以驍龍845為例 比較X86與ARM真正的區(qū)別

高通馬上要推曉龍855，華為也要推出麒麟980處理器了，通過媒體的泛濫宣揚，感覺到現(xiàn)在手機(jī)端的處理器真是越來越強(qiáng)大了，有很多人應(yīng)該都有疑問，如此強(qiáng)大的ARM架構(gòu)的移動處理器現(xiàn)在到底相當(dāng)于x86的哪個級別的處理器？

帶著疑問，我們找到了幾個知乎大神的解答，推送給大家。以曉龍845為例，主要通過理論分析的方法來做出比較。

雖然是以驍龍845來做比較，但我認(rèn)為要比的應(yīng)該是CPU，最多再帶個GPU的對比，至于845相當(dāng)于Intel哪個處理器，無非就是要跨平臺對比一下，但是問題在于盡管性能可以使用標(biāo)準(zhǔn)C/C++規(guī)范編寫相應(yīng)的通用計算項目來計算（比如geekbench，比如SPEC），但是由于他們往往運行在不同的平臺，所以對于他們的差異民間一直都有各種說法，通過個人體驗，模擬器，游戲畫面來衡量的說法層出不窮，但實際上，如果只是理論比較，其實已經(jīng)沒有太大難度。

很多人說很難看到結(jié)論，所以我把結(jié)論放在前面，A75的845在大的架構(gòu)設(shè)計規(guī)模上更接近Nehalem，比如ROB條目128，后端執(zhí)行單元Intel有大量復(fù)用端口的計算單元，執(zhí)行單元規(guī)模相比A75互有高低，但A75復(fù)用的程度低，某些情況效率更高，向量計算能力也接近SSE4的Nehalem，也就是一代酷睿i系列，在很多細(xì)節(jié)上有一定改進(jìn)，某些方面能接近Sandy bridge，所以理論上能達(dá)到同頻率的一代酷睿i或者二代酷睿i系列之間的性能，相比同樣是三發(fā)射的apollolake和Gemini Lake，A75的ROB和后端執(zhí)行單元也稍有優(yōu)勢，但是某些方面較差，比如APL和Gemini lake都有3個ALU，A75只有2個，所以嚴(yán)格地說A75也是Gemini Lake左右的架構(gòu)產(chǎn)品。

X86與ARM真的區(qū)別很大嗎？

如果你問他們的出身，那他們的確有很大區(qū)別，很多人會說CISC或者RISC的區(qū)別，但事實上X86歷經(jīng)40年，ARM已經(jīng)30多年了，如果會傻到不吸取對方優(yōu)秀的特性，那他們早就被淘汰了，如今X86和ARM在架構(gòu)和執(zhí)行單元層面已經(jīng)有大量相似之處，排除內(nèi)存模型一個還在用TSO-Modle，一個用weak-modle外，ARM和X86已經(jīng)高度接近，IntelCPU從486開始就已經(jīng)有了RISC的影子，從奔騰開始一個新的復(fù)雜譯碼邏輯電路開始加入到CPU前端，它會將CISC指令翻譯為RISC風(fēng)格的指令，這被稱為μop，之后處理器的前后端就會按一個亂序RISC處理器一樣執(zhí)行，同樣ARM處理器也在A9開始擁有了亂序超標(biāo)量流水線，A8開始有了NEON向量指令集，如今ARM處理器也有了共享式的三級緩存，所以，糾結(jié)ARM和X86是精簡還是復(fù)雜意義不大，歸根結(jié)底還是架構(gòu)設(shè)計到底多大規(guī)模，執(zhí)行一些使用標(biāo)準(zhǔn)C/C++語句編譯出來的benchmark 表現(xiàn)出來的性能說話。

A75與Intel哪個架構(gòu)最接近

A75簡單的一個架構(gòu)流水線框圖，前端解碼寬度為3，dispatch總計高達(dá)9μops（6個標(biāo)量，3個向量），實際亂序重排窗口（ROB）條目數(shù)和A72/73一樣，都是128，后端EU 8個，三個向量EU，2個int標(biāo)量EU和2個內(nèi)存子系統(tǒng)EU（Load/store）以及一個雙倍的分支跳轉(zhuǎn)單元，其中兩個NEON FP單元（其實應(yīng)該是執(zhí)行計算的單元，不僅僅是浮點）實現(xiàn)1X128 MUL+1X128 ADD，或1X128 FMA。

