機(jī)
現(xiàn)代智能手機(jī)的發(fā)展，無論是在配置上，還是在體驗上，都在飛快地發(fā)生變化，尤其是在手機(jī)配置上，無論是存儲，還是速度，都已經(jīng)深刻地改變了人們對手機(jī)初認(rèn)識時候的印象。
隨著在手機(jī)配置上的逐漸提升，越來越多的人開始思考手機(jī)會不會替代電腦這個問題，比如說，現(xiàn)在手機(jī)的處理器已經(jīng)讓手機(jī)運(yùn)行飛快，那么和電腦速度相比較起來，如何呢？雖然現(xiàn)在手機(jī)的存儲還沒有電腦的大，但是，在CPU、內(nèi)存等方面，手機(jī)的數(shù)據(jù)可明顯比電腦發(fā)展更猛，動不動就是8G的運(yùn)行內(nèi)存，這可不是一般電腦可以跟得上的。
如此說來，手機(jī)要比電腦速度快了？那可真的不一定！
手機(jī)
其實(shí)，大家還有一個非常常見的體驗，當(dāng)我們使用修圖軟件進(jìn)行修圖的時候，也會發(fā)現(xiàn)，對于一些大突破，或者是非常復(fù)雜的圖片，在處理的時候，電腦上的運(yùn)作往往更加流暢，而使用手機(jī)的話，那就有點(diǎn)吃力了。
而在一些大型游戲的運(yùn)行上，電腦更是要比手機(jī)更加流暢，所以，我們經(jīng)常看到一些手機(jī)廠商在推出新手機(jī)的時候，往往都會講到跑游戲的流暢度，目的就是為了滿足那些在電腦上習(xí)慣了流暢度的玩家。
電腦
既然在配置數(shù)據(jù)上，動輒智能處理器，十幾G的內(nèi)存，看起來和電腦差不多，甚至要比電腦配置還要高，那為什么手機(jī)的速度還是跟不上電腦的速度呢？這就和手機(jī)的芯片制造有關(guān)了！
先從架構(gòu)上來說，一般手機(jī)芯片所采用的指令集都是精簡的指令集，處理一個任務(wù)，差不多需要80%的指令來執(zhí)行，頻繁提取數(shù)據(jù)，使運(yùn)行速度減慢。而電腦芯片則使用的是復(fù)雜、完整的的指令集，可以處理更高級的語言，促進(jìn)了編譯器的開發(fā)，可以實(shí)現(xiàn)用程序靈活控制，CPU更加均衡工作。
電腦
功耗占有重要原因。手機(jī)比電腦更加需要側(cè)重功耗，為了降低功耗，手機(jī)芯片在運(yùn)行的時候都是盡量少啟動所有功能，當(dāng)有大型的運(yùn)算任務(wù)時，主核心才會啟動運(yùn)算。而電腦在運(yùn)算的時候，速度對于功耗更加重要，為了高速運(yùn)算，會將所有的指令啟動起來。
另外，電腦在運(yùn)算處理方面，有CPU和顯卡的雙重加持，CPU只負(fù)責(zé)運(yùn)算，遇到需要處理的圖像，直接交給了顯卡，而手機(jī)的芯片則因為手機(jī)體積的限制而將CPU和GPU封裝到了一起，這就導(dǎo)致了在運(yùn)算和圖像處理上，要全靠芯片來完成，所以，這個芯片配置看似強(qiáng)大，卻要干多個活，而不像電腦芯片一樣，像個領(lǐng)導(dǎo)，有事了讓別人干。
芯片
雖然現(xiàn)在說，手機(jī)還無法取代電腦，尤其是在計算方面，還無法和電腦相匹敵，但是，這并不是意味著手機(jī)為未來的發(fā)展中不會超越電腦了，尤其是看這些年兩者的發(fā)展速度，很明顯，手機(jī)更快。當(dāng)然了，在萬物互聯(lián)的物聯(lián)網(wǎng)時代，在5G的加持下，或許，手機(jī)和電腦的概念區(qū)分會越來越模糊，到時候，手機(jī)和電腦或許已經(jīng)不再是現(xiàn)在這個樣子了！
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些年，電腦的功能配置簡直充分發(fā)揮了擠牙膏的本性，最多只在外觀上做做手腳，而手機(jī)的迭代速度簡直是速度八十邁，2016 年的手機(jī)和 2018 年的手機(jī)，你拿在手上，無論是功能配置外觀，都發(fā)生了巨大的變化。
為什么電腦升級更新這么慢，而手機(jī)這么快呢？
