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关于ARM处理器的能耗

    由于专门针对手持设备和嵌入式设备设计，ARM处理器的能耗相对常规PC处理器很有优势，但由于ARM处理器核心数和频率不断提升，针对ARM的省电技术也逐渐受到重视。

   “大屏幕、四核、多模”已经成为了智能手机的标配，不过手机的胃口也越来越大——即便是手机“不吃不动”呆半天，电量往往也要减半，如果折腾的话，电池能保证半天的时间已经算是万幸。怎么办？回到当年诺基亚8210的单色屏时代显然是不可能了，而整天扛着几颗大块头备用电池也不太现实！因此如同桌面处理器一样，手机处理器芯片也走向了节能省电时代。

    节能，这正是ARM处理器的长处，甚至英特尔以低功耗著称的阿童木处理器一上阵就落荒而逃。那么ARM省电的秘密在那里呢？

高通，内核异步架构

    关注高通的朋友应该都知道，高通自始至终对外将异步架构作为骁龙的一个先进技术，其实这是高通ARM处理器能耗控制优秀的关键。那么什么是异步架构设计？

    如果我们把智能手机系统看作一个KFC营业厅，处理器就是窗口和窗口后面坐着的服务人员、代表“运算能力”（一位服务员，看作“单核”处理器），指令就是排队的人，而窗口则代表着“吞吐能力”。在中午多人就餐时，一个服务员往往会忙不过来。在这种情况下，就可以增加服务员（处理内核），来提升处理能力。

    此时有两种选择，一种是在原服务窗口后面增加一名服务员分担一下工作，而另一种选择则是额外开启一个新窗口，并再配备一名服务员。在计算机系统内，前一种方案就对应异步架构，而后一种方法则对应同步架构。

    显然，异步架构的好处是设计简单、实现方便，缺点是性能低、吞吐量差——由于所有数据通过仍只拥有一条通道。假设在一个窗口后安排四名服务员，这个窗口是绝不可能获得四个窗口的工作效率。而同步架构吞吐量要高不少，这只不过内核设计更为复杂。当年Pentium D就是为了省事而采用异步架构设计，一下子被采用同步设计的Athlon X2打败了。

    不过对于运算量要求不高的ARM处理器来说，异步架构是一个不错的设计，再结合任务分发机制可以让多个核心运行在不同的频率下——处理器可以根据程序的复杂程度自动调节各核心各自的频率，按需派活，可以轮休。

    比如一边打游戏一边挂QQ、一边下载一边收邮件，需要的功效其实高低不均，所以不需要“四核全开”，只需第1个CPU开足马力，第2个只要开5%，第3个50%，第四个10%就行了。相比之下，同步架构处理器只能同时使用相同频率的多颗核心。这就是“异步架构”技术节能的原因——高通声称这最多可以节约40%的功耗。高通骁龙S4、四核Krait产品都继续沿用异步架构设计。