那Intel這邊的架構(gòu)呢，Intel架構(gòu)近年演進(jìn)大致如下

從架構(gòu)層面來說nehalem/sandy bridge/haswell/Skylake是新架構(gòu)，這些架構(gòu)有明顯的改變，我們先來看Skylake，目前Intel最先進(jìn)的架構(gòu)

前端解碼寬度為5（4簡單1復(fù)雜），但由于實際執(zhí)行和分發(fā)單元的限制，SKL依舊是4發(fā)射處理器，亂序重排緩沖區(qū)高達(dá)224條目，后端與A75一樣，8個EU端口，但是每個端口掛的計算單元就很多了，比如A75分開掛載的NEON向量單元和標(biāo)量int單元，在Intel這端口0，1，5具備同時有向量和標(biāo)量單元的特點，同時，Intel SKL的內(nèi)存子系統(tǒng)端口2.3.4.7,2個可以實現(xiàn)L/S，另外兩個分別實現(xiàn)STD（store data）和STA（store address），顯示Intel處理器同時會擁有較好的內(nèi)存性能，同時向量和標(biāo)量單元大量復(fù)用同一個端口，表現(xiàn)Intel認(rèn)為這樣能做到最大化的后端利用率，這一點與之相反的是9810擁有12個后端EU

這樣看來，A75是比不過SKL的，實際上，即使是GB4上，單核2.8Ghz的A75也就2400分，而SKL 3.2Ghz就能做到4000分。

那接下來我們再看Haswell，

類似SKL那樣的架構(gòu)流水線圖我暫時沒有那么好的圖，但是大致來說，相比SKL，ROB條目數(shù)從224降為192，前端解碼寬度從5變成4（3簡單1復(fù)雜），（依舊4發(fā)射），寄存器，allocation深度，都有下降，后端EU依舊是8端口，0.1.5三個端口依舊同時掛載向量和標(biāo)量單元，依舊是2.3.4.7四個端口負(fù)責(zé)內(nèi)存子系統(tǒng)，但是值得注意的是，Haswel開始intel主流處理器開始擁有2個FMA 256bit向量單元（端口0.1）但是與SKL不同的是，如果執(zhí)行向量浮點加法只有端口1才能實現(xiàn)，端口0的FMA單元不能執(zhí)行向量浮點加法，所以HSW/BDW的向量浮點加法是1X256峰值，乘法是2X256，乘加混合峰值是2X256 FMA，但是SKL則是2個FMA單元所在端口均可執(zhí)行向量浮點加法

總的來說，HSW作為4發(fā)射，192ROB，8EU，雙256 FMA，4內(nèi)存子系統(tǒng)EU的處理器，架構(gòu)依舊優(yōu)秀于A75，根據(jù)Intel數(shù)據(jù)，SKL比HSW IPC平均高14-15%，所以按這樣去換算GB4成績，HSW依舊IPC高于A75。

HSW之前的便是SNB架構(gòu)

SNB的情況很明顯了，之前上面的圖也有寫SNB和HSW的對比，相比之下，寄存器，分發(fā)隊列深度，ROB進(jìn)一步下降，ROB數(shù)目為168（就這樣還比A75多），前端依舊為四指令解碼，但是這里可以看出，SNB的后端端口只有6了，這樣在后端執(zhí)行效率上A75有了一定機(jī)會追趕，同時內(nèi)存子系統(tǒng)下降為3,2個L/STA，1個STD，這樣來看內(nèi)存性能并不會比A75高太多，同時Intel一直將branch，JMP，shuffle之類的單元與計算單元掛在同一個端口，雖然大幅提高了后端端口利用率，但是這樣也在某些情況成為瓶頸，根據(jù)Intel數(shù)據(jù)，HSW又比SNB高了14-15%的IPC

同時SNB的向量單元下降為1X256 FP ADD/1X256 FP MUL/2X256 MUL+ADD（無FMA），向量int則為128bit（AVX2開始整數(shù)SIMD才升級為256）

從intel公布的IPC來看，SKL要比SNB IPC高30%以上，如果按GB4 4000分/3.2Ghz換算，假設(shè)完全符合Intel的數(shù)據(jù)，且頻率對性能影響呈線性，SNB 2.8Ghz的GB4成績大約為2600-2700分，這樣算是很接近A75了，我查了一下，2410M（單核2.9Ghz）就是2700分左右，說明還是很準(zhǔn)的。

