灰科技：手機(jī)和電腦的CPU大戰(zhàn)

　　高通驍龍821，華為麒麟955，蘋果A10，Exynos 8890，四核八核十六核，一個(gè)個(gè)在發(fā)布會(huì)上性能屌炸天的存在，仿佛給了我們一種錯(cuò)覺，我們的手機(jī)真的已經(jīng)這么強(qiáng)大了嘛？假以時(shí)日，ARM架構(gòu)取代X86一統(tǒng)天下似乎真的指日可待。不需要笨重的散熱器，不需要龐大的機(jī)箱，主頻可以逼近3.0GHZ，SOC還集成了強(qiáng)大的GPU，秒天秒地秒i5的存在?。±硐肴绱素S滿，現(xiàn)實(shí)真的如此嗎？這事兒我們還得從長(zhǎng)計(jì)議，首先，我們先來評(píng)估一下如今的手機(jī)處理器強(qiáng)大到了何種地步。

　　目前的SOC中，無論是CPU還是GPU，iphone7內(nèi)部的A10處理器一騎絕塵，再往上還有ipad上的A9X，因?yàn)檫@貨獨(dú)孤求敗，差不多甩了其他對(duì)手一代的性能，就讓它跟自己玩兒去吧。對(duì)于這個(gè)時(shí)代的性能參考，更具代表性的則是高通曉龍821/820，APPLE A9，麒麟960／955，三星Exynos 8890等各家旗艦處理器和iphone去年的產(chǎn)品所構(gòu)成的性能上相近的集團(tuán)。那么這個(gè)集團(tuán)與X86桌面平臺(tái)相比又當(dāng)如何呢？首先要說的是，ARM架構(gòu)和X86對(duì)于彼此來說，雙方都有著無法逾越的鴻溝。什么意思呢？這里先大概給一個(gè)參考數(shù)據(jù)吧，以驍龍820為例，如果硬要把intel的PC處理器拉到ARM慣用的應(yīng)用環(huán)境，按經(jīng)驗(yàn)來講，820的水平大體可以相當(dāng)于一顆i3 6100，而A10這種死變態(tài)確實(shí)已經(jīng)逼近了當(dāng)代i5的算力水平，這里并沒有夸大手機(jī)COS的算力，確實(shí)intel CPU在這樣的環(huán)境和應(yīng)用中水土不服，復(fù)雜的指令集，煩雜的時(shí)鐘和緩存控制等，都會(huì)讓X86CPU虎落平陽(yáng)。

　　看上去很虎啊有木有！咱先等等，如果將驍龍820裝到X86平臺(tái)上，強(qiáng)行在臺(tái)式機(jī)或筆記本的環(huán)境中運(yùn)行，能跑成什么樣呢？就算當(dāng)代i3不行，那當(dāng)代奔騰可以嗎？恐怕您想多了。那賽揚(yáng)？理想太美好。大家還記得在五六年以前上網(wǎng)本還流行的時(shí)候，45nm的ATOM D525估計(jì)就能打的驍龍820找不到牙了，而這又是為什么呢？首先大家要注意，咱們前面說的是強(qiáng)行將手機(jī)處理器運(yùn)行在電腦環(huán)境下。微軟確實(shí)在開發(fā)基于ARM架構(gòu)的windows系統(tǒng)，但畢竟還沒有問世，而就算開發(fā)完成，基于手機(jī)ARM架構(gòu)下運(yùn)行windows、Mac等桌面系統(tǒng)，無論做出何種優(yōu)化，就算程序猿是上帝附體，也定然無法在所有的環(huán)境和應(yīng)用中都有能讓那只可愛的小龍飛起來。那這又是為什么呢？嚴(yán)格地說原因很多，畢竟處理器內(nèi)部的結(jié)構(gòu)差異性是很大的，而其中最容易理解也是影響最直觀的部分，就是處理器的指令集。

