8核10核然并卵 处理器有些老毛病如今还没解决

看着如今那些真6核、真8核以及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都知道，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开启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，反正程序猿设计的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，核心全开只存在在跑分软件中。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，流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，最终其实还是回到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平台大幅优化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 8890的Mali-T880MP12，逐步逼近和骁龙810内置的Adreno 430以及骁龙820内置的Adreno 530 GPU的差距。

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略。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系列处理器转折点

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家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（更多的是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，也从这个时期开始，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是欺骗的行为。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810一样的问题，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有解决的，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。

探究CPU工作原理

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小核心在工作呢？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，问题是，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，我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为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。

有些意外的跑分结果

和K3V2E的GC4000 GPU一样，Exynos 5410的PowerVR SGX544MP纵然拥有更强的视频解码能力，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。

估计三星是不敢吵醒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，面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，无论是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，其中一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。

普通游戏和大型游戏

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运行，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都无关。

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三种频率。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态。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颗核心的主频在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设计上最大败笔——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和极品飞车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的温度保护机制自动触发的缘故，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，虽然如今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，经常让手机死机或者重启。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烫，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的，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，我顺便测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，减少死机和重启现象。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就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，我们姑且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并没有类似的问题。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在加载极品飞车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，基本上持平如今那些采用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，伴随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，但是不要把其发热大、续航差等老毛病一并继承下来哦！