最后便是NHM，

NHM的ROB終于減到128，前端解碼寬度依舊為4,（3簡單1復(fù)雜），總的μops為7（A75 9），同時NHM也沒有了AVX，SSE SIMD向量寬度和NEON一樣是128bit，執(zhí)行1X128 FADD/1X128 FMUL，無FMA，同時6個后端執(zhí)行端口，總體來說A75的架構(gòu)指標(biāo)和NHM接近，包括向量單元，根據(jù)Intel數(shù)據(jù)，SNB比NHM IPC高11%，這樣依舊按GB4來推，2600/2700減去11%，大概的確和A75的GB4成績很接近，而這從架構(gòu)層面也是大致說得通的。

相比之下現(xiàn)今的Apollo Lake的Goldmont（包括Gemini Lake的Goldmont+，兩者略有不同）更接近A75，比如前端三解碼寬度，后端retired寬度增加到4,48-scheduler entries（介于NHM與SNB之間），后端來看Goldmont+也是8EU，4ALU，2FP ALU，1個L/S和一個AGU，Intel提到ROB會更大，但是并沒有說明實際數(shù)值。

Goldmont

Goldmont+

GB4可靠嗎？

我認(rèn)為GB4的測試項目不是什么大問題，因為他有FFT和GEMM項目，這些項目支持到了AVX-512指令集，這足以讓一堆古董測試軟件汗顏，如果X86派喜歡安慰自己，看看GEMM和FFT成績足以滿足你的需要，當(dāng)然ARM也可以堆SIMD單元，蘋果的SIMD成績依舊不差，從他的編譯角度來說，Windows使用VS2015編譯為windows運行程序（沒用X86最快ICC）蘋果用Xcode，測試內(nèi)容從PDF，HTML，到ray-trace/FFT/GEMM，我認(rèn)為這些項目是沒什么大問題的，相對來說，Geekbench的問題是很多項目測試時間太短，以致于性能超強(qiáng)的處理器重載時間極短甚至沒來得及重載就結(jié)束了，但是項目我認(rèn)為不是什么問題，很多成績其實也可以解釋的通

14核7940X只比8核7820X多了這么一點點

Intel官方的IPC變化數(shù)據(jù)（見右圖），SKL相比BDW高10%（見最上面的SKL架構(gòu)流水線圖）

所以從架構(gòu)角度來說，A75的845和NHM/SNB架構(gòu)比較接近，相當(dāng)于4核NHM-SNB（當(dāng)然還要看A75四大核全開的頻率）而且因為設(shè)計的時代A75更晚，高通可以規(guī)避很多當(dāng)初設(shè)計的一些問題，某些方面效率更高），但是也不代表ARM就沒有猛男，蘋果A11的架構(gòu)（嚴(yán)格的說A7就是了）和9810的架構(gòu)就是一個很多方面超過SKL的規(guī)模的胖核心，而很多人說那為什么835跑win10那么差，這里要提到一個往事，

Transmeta公司曾經(jīng)對x86指令集的Emulation（Emulation這個詞很難翻譯）。簡單地說，Emulation就是把x86指令集看成一個虛擬機(jī)的指令集，然后用類似JIT編譯器的技術(shù)

如今最廣為人知的Emulator是Qemu，x86、MIPS、PowerPC、Sparc、MC68000它都可以支持。一般而言，Emulation會導(dǎo)致性能下降一個甚至若干個數(shù)量級，根本不足為慮。

1995年，Transmeta公司成立，經(jīng)過艱苦的秘密研發(fā)，于2000年推出了Crusoe處理器，用Emulation的方式，在一款VLIW（超長指令字）風(fēng)格的CPU上執(zhí)行x86的程序，這樣就規(guī)避了沒有x86指令集授權(quán)的問題。Transmeta的牛X在于，雖然是Emulation，但實現(xiàn)了相對接近Intel處理器的性能，同時功耗低很多。2000年年底Transmeta的IPO大獲成功，其風(fēng)光程度，直到后來谷歌IPO的時候才被超過。

Transmeta最后還是失敗了，Intel在渠道上打壓它是次要原因，性能不足是主要原因。雖然VLIW在90年代中后期被廣為推崇，但事實證明，它的性能比起亂序執(zhí)行的超標(biāo)量架構(gòu)，還是差一截。

