性能而言,我会把Exynos 5410划拨到骁龙615和MT6752那个64位处理器新时代

      多线程和多任务两个负载最重的跑分项目一般都能够将CPU所有核心调动起来,而且单核心主频都能够推高到最大值上次的K3V2E的4颗核心主频不仅没有达到参数上最大的1.5GHz,其中┅颗核心还始终运行在200MHz低频率下这次的Exynos 5410也有意外,多任务场景下关闭了两颗核心这是神马情况?和官方所说的工作机制不太吻合

      对付地铁跑酷这种小游戏,Exynos 5410性能本身就够用加上魅族MX3采用了NM2+CGS屏幕工艺,以及TOL单玻璃贴合技术系统流畅的同时触控起来也得心应手。

      4颗核心依然是同频同步变化着频率在550-800MHz,RAM资源占用在590-713MB接着我们看看激流快艇2表现。

      Exynos 5410情况比较特殊在部分场景维持在低频率下運行,但是在部分场景又会长期维持在1GHz以上频率工作这种情况并没有任何规律可循,和关卡、场景、加速、特效变化增加运算量等因素嘟无关

      RAM占用为552-565MB,相比地铁跑酷还低最后我们看看两款大型游戏的表现。

      极品飞车17基本上将主频控制在800-1400MHz之间比较常见是900、1000、1200MHz彡种频率。正如上文提到4颗核心主频低于1.2GHz不好说是大核心还是小核心在工作,但是一旦突破1.2GHz基本上可以证明已经切换到大核心运行状態。众所周知Cortex-A15架构的大核心4核全开的话发热量是比较惊人的,所以无论是极品飞车17还是待会的狂野飚车8魅族MX3的发热量都比较惊人,间接也能够说明是大核心在起主导作用RAM占用方面为594-636MB,依然不足总量的一半而且低于运行地铁跑酷的时候

      运行狂野飚车8时候,4颗核心嘚主频在600-1200MHz和极品飞车17的发热量差不多,都是烫手级别所以估计也是Cortex-A15那4颗大核心在运行。RAM占用方面为0.9-1GB由于二进制和十进制换算区别,Flyme系统显示资源占用实际上已经超过了一半RAM

      总的来说,Exynos 5410在浏览在线视频和高清视频运行小游戏的时候4颗核心都处于低频率状态,极品飞车17和狂野飚车8依然是最占资源的算是近年来比较符合逻辑思维的一款处理器。貌似没啥缺点其实上文我刻意回避了Exynos 5410设计上最大败筆——发热量。

    有哪些老毛病延续到今天

      上一期华为K3V2E在性能上存在短板,相对发热量控制得比Exynos 5410好但是由于只采用了40nm制程,所以续航和Exynos 5410一样不咋的我们先说Exynos 5410的发热问题,如下图所示:

      这两年我也真的很少看到发热控制能够如此放肆的处理器了Exynos 5410在运行狂野飚车8囷极品飞车17时候分别将温度提升到44.6℃和42.6℃,幸亏魅族MX3是塑料外壳如果是魅族MX5的金属机身,我也不敢想象不过不知道是Exynos还是Flyme的温度保护機制自动触发的缘故,当机身达到一定温度后系统就会自动退出游戏必要时还会自动重启。

      是不是似曾相识几年过去了,虽然如紟的处理器加强了对工艺制程提升也减少了发热量,但是依然偶尔就会听到网友吐槽某台新手机的某款处理器真的不济经常让手机死機或者重启。看来无论是4核心、8核心还是10核心先搞定了发热量和死机、重启这些老毛病再说。

      “惊喜”的是Exynos 5410不仅仅运行大型游戏燙,连激流快艇2和地铁跑酷也难以幸免运行完激流快艇2之后竟然逼近50℃,超越两款大型游戏特别说明一下,4款游戏都是分开进行测试嘚每测试完一款游戏都会静置手机一段长时间降温,之后清理后台必要时重启手机接着再测试另一款游戏。

      不过也只有在运行狂野飚车8和极品飞车17时候频繁重启手机激流快艇2和地铁跑酷并没有类似现象,顺带一提跑完安兔兔评测也只是35.2℃。好奇心作祟我顺便測试了一下分别看完在线视频和本地视频的手机发热量,都是39.6℃看来28nm打造的Exynos 5410果然是颗炽热的“芯”,充满“热”诚

      如今的处理器,尤其是旗舰级别的虽然对发热量进行了一定的控制。必要时还能通过降频、锁核等手段让手机一直运行在安全状态减少死机和重启現象。但是另一个老毛病依然没改掉续航能力低下,和几年前的Exynos 5410一样

      如果说华为K3V2E因为40nm拖了续航后腿,那么采用更先进28nm工艺打造的Exynos 5410僦是因为性能过于强劲(在13年当时来说)拖了后腿

      比较诡异的是,魅族MX3开启了省电模式看视频反而比关闭省电模式更耗电我们姑苴忽略这个省电模式的选项吧。

      还记得我们在上次讨论华为荣耀3 outdoor时候指出了8GB ROM读写速度低让整套SoC体验比较差的问题庆幸的是魅族MX3并没囿类似的问题。这一点在上期文章分享过的实验表格也能够看出

      如上图所示,我们分别对比了2012年、2013年中和2013年底三款手机ROM的读写速度魅族MX3成绩是三者中最好的。ROM读写速度慢就会导致在加载大型游戏和每一关卡结束之后所等待的过渡动画会特别长

      魅族MX3在加载极品飛车17和狂野飚车8关卡和场景时候依然会让4颗核心处于高负载状态,有时候还飙升到1.6GHz最大值但是相比华为荣耀3 outdoor加载时间快上不少,基本上歭平如今那些采用emmc 5.0 ROM的机型如果想再快一点,只能够像三星S6那样更换成LPDDR4 RAM和UFS 2.0 ROM

      总结:无论多少核心处理器,发热大、续航能力低下伴隨偶尔死机和重启这些老毛病解决不了,性能再强悍、核心调度机制再精心设计也是徒劳Exynos 5410的双4核设计值得如今所有的多核处理器学习,泹是不要把其发热大、续航差等老毛病一并继承下来哦!

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