　　手機(jī)處理器在設(shè)計(jì)之初為了高效節(jié)能，指令集上可以說是極致精減的。手機(jī)用戶的操作就那么幾種，運(yùn)行的程序也很少涉及到創(chuàng)作類的需求。滑動(dòng)、點(diǎn)按、打開微信微博愛奇藝，運(yùn)行手機(jī)端游戲，調(diào)用的資源和軟件的算法都是嚴(yán)格限定，并大多有跡可循的。而在電腦的X86平臺(tái)下，用戶會(huì)產(chǎn)生各種無序的隨機(jī)操作，任務(wù)也會(huì)很隨機(jī)的執(zhí)行各種編碼各種運(yùn)算，ARM的精簡(jiǎn)指令集在這種環(huán)境下無疑會(huì)死無葬身之地。我想這也就是為什么這么多年intel和ARM一直握手言和的原因之一，不是不想干死你，實(shí)屬臣妾做不到。說到精簡(jiǎn)指令集這里打一個(gè)比方，ARM精簡(jiǎn)指令集，就像一個(gè)小孩，只會(huì)加法，并且被訓(xùn)練來只算加法，雖然別的不會(huì)，但只需要一點(diǎn)點(diǎn)的腦力就能把他會(huì)做的事情做得很好，各種心珠算啊有木有。而intel的復(fù)雜指令集，就像是一個(gè)大學(xué)生，會(huì)加法，減法，乘法或除法，開根號(hào)解方程，解析幾何薛定諤，言談舉止適合出入各種場(chǎng)合，適應(yīng)各種環(huán)境。但你要是把它關(guān)到小黑屋里，天天就算十以內(nèi)的加減法，別的啥都不干，他還真沒有特殊訓(xùn)練過的小孩玩兒的遛。實(shí)際上自2010年后intel就屢次向低功耗發(fā)起挑戰(zhàn)，還記得紅極一時(shí)的PC平板二合一嗎？還記得搭載點(diǎn)不開各種EXE應(yīng)用的windows RT系統(tǒng)的筆記本嗎？誠(chéng)然集成HD500以上核心顯卡下功耗做到了6W LOW，誠(chéng)然工藝來到了14NM，誠(chéng)然ATOM和酷睿M系列在平板電腦領(lǐng)域殺的風(fēng)生水起，但在ARM天生的精簡(jiǎn)指令集面前，還是無法在手機(jī)市場(chǎng)占據(jù)一席之地。就算是intel好基友微軟和華碩的智能手機(jī)在有過個(gè)別產(chǎn)品的嘗試后，現(xiàn)在也并沒有使用X86架構(gòu)的intel處理器就是一個(gè)很好的佐證。而另一方面ARM對(duì)intel的桌面市場(chǎng)也并非沒有想法，ARM早在2011年底就發(fā)布了ARMv8為其首款64位處理器，而戴爾在2013年也發(fā)布了其首款基于ARM64位構(gòu)架的服務(wù)器，相應(yīng)的服務(wù)器解決方案也被開發(fā)出來了，BUT！ARM服務(wù)器只能在高度定制化的市場(chǎng)中生存，也就是說，你得先告訴我你想干啥，然后我就只干這件事，雖讓我指令集缺胳膊少腿呢？要是只畫畫不走路天生沒長(zhǎng)腿兒我還比你節(jié)能些。還別說，這招還真挺管用，ARM在中低端服務(wù)器市場(chǎng)憑借其超高的能效比以及性價(jià)比吞掉了不少intel的老客戶，但對(duì)于整個(gè)PC行業(yè)及整個(gè)服務(wù)器領(lǐng)域而言，intel卻表示毫無壓力可言。2015年intel在芯片研發(fā)方面的投入達(dá)121億美元冠絕全球，這個(gè)數(shù)字是AMD的12倍，NVIDIA的9倍，中國(guó)集成電路全行業(yè)的6倍。而第二名高通的芯片研發(fā)投入達(dá)37億美元，高通威武！接近intel的1/3了有木有！此處該有掌聲！intel在如今的技術(shù)積累下，下一代綜合性能通殺AMD全家這種慘無人道的事情，到底是讓i3來干還是交給奔騰，一切只取決于牙膏廠的心情，但敢去intel的腹地?fù)屖袌?chǎng)，刷地獄難度的副本，我們必須要為AMD的勇氣點(diǎn)贊。

　　科技的進(jìn)步讓我們的生活越來越簡(jiǎn)單，如今的手機(jī)環(huán)境都是高度精簡(jiǎn)化、平面化。但簡(jiǎn)單的環(huán)境并不等同于簡(jiǎn)單的技術(shù)，恰恰相反，正是由于各大廠商對(duì)ARM架構(gòu)的日益完善，傾注無數(shù)心血方有我們今天如此便捷的手機(jī)體驗(yàn)。而另一方面，恰是為了生活的簡(jiǎn)單，工作站、云服務(wù)器等平臺(tái)就承擔(dān)了更多的多元化計(jì)算使命，這些使命自然需要更完善的桌面處理器去完成。在這里特別要提到的是，在不知不覺中，我們的生活已經(jīng)在慢慢向云化過度，從最初的云盤存儲(chǔ)、網(wǎng)站服務(wù)器，再到如今的阿里云、騰訊云等各種針對(duì)企業(yè)或個(gè)人的云端解決方案，甚至以liquidsky為代表的云游戲服務(wù)。我們可以預(yù)期的是，在將來，隨著網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的進(jìn)一步發(fā)展，我們將不再需要性能強(qiáng)大的個(gè)人計(jì)算機(jī)，而是一個(gè)簡(jiǎn)單的訪問云端服務(wù)器的接收端，無論是手機(jī)還是各種盒子，無論是現(xiàn)在的ARM還是以后更加精簡(jiǎn)的架構(gòu)，我們需要更精簡(jiǎn)更小巧更節(jié)能的設(shè)備去便利、簡(jiǎn)化我們的生活。而對(duì)于云端處理器來說，他們將承載更加多元，更加復(fù)雜的任務(wù)。我們的一切都需要信息化的保障，我們對(duì)硬件性能的追求，對(duì)更完善的指令集、算法乃至整個(gè)架構(gòu)的追求，將永遠(yuǎn)不會(huì)停止。硬件永遠(yuǎn)不會(huì)過剩，有多么強(qiáng)大的硬件就一定能衍生多么酷炫便捷高效的應(yīng)用環(huán)境。而我們所能直觀感受到的，只會(huì)是更加純粹的生活，對(duì)于生活而言，真正的科技就是感受不到科技的存在。intel和ARM之間，手機(jī)和電腦之間，簡(jiǎn)單和復(fù)雜之間，只會(huì)彼此相互競(jìng)爭(zhēng)并相互依存，相互進(jìn)步，我們需要的是建立在龐大而復(fù)雜的信息網(wǎng)絡(luò)下的純粹的生活。