多核CPU性能與核心數(shù)之間有什么關(guān)系？

智能手機(jī)是無疑當(dāng)前最火爆的移動設(shè)備了。各個(gè)手機(jī)生產(chǎn)廠商也都是新品不斷，營銷手段也是千奇百怪的。

而對于自家手機(jī)的參數(shù)比拼也是你來我往。其中最重要的就數(shù)CPU的核心數(shù)量了。從最初的單核ARM到現(xiàn)在最多的8核心CPU?？芍^是“心臟”越來越多啊。

從一般的感性角度而言，一個(gè)核心相當(dāng)于一個(gè)人干活，那8個(gè)核心應(yīng)該相當(dāng)于8個(gè)人干活吧？事實(shí)是否如此呢？就讓小編今天給大家揭開這個(gè)謎團(tuán)。

首先我們需要了解一個(gè)概率論里面的概念：相關(guān)性。什么叫相關(guān)性呢？就是兩個(gè)或者兩個(gè)以上的事件，如果兩兩彼此之間發(fā)生是無關(guān)的，那么就說這兩個(gè)或者這些事件的關(guān)聯(lián)性為0。舉個(gè)例子吧，路人甲與路人乙互不人事，那么甲與乙之間的關(guān)聯(lián)性為0。如果路人甲掉了一個(gè)錢包，被路人乙撿到了，那么甲與乙之間的關(guān)聯(lián)性就不為0。因?yàn)橐覔斓藉X包這個(gè)事件的前提是甲丟錢包，如果甲沒有丟錢包，乙就不會撿到錢包。

OK，關(guān)聯(lián)性介紹到這里，回到我們的主題。CPU的單核工作模式不用小編啰嗦了，一個(gè)人干活，與別人無關(guān)。干得快慢，好壞只與自己有關(guān)（工作的主頻，緩存大小，CPU架構(gòu)，總線頻率，內(nèi)存大小，磁盤IO快慢等）。

兩顆CPU呢（兩顆CPU與8顆CPU的情況基本一致，小編就列舉兩顆CPU為例子）。兩個(gè)人干活，這就講究一個(gè)搭配的問題了。甲干得很快，可乙卻偷懶，那么整體上工作效率就不會很高。這就需要一個(gè)調(diào)度跟管理（操作系統(tǒng)其實(shí)就是干這個(gè)的）！從這個(gè)角度來說 1 + 1 是不會大于2的！

如果我們假設(shè)甲乙都同時(shí)賣力干活，那么 1 + 1 是否等于2呢？

要給出答案，我們需要先了解一下ARM（手機(jī)的ARM，非控制器用的ARM，前者為風(fēng)諾依曼架構(gòu)，特點(diǎn)為數(shù)據(jù)與指令存儲在一起并通過同一個(gè)總線傳輸，而后者為哈佛結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)與程序是獨(dú)立存儲并通過分開的總線傳輸）的總線架構(gòu)。

從上圖中我們可以看到。所有ARM核心以及其他的DSP（數(shù)字信號處理器，手機(jī)的數(shù)字信號處理由它完成并由射頻電路發(fā)射出無線電傳輸）等核心分別會連接到一個(gè)叫ARM片內(nèi)高速總線上（AMBA總線）。說的通俗點(diǎn)，一條高速公路就是一條總線，ARM核心相當(dāng)于高性能跑車，其他核心相當(dāng)于大卡車或者老爺車，大家都在同一條公路上跑，我們試想一下，跑車能充分跑得起來嗎？不可能嘛，公路只有一條，前面的老爺車不提速，跑車在后面只能干瞪眼。

所以針對這種基于風(fēng)諾依曼（計(jì)算機(jī)之父，他提出了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)架構(gòu)的雛形，數(shù)據(jù)與指令存儲在一起）的計(jì)算機(jī)（X86以及手機(jī)的ARM）的性能是不可能與核心數(shù)目成正比例的。所以我們看很多評測以及跑分軟件，跑出來的分?jǐn)?shù)也不是跟核心數(shù)目成正比例的。

讀到這里，有的讀者可能會有疑問：既然但風(fēng)諾依曼架構(gòu)不好干嘛不換成數(shù)據(jù)跟指令分開存儲并獨(dú)立傳輸呢？其實(shí)這個(gè)問題科學(xué)家們早已經(jīng)發(fā)現(xiàn)而且進(jìn)行了改進(jìn)，哈佛架構(gòu)出現(xiàn)了，ARM的Cortex-M以及DSP都是基于哈佛結(jié)構(gòu)的。數(shù)據(jù)與程序指令分開存儲并分別傳輸?shù)紺PU，也就是說老爺車你跑得慢，你走你的一條專有的路，我是高性能跑車，我走我的專有路，大家互不干涉！

是不是感覺小編越說你們越糊涂了呢？這么不好的架構(gòu)為什么X86根ARM還用？是的，現(xiàn)實(shí)就是這樣的。技術(shù)上的成功有的時(shí)候是需要市場去認(rèn)可的，而且歷史因素也不可回避。

當(dāng)科學(xué)家們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)風(fēng)諾依曼架構(gòu)的問題所在而提出哈佛架構(gòu)的時(shí)候，半導(dǎo)體（X86）CPU已經(jīng)發(fā)展了好幾代了，市場已經(jīng)認(rèn)可這個(gè)技術(shù)了，而且基于這個(gè)架構(gòu)的很多軟件是沒有辦法全部重寫的（這一點(diǎn)太重要了）！即便有好的也沒有辦法用，這就是現(xiàn)實(shí)！只能在一些全新的領(lǐng)域里面用新的架構(gòu)了。至于ARM之所以采用這種傳統(tǒng)的架構(gòu)在于軟件兼容性，沒有人會為ARM專門開發(fā)一個(gè)基于哈佛架構(gòu)的總線架構(gòu)的軟件（成本太高），所以ARM也只能選擇風(fēng)諾依曼架構(gòu)。