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对于许多手机玩家来说，“大小核”这个词显然不会感到陌生。作为智能手机处理器多核时代可能是最为重要的技术突破之一，“大小核（Big-Little）”设计通过将多个高性能、高成本、高发热的大核心，与多个低功耗、低成本、低发热的小核心相互组合，按需调度的方式，成功的兼顾了现代智能手机所需的峰值性能以及日常省电表现。但是大家有想过，如果“大小核”设计来到PC上，会是一幅怎样的景象吗？
2019年10月，微软一口气公布了多款具有划时代意义的全新Surface产品线，其中一台名为“Surface Neo”的平板电脑产品可以说是成为了全场的焦点。这不仅仅因为它是史上第一款采用双屏设计的Surface设备，也不仅仅因为它运行的是全新的Windows 10X系统，更因为它所使用的硬件方案，是业界首款采用“大小核”CPU设计的PC处理器——采用1大4小5核心5线程设计的Intel Core i5-L16G7。
是的，PC CPU的“大小核”时代快要来了
根据Intel官方产品库（Intel ARK）公布的信息显示，Core i5-L16G7属于全新的“Lakefield”家族。它的CPU部分采用了一颗Sunny Cove大核心（和IceLake近似）和四颗Tremont小核心（此前用在服务器级别的Atom P5000系列上），主频为1.40GHz至3GHz。
而在GPU部分，Core i5-L16G7搭配的则是和IceLake同款的Gen11 64EU核显，只不过为了省电，将GPU运行频率大幅降低，整个处理器的SDP（场景设计功耗，Scenario Design Power）也由此控制在了仅有7W的水准。
看到这可能有的朋友会觉得，Lakefield处理器固然CPU架构特别，但它毕竟是一款为极低功耗作特化设计的型号，并不具备代表性。
从短期来看此话不假，因为我们熟悉的Core i9-10900K与Ryzen9 3950X等本世代PC高性能处理器，采用的还是多个架构、频率都相同的大核心设计。但是如果我们将目光稍微放长远一点点，就会发现事情已经发生了一些变化。
2020年8月初，一份关于Intel第12代酷睿处理器家族AlderLake详细规格的文档遭到披露，其中清楚的显示，AlderLake系列中除了极少数型号之外，绝大多数SKU的CPU部分均由“Golden Cove”新架构大核心与“Gracemont”新架构小核心共同组成“big·SAMLL”的大小核设计。其中既有8大核8小核的旗舰型号，也会有2大核8小核的入门款“十核”。
AMD的大小核专利图
不仅如此，就在几天后，AMD的一份专利信息也被曝光，显示它们同样也在研究“大小核”CPU设计方案。而且在这份专利中还明确提到了大小核之间转移任务时，需要判断当前进程是否分别兼容大核与小核的指令集。而这则基本上明示了AMD的“大小核”设计理念会与Intel一样，采用架构、指令集、性能都差异较大的两种CPU核心设计高低搭配。
控制成本、简化编程，是“大小核”背后的需求
为什么PC行业突然也开始流行“大小核CPU”了？要弄明白这个问题，我们首先需要知道，当前主流的PC处理器设计到底出了什么问题。
众所周知，自从PC处理器步入多核心时代之后，很长一段时间里，“更多核心、更高频率”都被认为是提高处理器性能表现的金科玉律。但随着主流价位段上的CPU从双核来到四核，又从四核来到六核；随着“家用高端”的标准从过去的四核、八核，现在逐渐变成十核（i9-10900K）和十六核（Ryzen9 3950X），多核心处理器的成本、发热和功耗如今已经变成了不容忽视的严峻问题。
比如说，曾经常年保持在2000元左右的家用旗舰CPU（四核八线程）的价格，如今已经来到了4200元以上；曾经大家随便用一个四热管或六热管散热器就能压制住的CPU发热，现在很多时候就连240水冷或者近千元价位的顶级双塔风冷都已经Hold不住了。更不要说，当年100W左右功耗的奔腾双核都能被整个行业骂个狗血淋头，如今面对I、A两家旗舰CPU动辄200W+的峰值功耗，很多人甚至都已经没了吐槽的力气。
能用好超过八个CPU核心的游戏，时至今日也没几个（图中为《战地V》）