手機(jī)為什么升級換代這么快，是因為需求的緣故，帶動了市場。從 2010 年互聯(lián)網(wǎng)革命開始，移動支付逐步深入到小縣城，人們生活水平的提高，對于手機(jī)的需求由溝通轉(zhuǎn)向娛樂，而移動互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，又解決了網(wǎng)速過慢的問題。
而隨著移動支付向各行業(yè)普及帶來的連鎖反應(yīng)，比如美團(tuán)的興起、共享單車的普及、二維碼應(yīng)用于地鐵等各大場合。手機(jī)變成了必需品。
掃碼支付逐漸成為下至路邊攤販上至星級酒店最常見的支付方式。更為重要的是，微信支付讓水果攤小餐館這些不具開發(fā)能力的小微商戶也能體驗收款通知、簡易對賬等服務(wù)，享受移動支付的紅利，幫助商家更好地經(jīng)營店鋪。
正是這些隨街可見的二維碼，讓我們逐漸可以拋棄錢包，從吃飯、購物、看電影、菜市場買菜到搭公交地鐵，你能想到的消費(fèi)場景，基本都可以用微信支付解決。
微信支付僅用了 3 年，市場份額就到達(dá)到了 40 ％，與支付寶成為移動支付領(lǐng)域的「雙巨頭」。
此外微信的社交屬性也一直推動微信支付的發(fā)展，目前微信月活已經(jīng)超過 10 億，成為和水電煤一樣的基礎(chǔ)設(shè)施，在國內(nèi)已經(jīng)有 8 億微信用戶開通了微信支付功能。
微信的普及帶動了微信支付的增長，微信支付的普及又推動了移動支付的覆蓋場景，從而讓數(shù)字化交易成為國人生活的常態(tài)。
移動支付改變的不只是中國消費(fèi)者的消費(fèi)模式，也逐漸改變了國內(nèi)乃至全球各行業(yè)的商業(yè)形態(tài)。
在「入口為王」的互聯(lián)網(wǎng)時代，微信支付成為一個重要的入口，「公眾號 + 微信支付」、「小程序 + 微信支付」模式已經(jīng)成為傳統(tǒng)行業(yè)擁抱移動互聯(lián)網(wǎng)的門票。
中國電商銷售額去年超過了一萬億，占全球總交易額的 40% 以上，所有想在中國市場分一杯羹的商家都必須主動適應(yīng)中國移動支付的環(huán)境。
正如微信支付最近這一則廣告里所展示的，移動支付對傳統(tǒng)商業(yè)形態(tài)的變革，實(shí)際上才剛剛開始。
通過掃碼購、社交支付、無感支付、生活繳費(fèi)、自助點(diǎn)餐、小程序乘車碼、小微收款、自助購等能力，移動支付正在對傳統(tǒng)零售業(yè)、餐飲行業(yè)、出行領(lǐng)域，公共服務(wù)領(lǐng)域等不同行業(yè)進(jìn)行智慧化改造。
除此之外，電商平臺的崛起也讓消費(fèi)者對于線上消費(fèi)愈加依賴，只要通過手機(jī)，全球都成為了一個大市場。
《紐約時報》在2017年7月17日發(fā)表的報道《在中國城市，現(xiàn)金正在迅速過時》中稱，“中國的主要城市幾乎所有人都在使用智能手機(jī)支付一切費(fèi)用，中國已跨入了‘無現(xiàn)金時代’的行列”。而在三年前，中國人都還主要以現(xiàn)金支付完成交易。
所以對于手機(jī)廠商來說，既然手機(jī)是用戶的必需品，那么如何讓用戶可以更換手機(jī)呢？
就只有不斷升級功能，提高性能，而軟件廠商也在不斷提高升級自己的軟件，這樣所需要的內(nèi)存性能也就越來越高。那么在雙重效應(yīng)下，手機(jī)的迭代升級肯定會更加快的。
對于這個現(xiàn)象，比爾蓋茨就提出來了一個著名的定律安迪-比爾定理：硬件提高的性能，很快被軟件消耗掉了。
怎么理解呢？最明顯的例子是我們使用的手機(jī)，那時候單核，512兆內(nèi)存，甚至更小的內(nèi)存也能夠讓我們使用日常的手機(jī)軟件。還記得當(dāng)初說內(nèi)存 幾十K 就夠用了，現(xiàn)在呢？手機(jī)內(nèi)存都飆到 1T了。
而且動不動就雙核，四核，24nm到現(xiàn)在的 7 nm，但是能使用的手機(jī)軟件也并不比以前多很多。這是因為操作系統(tǒng)越來越大，應(yīng)用軟件也越來越大導(dǎo)致的，雖然新版的軟件功能比以前強(qiáng)，但是增加的功能絕對不是和它的大小成正比。
雖然用戶很是煩惱新的軟件把硬件提升所帶來的好處幾乎全部用光，但是在 IT 領(lǐng)域，各個硬件廠商恰恰是靠軟件開發(fā)商用光自己提供的硬件資源得以生存。
