轻松读懂移动处理器CPU微架构全解析2013年01月26日07:50泡泡网【转载】硬派网作者:陈寅初编辑:孙敏杰什么是应用处理器？泡泡网CPU频道1月26日原文标题为《轻松读懂“应用处理器”微架构2013版》，对不起，你被标题欺骗了，实际上对许多读者来说要读懂本文并不是那么轻松:p随着半导体工艺的日趋先进，智能手机（Smartphone或者Superphone）、平板电脑（Tablet或者Pad）已经成为许多网友最常使用、最多关注、更新最快的电子消费产品，高度便携性是这类产品的最关键成功原因。所谓便携性自然是指产品必须足够轻便而且需要有足够的续航能力，因此这就要求产品的原件必须足够省电，只有这样才能减少散热和电池体积这两个最占体积和重量的问题。要达到这个目标，肯定要做功能和性能上的妥协，至少相对个头更大的笔记本电脑、台式机而言，像降低吞吐率或者增加时延，从实测性能而言，目前智能手机或者平板电脑的CPU、图形处理器性能基本上相当于6到10年前台式电脑的水准。举个简单的例子，在俄罗斯网站ixbt的讨论区上，有这样的一条帖子，一位名为ssvb的网友采用origenboard.org的一片SamsungExynos4210开发板（配有Exynos4210处理器具备两个ARMCortex-A9处理器内核）跑出来的HighPerformanceLinpack（HPL）性能是1.307GFLOPS，同贴中还有IntelAtomN450（Pineview架构，45nm，单核）1.66GHz的测试结果——0.944GFLOPS以及Cortex-A151.7GHz双核HPL为4.3GFLOPS。NVIDIA官网上的一份SC011文件也表明Tegra2（ARMCortex-A9双核1GHz，理论双精度浮点性能2GFLOPS）的HPL性能为1.15GFLOPS（57%效率，200MFLOPS/瓦）。这都是一个什么概念？我曾经在06年的时候用PentiumD8202.8GHz跑出来的HPL性能为10.12GFLOPS，Athlon64X22.6GHz为9.158GFLOPS。那么现在台式机的HPL性能状况如何？在去年我用Corei72600K3.4GHz配合未支持AVX指令的GotoBLAS（数学库）上得到的HPL性能为51.18GFLOPS左右，后来又用支持AVX的OpenBLAS（原GotoBLAS开发者停止更新后的其中一个后续开源社区版）得出的HPL性能为99.38GFLOPS，到2013年支持AVX2指令集的Haswell架构出来后，这个测试结果应该还能接近再翻番，达到200GFLOPS级别。也许你会说手机、平板要双精度干啥呢？请不要忘记在30年前的x86处理器根本没有集成任何硬件浮点单元，现在的情况又如何？曾经做出号称最强x87协处理器的Cyrix后来一头扎进整数为王的产品策略后现在影都没了。“干啥”这个问题往往是硬件具备并达到一定性能条件后就会有答案的，台式机上的性能测试软件和方案会随着手机、平板性能日益强大而变得在这类设备上运行也理所应当，除了上面说的HPL外，各类PC上流行的测试工具例如SPECCPU20xx、3DMark等也会是如此。传统的CPU性能测试的确不能完全适用于手机、平板的SoC芯片（人们把可以在移动操作系统上跑应用软件的SOC称作应用处理器，简称AP），但是请注意我说这句话是因为SoC并不仅仅有CPU，还有GPU、音视频编解码器、存储控制器、非易失性存储单元、数模/模数转换器以及各种输入输出周边等，这使得我们要单纯评价一款SoC是否最佳的时候可能会感到颇为伤神。话虽如此，不过总的来说，SoC中和性能最密切相关的依然是CPU、GPU，因为智能设备里几乎所有程序的运行都必须依仗两者来执行，与用户的使用感受有直接关系（请注意，我们这里说的只是指SoC芯片中，而非手机或者平板电脑整体）。因此，纵然手机、平板处理器型号各异并且内中千头万绪，我们还是应该从大家最关心的CPU、GPU着手来了解。现在情况简单多了，按照ISA（指令集架构）划分，因为目前的手机、平板CPU无非是ARM、Intel/AMD两大阵营，潜在的还有MIPS，不过目前MIPS似乎在这个领域还成不了气候，更像是一个备胎。如果你对计算机科学还不是很了解的话，对ISA这个词可能也不会很了解，虽然它经常出现在一些时髦的技术文章中。电脑显然并不能直接明白C、Java、Basic这样的高级语言（虽然有人尝试过开发高级语言处理器，但是无不失败告终），搭建在高级语言和CPU本机代码之间的就是ISA。ISA的全称是instructionsetarchitecture，中文就是指令集架构，有时候直接称呼为架构（architecture），是指...