更糟糕的是，当过去入门级CPU普遍采用双核设计，而旗舰则维持在四核或六核的时候。对于各大主流程序的开发者来说，“多核优化”其实是一件相对简单的工作，因为大家只需要确保普通应用能够利用好一颗或者两颗CPU核心，大型应用能够充分“用满”四核八线程的资源，即可保证主流级别的PC日常不卡，旗舰设备在大型游戏或创意应用中充分展现性能优势。
而当顶级的家用CPU来到十核、十六核，普遍的家用电脑很多还维持在四核、六核的水准上，甚至还有许多老电脑还在使用双核CPU的时候，“多核优化”问题就变得非常难做了。一方面来说，即便是对于特别华丽的单机游戏大作来说，要实现对十六核/十核的超线程处理器充分优化，基本上也是不可能的（那得把一个游戏做出32/20个进程来）；另一方面来说，如今的开发者也不可能只考虑顶级的多核旗舰处理器，他们事实上很多时候还是以六核或者八核作为基准来编写大型程序的。
这一点，在Anandtech近日公布的一份最新游戏CPU评测中便可清楚得见。可以看到，只要不是太老的处理器架构，基本上核心数量只要大于或等于六个，游戏帧率就已经没有太大的差异了。一些更新的处理器之所以帧率更高那么一点点，纯粹是因为它们的主频有所提升而已，与多出来的几个核心压根就没什么关系（典型的就是10900K之于9900K）。甚至有的时候，公认“整体性能更强”的多核心旗舰，在单一大型应用中的表现还不如价格更便宜、但主频更高的八核心中端型号（比如表格里的3900X和3950X，游戏表现均不如3700X）。
普通消费者喜欢的超轻薄电脑，CPU核心数量最多也没超过8个
当然，我们不是说更多的大核心就是完全无用的。在一些特定的应用多开使用环境下，或者在一些针对工作站级别的硬件做了优化的专业软件中，拥有超多高性能大核心的CPU确实还是能够体现它们的性能优势。但问题就在于，这样的使用场景、这样的硬件的成本，已经脱离了主流用户群体的范畴，不能代表大多数消费者的需求了。
“大小核”CPU风潮，或将给PC产业带来新的机遇
明白了以上这些原因，让我们再来看“大小核”设计在常规PC使用场景下的优势，其实就可以说是一目了然了。
Intel官方公布的Lakefield样机主板
首先，“大小核”CPU设计中，大部分型号将CPU高性能大核心的数量设定为了6个或者8个，这正符合当今主流大型游戏和应用的多核优化策略，既可以保证CPU的大核心性能得到充分利用，又不会给开发者增加额外的负担。
与此同时，当前台的游戏或者视频编辑软件“吃满”六个或者八个核心时，对于“大小核”CPU来说，此时它们还剩下的小核心就可以承担起基本的系统进程，让系统本身的操作体验不会因为正在运行大型应用而发生卡顿。甚至这些小核心还能够被用于一些特定的功能，例如实时加速SSD传输以及实时音频定位运算等。
XBOX Series X那使用一颗CPU核心加速SSD读写的“绝招”，以后的PC可能都要有了
讲到这，可能有些熟悉游戏主机技术的朋友已经“回过味儿”了。没错，这种将前台多线程应用与后台操作系统或其他外围功能分配到不同CPU核心中，尽可能保证每一个核心性能得到充分利用的做法，其实在游戏主机领域已经发展了几十年。只不过随着近年来PC上的对称多处理CPU成本越来越高，加之游戏主机和PC在CPU、图形处理器，甚至操作系统等方面的共性越来越强，因此CPU厂商可能才总算是找到了机会，让这种“异构多核心”降临PC平台而已。
这意味着什么？一方面来说，它有望给当前的那种一味堆核心数量的硬件研发思路“降降温”，及时地避免主流PC处理器成本和售价的进一步上涨。另一方面来说，异构多处理式CPU也能敦促软件开发者减少对CPU“框框（多核并行性能）”的挥霍，让主流消费级软件的优化思路变得更为严谨而高效。
除此之外，虽然目前的初代“大小核”PC处理器说实在的性能或许还有些不济，但大家要看到，它们的功耗实际上已经只比当下功耗最高的手机SoC高不到1W了。随着未来PC CPU厂商继续技术深耕，保不齐哪天x86架构的“大小核”处理器在能效比上就真有可能压倒如今越来越臃肿的ARM移动芯片，甚至有可能重回智能手机市场，上演一出惊天大逆袭。
【本文图片来自网络】 |
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发表于 2020-8-11 18:46:11