各大軟件開發(fā)商吃掉硬件提升帶來的全部好處，迫使用戶更新機(jī)器讓各大手機(jī)廠商收益，而這些整機(jī)生產(chǎn)廠再向高通這樣的半導(dǎo)體廠訂貨購買新的芯片。在這中間，各家的利潤先后得到相應(yīng)的提升，股票也隨著增長。各個硬件半導(dǎo)體和外設(shè)公司再將利潤投入研發(fā)，也為軟件廠商下一步更新軟件、吃掉硬件性能做準(zhǔn)備。所以如果軟件廠商的開發(fā)速度比預(yù)期的慢，軟件的業(yè)績不好，那么高通爾等公司的業(yè)績也會受到影響。
也就是說安迪-比爾定理把原本屬于耐用消費(fèi)品的手機(jī)等商品變成了消耗性商品，刺激著整個 IT 領(lǐng)域的發(fā)展。
比爾蓋茨的定律本來是針對電腦的，可是電腦有幾大因素限制了其快速的迭代升級，只能變成擠牙膏。
第一就是便攜性，用戶不可能拿著電腦到處走，隨用隨玩。這樣電腦對于用戶而言就不是必需品，即使是工作需要，或者打游戲等娛樂需要，就不會有這么急迫的更新?lián)Q代的感覺，因為你不可能一天24小時都打游戲的，配置差不多就可以了，反正也沒差。
第二就是電腦的功能開發(fā)不如手機(jī)的多樣，手機(jī)可以用來攝影、手機(jī)可以用來移動支付...電腦在前幾十年的發(fā)展里功能基本上已經(jīng)開發(fā)完畢，受限于體積外形，能夠開發(fā)的功能也越來越少。用電腦的一般就三類人群：一：工作人士 二：設(shè)計研發(fā)人士 三：游戲人士。其他人對電腦的需求度都很低。
2018年全球PC出貨量總計為2.594億臺，比2017年下降1.3%。而手機(jī) 2018 年全年的出貨量是 14 億部，這還只是智能手機(jī)的出貨量，沒有包括功能機(jī)的出貨量。
而且隨著 5G 時代的到來，云電腦突破性能與配置的界限、云游戲、云存儲成為趨勢，在未來，任何資料照片都可以實(shí)時上傳云端，5G 的高速度可以讓你瞬間下載你存儲云端的數(shù)據(jù)。云游戲的概念已經(jīng)出現(xiàn)，主要思路就是把游戲的運(yùn)算、畫面的渲染放在算力強(qiáng)大的云端，終端設(shè)備只需要接收上傳數(shù)據(jù)就可以了。OPPO 在創(chuàng)新大會上就已經(jīng)宣布了他們在和業(yè)界的軟件大廠合作云游戲開發(fā)。云游戲的誕生讓游戲不再受配置的限制，因為云游戲把計算和渲染都放在了云端，所以連上游戲手柄再通過手機(jī)投屏，就可以利用 5G 網(wǎng)絡(luò)玩 PC 游戲大作了。
折疊手機(jī)則突破了體積的極限，電腦的存在感會越來越弱，手機(jī)就可以玩大型電腦游戲，也可以使用 PR、AE等大型專業(yè)軟件，那個時候，電腦將成為小部分專業(yè)人士的用品。
所以說，電腦想要更新?lián)Q代快，必須要成為一種必需品才可能。
需要澄清地是，如果問題的計算機(jī)不單指PC，問題本身都是不成立的。因為幾年前筆者開發(fā)BSP時，就有做過多達(dá)16x4，即64核的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)方案，而用于超算的大型計算機(jī)的核心數(shù)目更會驚人。
另外，如果算上GPU，這個問題也可能不成立。
好吧，這里暫且設(shè)定背景為手機(jī)與PC的CPU吧。
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兩個領(lǐng)域有非常不同的需求~
PC 可以一味地追求高主頻，高單核性能，因為它可以安裝風(fēng)扇或者安裝很大塊的散熱裝置，可以直接接入家用能源。當(dāng)然，雖然 PC 的性能往上漲的空間可以更高，但是這個“一味地”也是有限制的，所以 PC 在更早以前就在嘗試多核了。
但是手持智能設(shè)備不可以，它小巧，它隨著攜帶，它要考慮發(fā)熱，要考慮電池的容量。所以，智能終端的 SOC 在設(shè)計的時候必須在兼顧溫控與能耗的情況下。這注定智能終端的 SOC 要走 PC 的老路，并且做更多樣化的嘗試。
就是因為這種差異，導(dǎo)致手持設(shè)備 SOC 的設(shè)計廠商在做各種架構(gòu)，技術(shù)與工藝的嘗試。
多核只是其中一種嘗試。
