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标题: 究竟是八核还是4+4核心简单搞懂三星Exynos 5 Octa处理芯片 [打印本页]

作者: ggads 时间: 2013-3-21
标题: 究竟是八核还是4+4核心简单搞懂三星Exynos 5 Octa处理芯片

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Exynos 5 Octa所使用的新架构，不只消费者，也在开发者间造成热烈讨论。
日前Samsung最新发表的GALAXY S 4，内藏的Exynos 5 Octa SoC为首颗使用big.LITTLE架构的4+4核心处理器，我们曾经报导过三星在ISSSC所发表的部分技术内容。当然在GALAXY S 4推出之后，Android开发者社群间也有着相当程度的话题讨论，当然也带来了一部分的误解。
XDA Developers上一位ID为AndreiLux的开发者，对于他所观察常被提到的Exynos 5 Octa误解，作出相关的澄清与解说。
Exynos 5 Octa，或称作是Exynos 5410使用了由ARM所设计出来的big.LITTLE架构，Samsung是ARM诸多合作伙伴中最早将此架构用在商业产品中的其中一个；尔后，Renesas也在MWC 2013上推出同样使用big.LITTLE架构的APE6 SoC。这澄清了最常被误解的观念，Exynos Octa并非由Samsung所独创的崭新设计，而是由ARM所发展出的。
我们先前也报导过，big.LITTLE的精髓在于使用两种截然不同特性的处理器Cortex-A7与Cortex-A15针对不同Workload进行切换，以最佳化性能与耗电的平衡，Cortex-A7性能比起A9略低但是能源效率相当的高，Cortex-A15部分则是性能极强但是在现有的製程之下有着相当程度的耗电。
Qualcomm当然也在寻求在省电与性能这天平的两端达到最佳解，不过Qualcomm是以类似Cortex-A15的设计，但牺牲了部分性能与功能的方式来完成目标。要衡量能源效率与性能，最直接的方法就是参考两种指标，分别为IPC(Instructions Per Clock，每时脉下能执行的指令数量)，与Perf/W(Performance per Watt，每瓦性能)，若是进行排序的话，则会得到下面的结果：
IPC : A15>> Krait 400 > Krait 300 > Krait 200 > A9 > A7 > A8
Perf/W: A7 >> A9 > Krait > A8 >> A15
根据Samsung所公布的Die Photo，我们可以看到整个SoC内的CPU Core布局:

目前官方设定的资料，Cortex-A7丛集的运作时脉在200–1200MHz间，Cortex-A15则是200–1600MHz。布局上，两种CPU Core可以说相当的独立，这也代表着实际上的运作状态有着更多的弹性。
目前Exynos 5 Octa的设计，就我们所看到的部分，它还是做为一颗四核心处理器来使用。每一颗Cortex－A15核心将与一颗Cortex-A7核心组成伙伴关係，但从Die Photo我们可以看到实际上A15、A7 Core并不是从布局的物理层面上来进行配对，实际上进行调配、切换的，是透过In-Kernel Switcher(IKS)来达成。IKS和Android常会听到的CPU Governor电源管理策略有些类似，同样是软体、驱动层的实作，透过量测工作负载进行切换。但 IKS 不只进行一般CPU Governor的频率控制，而是包含了两种完全不同耗能特性的CPU Core间作切换。

因此我们能够得出几种结论:
●目前的实作并没有办法八颗核心同时Online，最高同时Online运作的核心就只有4颗，这也是为什麽我们会坚持以4＋4核心称呼它的原因。
●正如同在重载时会直接启动核心一样，低负载的时候，IKS会直接将不需要的核心配对关闭，因此不需要浪费电力进行Power-Gating来控制轻度负载下不需要用到的CPU核心对。
●切换的单位是以核心对来进行，并不是单纯的在Cortex-A7与Cortex-A15丛集间切换，也就是说允许出现第一对使用Cortex-A15黑心、两对使用Cortex-A7核心，而第四对完全关闭这样的状况。
●Cortex-A7或是Cortex-A15丛集有各自的频率切换策略，但是在相同的丛集内的切换策略是相同的，也就是说在 Cortex-A15和Cortex-A7丛集都有核心在工作时，可能会出现运作时脉不同，但绝不会出现同一丛集内使用中的 CPU Core，工作频率却是不相同的状况出现。
不过我们前面提到这只是 big.LITTLE 架构的其中一种应用，未来当然会出现Cortex-A15和Cortex-A7一起协同运算的可能性，我们称作为Heterogeneous Multi-Processing(HMP)。
HMP在实作上会显得比目前Octa的切换更为複杂，因为目前Linux核心内的排程器并没有办法辨认出Cortex-A7和Cortex-A15是两种性能不同的CPU来进行处理工作的调配，在核心内是一视同仁，也因此可能会出现可以让Cortex-A7更有效率完成的简易工作却配排进Cortex-A15内造成无谓的浪费。
不过Linaro这间专攻ARM SoC软体开发的非营利公司，已经针对Linux 3.8核心，开始进行HMP的修改。未来的核心排程器将会追踪每一条处理程序的内容，以此为依据来更聪明的分配工作给不同能力的处理核心，以榨出所有核心同时进行工作时的运算效能。
所以最后一个结论也不辩自明，big.LITTLE架构的Exynos 5 Octa是一个真八核心设计的SoC晶片，但现在碍于软体实作的设定让它只能当作4＋4核心使用。
文/转载自：VR-Zone 中文版

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