蘋果A7處理器是怎樣用雙核擊敗八核的

隨着蘋果在iPhone 5s上祭出「業界首枚64bit手機處理器」，果粉們彷佛找到了新一輪嘲諷Android的武器：Anandtech等權威媒體測試代表，運行頻率僅 1.3GHz的雙核A7處理器，性能堪比安卓手機中的四核Cortex A15處理器。「Android就知道拼硬件，四核八核作出來，還不如我家蘋果雙核快，丟臉不丟臉？」

實測：雙核秒殺四核/八核

好吧嚴肅一點，讓咱們先把得意洋洋的果粉放到一邊。事實上A7處理器「以雙核戰翻四核」這個近乎於神話的結果原本也頗有趣，這是不是蘋果遠遠拋開業 界設計水平的佐證呢？要知道在現在的處理器設計中，在一樣的功耗前提下即使是差距大如英特爾 vs ARM，也幾乎不可能作到一個核心對抗對方兩個核心，更別說是ARM陣營的內部鬥爭了。

A7處理器兼容下一代ARMv8 64bit指令集，核心架構由蘋果自行設計

跑谷歌Octance Java這種單線程性能需求強勁的代碼，iPhone 5s把幾乎全部安卓手機都轟成了渣

運行Sunspider Javascript測試程序時也得到了相似結果，GS4大概只有iPhone 5s一半的性能

誠然，Apple A7是一枚設計優秀64bit的處理器，64bit帶來的額外寄存器資源若是優化得當，應用程序可得到近乎翻倍的性能提高，但即便在現有的32位環境中，iPhone 5s表現依然搶眼，蘋果是如何作到這點的？

應用程序64位化以後，每每會帶來一些難以想象的性能提高，圖中iPhone 5s運行64位AES加密時性能較32位提高了825%

要解答這個問題，咱們必須梳理一個思惟盲區：直到如今，惟性能論者的潛意識裏，各家廠商的處理器核心都是差很少的，所以超過一倍的性能差距每每會讓人以爲難以想象。但問題是：不一樣處理器的核心架構真的差很少嗎？或者咱們換個問法：熊的力氣超過人類兩倍，這有什麼奇怪的嗎？

誰的功勞？

以拆機聞名的Chipworks日前公佈了A7處理器的核心分析圖，這個問題總算獲得了明確的答案。因爲A7採用的是三星28nm HKMG LP工藝，爲了更好的對比，咱們找來三星自家的Exynos 5410，兩枚處理器的核心X射線透視圖以下：

顯而易見，蘋果A7的CPU雖然是雙核設計，可是它消耗掉的芯片面積（或者說晶體管數量）與四核Cortex A15幾乎相等。考慮到核心數量的設計只是邏輯層面的差別，半導體芯片運算能力的本質來源依然仍是晶體管數，這也就意味着，蘋果A7最終表現出與四核心 Cortex A15等同的性能是應該的，而不是難以想象的。

蘋果A7處理器單個核心的面積就接近兩個標準的ARM Cortex A15處理核心，所以A7的單線程性能比Cortex A15強徹底正常。同時，因爲邏輯核心只有兩個，A7的多線程性能比四個Cortex A15弱也是情理之中。

整體來看，Apple A7的設計對於晶體管的利用率反而低於Cortex A15，綜合單線程和多線程的性能，A7在使用了相同晶體管的前提下並無實現同等的性能，固然這也是正常的，大而少的設計自己就存在難以免的浪費。

設計思路的差別

實際上，蘋果A7處理器選擇的是消耗Cortex A15兩倍的資源，去實現一個單線程好於Cortex A15 50%-70%的設計。這樣的選擇是基於IOS系統的須要——iOS是一個對於後臺任務限制很嚴格的系統，同時也是一個高度私有化、高度優化的封閉體系，在這樣的體系裏蘋果認爲單線程性能更加劇要一些，所以做出了這樣的選擇。

而Android是一個容許後臺程序隨意執行和切換的開放系統，在這樣的系統下對於並行度的需求要明顯高過IOS，因此Android走上了多核心 之路，而IOS堅持大核心戰略。這樣不一樣的需求決定了不一樣的設計風格，天然也致使了在不一樣的測試條件下擁有不同的表現，而這一切本質上都是正常的：在相 同的半導體工藝環境下，沒有任何人用更少的代價實現了更多的性能，這一切只是取捨。

那麼，誰的設計更先進，或者說表明了誰的思路更正確？要回答這個問題，你能夠假想本身是一個建築設計師。你手頭有100噸混凝土，你是用它去造兩間80平米的大客廳，仍是用它去造10個20平米的小居室？答案固然是「取決於要求」。

若是是土豪拿來當家庭影院，顯然你要把房間造得大一點；若是你要將房子出租給大學生，房間天然是小一些、多一些爲妙。嗯，如今我是甲方，我命令你在這兩個設計中選擇一個更「高級」，更「先進」，或者更「正確」的進行設計，你的答案是啥？ （