關于手機的CPU頻率描述如下：“大四核2．6GHz，小四核2．1GHz”。

大四核？小四核？這款CPU到底是幾個核？

答案：4＋4＝8，八核！

雖然在核的數量是4＋4，但是大核和小核的分工是不一樣的，詳情如下：

主處理器2．6G四核，用于運行型程序；

協處理器2．1G四核，處理些普通應用程序，比較省電。

這就是所謂的八核手機。

為什么要這樣設計呢？

原因很簡單：CPU沒有頻率自動調節功能，只能采用高性能4核＋低性能4核的組合來延長續航時間，負載高的時候用高性能4核“跑”，負載低的時候低性能4核“跑”了。

Smart！給這樣的設計點個贊吧！

1． 大小核處理器的問世

三星電子于2013年1月9日（周三）在CES展會上發布了用于智能手機和平板電腦的Exynos 5 Octa處理器。該處理器芯片實際上是在一個芯片封裝中包含兩個四核芯片，這種8核處理器使用一種新的架構，能夠在不減少電池使用壽命的情況下提供更多的性能。四個高性能內核用于游戲和視頻重放等繁重的任務。四個功能不太強大的內核用于文本和電子郵件等節能的普通的任務。

三星Exynos 5 Octa發布（圖片來自christianpost）

Exynos 5 Octa內部的A15和A7架構處理核心都采用自家的28nm HKMG工藝打造，A7核心主頻介于200MHz至1．20GHz之間，A15核心則是200MHz至1．8GHz，兩顆CPU都有獨立的電源門控制。

隨著Samsung S4的問世，全球首款雙四核移動處理器（并不能算是真正意義上的八核，因為八個CPU并不是同時工作，而是分為兩個四核分別運作）正式登場，基于ARM的ARM big．LITTLE／Cortex A15架構（也就是所謂的大小核架構），號稱是一種低功耗，高性能的移動處理器架構。它的大小分別為主頻在1．8GHz的A15處理器，負責處理整段的高負荷任務；A7主頻為1．2GHz的處理器負責碎片化的輕量級任務。

“這款雙四核處理器的具備低功耗和高性能的特色，其3D性能將達到市面所有產品的兩倍之多。”——來自三星的宣言。

S4是成功驗證了CPU“大小核”的設計的先進性，那么這個設計的靈感來自于哪里呢？

2． 異步多核的思想

很多讀者對移動CPU的異步多核的概念不是很理解，它作為高通驍龍系列的一大特色，它和同步多核處理器之間又有什么區別？各有什么優勢呢？異步多核處理器又是怎么達到節能目的？與三星Exynos 5440這一類“大小核”的處理器又會有什么差別呢？

異步多核，或者叫aSMP（asynchronous SMP），是由高通提出的，并應用在自家的Snapdragon S3／S4處理器中。之前也有過不少爭論，比如：

觀點一：異步多核核心之間不能通訊，稱之為“膠水雙核”；

觀點二：異步多核同時只能有一個核心接受指令，效率很低。

究竟孰是孰非？

這些實際上都是不對的，Sure！

首先來回答：什么是異步多核？

異步多核，其重點在于頻率異步，可以將它稱為異步頻率架構（Asynchronous  Clock Architecture）。在這樣設計的多核處理器中，每個核心都可以工作在不同的電壓和頻率下。這樣，可以將計算繁重的任務交給一個工作在高頻的核心，而壓力較小的任務則可以讓一個工作在低頻的，較慢的核心去負擔。而在同步多核中，所有的核心都只能工作在相同的電壓和頻率下。

還是不理解？那么請看下面的實例：

如下圖所示，當有兩個任務，一個計算負荷較重，而另一個計算負荷較輕時（圖中紫色部分表示任務的計算負荷），異步多核可以讓負荷較重的核心CPU0工作在較高的頻率（圖中藍色部分代表頻率），而負荷較輕的核心CPU1工作在較低的頻率和電壓下，由此來減小功耗。

而同步多核的CPU1雖然負荷較輕，但由于架構限制，只能和CPU0保持同樣的高頻率和高電壓，由此浪費了更多的能量，而在高通實際的設計中，不僅多個核心可以工作在不同的電壓和頻率下，它們共享的L2緩存也可以根據實際的負荷，工作在一個單獨的電壓和頻率下，從而最大限度的節能。

相同任務下的同步多核與異步多核的功耗比較

異步多核架構看上去確實很美好，但實際上并不是完美的。在一些情況下，異步頻率架構會發生性能的損失：

一種情況是，當一個CPU的L1緩存沒有命中，需要去L2緩存取數據時，由于異步多核架構的各個核心和L2緩存工作在不同的頻率下，需要更多的時間去完成數據的傳輸，如圖中A的箭頭所示。例如高通S4，其Krait CPU核心可以工作在最高1．5GHz下，而L2緩存的最高頻率為1．3GHz，如果L2緩存處于頻率更低的節能狀態，此時核心就需要等待L2緩存完成傳輸。

另一種情況下會損失更多的性能。當其中一個核心，例如CPU0的L1緩存沒有命中，需要的數據在CPU1的L1緩存時，則數據需要從CPU1的L1緩存傳輸到CPU0的L1緩存，如圖中B箭頭所示。如果此時恰好CPU1的負擔比較輕，處在較低的工作頻率下，則需要很長的時間才能完成數據傳輸，而工作在高頻的CPU0則被浪費在了等待中。