苹果A7处理器是怎样用双核击败八核的

随着苹果在iPhone 5s上祭出“业界首枚64bit手机处理器”，果粉们彷佛找到了新一轮嘲讽Android的武器：Anandtech等权威媒体测试代表，运行频率仅 1.3GHz的双核A7处理器，性能堪比安卓手机中的四核Cortex A15处理器。“Android就知道拼硬件，四核八核作出来，还不如我家苹果双核快，丢脸不丢脸？”

实测：双核秒杀四核/八核

好吧严肃一点，让咱们先把得意洋洋的果粉放到一边。事实上A7处理器“以双核战翻四核”这个近乎于神话的结果原本也颇有趣，这是不是苹果远远抛开业 界设计水平的佐证呢？要知道在现在的处理器设计中，在一样的功耗前提下即使是差距大如英特尔 vs ARM，也几乎不可能作到一个核心对抗对方两个核心，更别说是ARM阵营的内部斗争了。

A7处理器兼容下一代ARMv8 64bit指令集，核心架构由苹果自行设计

跑谷歌Octance Java这种单线程性能需求强劲的代码，iPhone 5s把几乎全部安卓手机都轰成了渣

运行Sunspider Javascript测试程序时也得到了相似结果，GS4大概只有iPhone 5s一半的性能

诚然，Apple A7是一枚设计优秀64bit的处理器，64bit带来的额外寄存器资源若是优化得当，应用程序可得到近乎翻倍的性能提高，但即便在现有的32位环境中，iPhone 5s表现依然抢眼，苹果是如何作到这点的？

应用程序64位化以后，每每会带来一些难以想象的性能提高，图中iPhone 5s运行64位AES加密时性能较32位提高了825%

要解答这个问题，咱们必须梳理一个思惟盲区：直到如今，惟性能论者的潜意识里，各家厂商的处理器核心都是差很少的，所以超过一倍的性能差距每每会让人以为难以想象。但问题是：不一样处理器的核心架构真的差很少吗？或者咱们换个问法：熊的力气超过人类两倍，这有什么奇怪的吗？

谁的功劳？

以拆机闻名的Chipworks日前公布了A7处理器的核心分析图，这个问题总算获得了明确的答案。因为A7采用的是三星28nm HKMG LP工艺，为了更好的对比，咱们找来三星自家的Exynos 5410，两枚处理器的核心X射线透视图以下：

显而易见，苹果A7的CPU虽然是双核设计，可是它消耗掉的芯片面积（或者说晶体管数量）与四核Cortex A15几乎相等。考虑到核心数量的设计只是逻辑层面的差别，半导体芯片运算能力的本质来源依然仍是晶体管数，这也就意味着，苹果A7最终表现出与四核心 Cortex A15等同的性能是应该的，而不是难以想象的。

苹果A7处理器单个核心的面积就接近两个标准的ARM Cortex A15处理核心，所以A7的单线程性能比Cortex A15强彻底正常。同时，因为逻辑核心只有两个，A7的多线程性能比四个Cortex A15弱也是情理之中。

整体来看，Apple A7的设计对于晶体管的利用率反而低于Cortex A15，综合单线程和多线程的性能，A7在使用了相同晶体管的前提下并无实现同等的性能，固然这也是正常的，大而少的设计自己就存在难以免的浪费。

设计思路的差别

实际上，苹果A7处理器选择的是消耗Cortex A15两倍的资源，去实现一个单线程好于Cortex A15 50%-70%的设计。这样的选择是基于IOS系统的须要——iOS是一个对于后台任务限制很严格的系统，同时也是一个高度私有化、高度优化的封闭体系，在这样的体系里苹果认为单线程性能更加剧要一些，所以做出了这样的选择。

而Android是一个容许后台程序随意执行和切换的开放系统，在这样的系统下对于并行度的需求要明显高过IOS，因此Android走上了多核心 之路，而IOS坚持大核心战略。这样不一样的需求决定了不一样的设计风格，天然也致使了在不一样的测试条件下拥有不同的表现，而这一切本质上都是正常的：在相 同的半导体工艺环境下，没有任何人用更少的代价实现了更多的性能，这一切只是取舍。

那么，谁的设计更先进，或者说表明了谁的思路更正确？要回答这个问题，你能够假想本身是一个建筑设计师。你手头有100吨混凝土，你是用它去造两间80平米的大客厅，仍是用它去造10个20平米的小居室？答案固然是“取决于要求”。

若是是土豪拿来当家庭影院，显然你要把房间造得大一点；若是你要将房子出租给大学生，房间天然是小一些、多一些为妙。嗯，如今我是甲方，我命令你在这两个设计中选择一个更“高级”，更“先进”，或者更“正确”的进行设计，你的答案是啥？ （