因為單核在主頻上去以后，要求的電壓更高，發(fā)熱嚴(yán)重，而隨著發(fā)熱量的增加，漏電率又會增加，會進(jìn)一步增加能耗與發(fā)熱。而這兩項恰會影響手持設(shè)備的兩個重要體驗，即續(xù)航與溫控。
在單核方面，相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)有HPM，漏電率比LP下降不少，所以同樣的主頻可以跑在更低的電壓上。除此之外，還有一些篩選和區(qū)分不同品質(zhì)晶圓的技術(shù)，例如三星的ASV，晶圓質(zhì)量高的同頻下可以跑更低的電壓。
與此同時，還有各種類型資源的DVFS支持，idle支持，clock gating，regulator gating，power domain……
好了，那單核的性能努力如何呢？從當(dāng)前市場上在售的來看：
“ Cortex-A57是ARM最先進(jìn)、性能最高的應(yīng)用處理器，號稱可在同樣的功耗水平下達(dá)到當(dāng)今頂級智能手機(jī)性能的三倍；而Cortex-A53是世界上能效最高、面積最小的64位處理器，同等性能下能效是當(dāng)今高端智能手機(jī)的三倍。這兩款處理器還可整合為ARM big.LITTLE（大小核心伴侶）處理器架構(gòu)，根據(jù)運(yùn)算需求在兩者間進(jìn)行切換，以結(jié)合高性能與高功耗效率的特點(diǎn)，兩個處理器是獨(dú)立運(yùn)作的。”
而未來聯(lián)發(fā)科上市的全新Helio X20（即MT6797）的大核A72可以到2.5G。
那問題來了，雖然性能很強(qiáng)勁，但是發(fā)熱的劇增會導(dǎo)致處理器持續(xù)高頻不了多久。因為外部人體的溫度是恒定的，37度，再溫一點(diǎn)，42~43度，再熱一點(diǎn)45~47度，再就燙起來了。所以這個加上主板的散熱結(jié)構(gòu)已經(jīng)阻止了固定工藝和技術(shù)下的性能成長空間。也限制了高頻核心的高性能的應(yīng)用。
而加強(qiáng)手持設(shè)備的結(jié)構(gòu)空間限制，又限制了散熱技術(shù)的應(yīng)用，這個是PC和服務(wù)器根本就不存在的問題。
既然往上漲不了了（實(shí)際上還有技術(shù)和成本制約），那是不是可以橫著漲呢，好了，嘗試多核，而多核又有同構(gòu)多核，異構(gòu)多核，有真多核還有偽多核。
到這個份上，咱們就可以得到一個初步的結(jié)論，多核完全是為了迎合消費(fèi)者，不是為了迎合和迎合，而是為了給用戶更好的體驗。
為什么會提供更好的體驗？
隨著主頻的提升，單核的工作能耗會隨著指數(shù)級上升，相應(yīng)的熱量聚集也會更高。換算到同等計算能力（單位時間內(nèi)可執(zhí)行的指令數(shù)）的多核，能耗上升呈線性關(guān)系，熱量聚集會明顯降低。具體量化起來，得畫個圖表，把頻率，核數(shù)和能耗關(guān)系繪制出來，這里先省掉。大家可以看下百科上的一篇推導(dǎo)：www.baike.com/wiki/多核
先來介紹一下這種換算的實(shí)際場景限制：
1，對于遠(yuǎn)古時代的單一任務(wù)系統(tǒng)，多核是沒有意義的。任務(wù)的工作量沒有辦法分派給其他核心執(zhí)行。并行不起來。
2，現(xiàn)今的系統(tǒng)，包括Android等手持設(shè)備的系統(tǒng)默認(rèn)任務(wù)數(shù)量已經(jīng)非常多，具體數(shù)量會有差異。稍微看了下MX3，有100+，實(shí)際線程數(shù)只會更多。
3，多核相比單核，無用的任務(wù)context switch會減少，能耗利用率會提高，任務(wù)的響應(yīng)能力（最高頻率滿足條件下）也響應(yīng)會增加。甚至對于一些關(guān)鍵的任務(wù)，可以通過獨(dú)占某一個核心獲得最好的響應(yīng)能力。
那核數(shù)是不是越多越好呢？是不是100個任務(wù)就開100個核呢？肯定不是，首先有硬件成本的限制，其二，核數(shù)多了以后，負(fù)載均衡，任務(wù)遷移，甚至任務(wù)同步也是很大一筆開銷。