而微軟也是用了這么一個技術(shù)，實現(xiàn)了直接的驍龍835運行原本編譯為X86指令集的程序，但是這樣不可避免性能要下降，而且未經(jīng)許可翻譯別人的ISA做CPU是有違反專利可能的，為此，Intel在去年發(fā)表博客 Intel's X86: Approaching 40 and Still Going Strong。

細(xì)數(shù)X86擴(kuò)展的同時也強(qiáng)調(diào)專利問題，暗指某些公司試圖仿真X86 ISA（try to emulate Intel’s proprietary x86 ISA without Intel’s authorization），不過實踐證明，這樣的仿真并沒有真正構(gòu)成侵犯專利，高通和微軟這樣做造成的性能損失已經(jīng)比直接使用虛擬機(jī)好很多，但是內(nèi)存模型導(dǎo)致的差異，Emulation造成的性能損失不可避免。

作者：AiHaibara

由于搭載驍龍845的Windows設(shè)備還沒出現(xiàn)，可以用驍龍835做一個推測。

目前驍龍835已經(jīng)被用在了筆記本上，跑Windows系統(tǒng)后，跑分大幅下降。這是現(xiàn)在市面上兩款搭載驍龍835的筆記本，華碩NovaGo和惠普Envy X2，跑分差不多單核850，多核3000上下。

華碩NovaGo跑分

▲惠普Envy X2跑分

我們都知道安卓系統(tǒng)下，驍龍835跑分是單核1900左右，多核6500左右，而驍龍845是單核2400左右，多核8500左右。單核和多核分別差不多有25%和30%的提升，按照這個提升幅度，推測驍龍845跑Windows系統(tǒng)大概是單核1100左右，多核4000左右。Windows系統(tǒng)下符合這個分?jǐn)?shù)的英特爾處理器大概是奔騰N4200，賽揚J3455這種低頻U的水平。主頻過2GHz的奔騰或賽揚單核分?jǐn)?shù)就很高了。

像超低壓版的i5-4300Y，驍龍845也就憑借多出四倍的核心數(shù)和兩倍的線程在多核分?jǐn)?shù)持平，單核完全被按在地上摩擦。

總之驍龍845雖然放手機(jī)里很強(qiáng)，但是和電腦處理器還是沒法比，不是一個級別的東西。 以上均為個人的推測觀點。

作者：張殺豬

定調(diào):845綜合性能肯定是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不如高端桌面平臺的，目測大概是CM水平。量化方式基本就是整數(shù)浮點內(nèi)存帶寬IO速度，GPGPU通用計算紋理頂點等等。

這個答案給我最大的啟示就是，不要和“本不打算講道理的人”講道理。建議蜜汁尬杠的人先想一想什么是性能，什么決定了性能，只有在達(dá)成這一共識之后，接下來的討論才有意義。

本題是討論845相當(dāng)于桌面的哪個檔次，不是討論手機(jī)電腦誰強(qiáng)，更不是討論簡單/復(fù)雜指令集的問題。從定位上來看，845最多算民用旗艦級，因為手機(jī)芯片本身定位的劃定就沒有桌面端復(fù)雜，和服務(wù)器端的E5并不是對應(yīng)的，桌面端在定位上類似的最多就是民用i7，如果硬要討論手機(jī)端和電腦端整體性能差距，那就對比845是i7 8700k的幾分之一就行了，在市場占有率上這兩者是比較普及的。如果硬要抬杠，arm端也不是沒有服務(wù)器設(shè)備，非得說cisc或者risc什么的，建議抬出神威太湖之光（alpha是簡單指令集的）。

另外提一下，這么多人張口閉口就說簡單指令集什么的，我敢說至少有百分之八十的人除了幾個詞以外一無所知，根本不知道指令集是什么。

該問題以下，大量的反智答案和評論，很難想象科學(xué)如此普及的今天，玄學(xué)主義還如此盛行。

pps:和智商不夠的人辯論本身就是我的失誤，我強(qiáng)烈建議和我抬杠這種問題的人先把本科的數(shù)電模電過了，再學(xué)學(xué)簡單的COMS相關(guān)，有條件讀兩年安卓開發(fā)，否則我說的術(shù)語連看都看不懂，直接瞎掰真絕了，說atom秒arm旗艦的被打臉之后，開始扯a11和至尊i7甚至i9強(qiáng)弱問題了，并且開始積極的百度出部分服務(wù)器處理器型號。在此奉勸一下，這是一個關(guān)于驍龍845性能的問題，我的答案也從來沒那么極端的說秒這個那個的，從一開始我也就說845cpu性能基本六七代CM，初代i3到i5水平，抬杠的自行滾蛋，沒時間和民科浪費，強(qiáng)烈建議卸載知乎，去今日頭條淘寶頭條秀優(yōu)越。

ps：每一次受邀請回答問題，都是抱著一個和平交流的心態(tài)，然而總是有人試圖無腦噴，那么我在此鄭重重復(fù)一下，對于只用生殖器交流的人，我就只能盡力把對方生殖器賽進(jìn)對方本人的呼吸道。

有些人確實很可惡，就好比連初中數(shù)學(xué)題都搞不定，非要去解本科難度的高階偏微分線性方程，雖然自己完全不會算，但是卻毫無根據(jù)的指責(zé)其他算出來的人不正確，并且完全不講邏輯，上來就一句欽定不對。那么我很不友善的提醒一句，就您這兩把刷子，just pee as the mirror（惡搞英語，不要當(dāng)真）。

我水平不高，但是我不裝逼啊，我不罵人啊，我不懂的我不說行吧。

對樓上某些答案。為什么你們愿意相信一個專門為x86架構(gòu)設(shè)計的系統(tǒng)，能夠完整發(fā)揮arm的性能？

說我連uwp都不知道，神tm邏輯，莫不是活在十年前，uwp用過嗎你，這次835平板是虛擬機(jī)上的win10，可以運行32bit .exe應(yīng)用的，win10uwp和win10都分不清，硬件軟件常識都不知道就想來我答案下拉屎，還出來掛我，給你留點面子本來不想說太多，自己出來找丟人。果斷拉黑。

科普一下：UWP即Windows 10中的Universal Windows Platform簡稱。即Windows通用應(yīng)用平臺，在Win 10 Mobile/Surface(Windows平板電腦）/PC/Xbox/HoloLens等平臺上運行，uwp不同于傳統(tǒng)pc上的exe應(yīng)用,也跟只適用于手機(jī)端的app有本質(zhì)區(qū)別。它并不是為某一個終端而設(shè)計，而是可以在所有windows10設(shè)備上運行。

對于掛我的那位，諾基亞lumia1520上那個才是uwp，不懂裝懂別丟人了，uwp上跑分你見過嗎，驍龍800GPU就吊打BT，cpu整數(shù)差不多，整個bt只有atom z3740以上才算湊合，845比800綜合提升六倍不止，cpu提升不少于三倍，還提賽揚？起碼來說845相當(dāng)于core m檔次，賽揚除了CPU多核跑分以外也沒別的了。

我估計很多人非常難以接受，n多年前大幾千配的電腦，還不如現(xiàn)在兩千多塊錢的手機(jī)。況且前者的功耗是后者的幾十倍。

在目前的CMOS技術(shù)中，刨除英特爾，其他工藝基本上高頻性能功耗比都不怎么地，比方說三星本代旗艦Exynos9810的 M3核心，采用三星10nmLPP工藝。在同樣3w功耗下，單核心能跑到2.7GHz，雙核心2.4，四核心則是1.8GHz，也就是說當(dāng)頻率到一個高度之后，再提高一點可能都要巨大的功耗代價。所以不要想當(dāng)然的認(rèn)為功耗高就性能強(qiáng)。

回到x86和ARM這樣老生常談的問題，我有一個答案愿意拋磚引玉，不太專業(yè)，但是可以作為一個科普的參考。

原文：用845帶模擬器跑分，然后用賽揚跑原生win10，虧你們想的出來。還不如反過來跑安兔兔，被動散熱的845手機(jī)能27萬分，主動散熱i5 6300h+950m開模擬器也就30萬。用以上的邏輯就能認(rèn)為i5 6300h等于845等于n3450了？i5 4210m等于835等于atom z8500？用賽揚以及核顯開個模擬器打個崩壞3，刺激戰(zhàn)場啥的讓我見識一下。我五百塊買的寨板賺大了。要懷疑最多也就是從跑分軟件入手，這么雙標(biāo)真無解。

這就是傳說中的arm版win10，Win10把x86轉(zhuǎn)成arm讓835跑，不知道有沒有硬件編譯層，本人英語一般，就不翻譯了，大家自己看這效率和native比如何。目測還不如x86模擬器跑安卓。