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日期:2016-06-22 16:22:00

電梯直達(dá)

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發(fā)表于 2013-05-13 09:35 |只看該作者 |倒序瀏覽

　　
自從CES2012上Intel發(fā)布了針對移動市場的Medfield平臺以來，市面上出現(xiàn)過一些基于X86的Android手機(jī)。它們甚至能在部分測試中實現(xiàn)單核戰(zhàn)雙核，雙核戰(zhàn)四核，那X86手機(jī)實際應(yīng)用情況又真的是這么理想嗎？

本文作者為愛搞機(jī)特約作者、技術(shù)達(dá)人“炮神”@ioncannon。

大部分Android應(yīng)用都使用基于Dalvik Java代碼開發(fā)。理論上，由于Dalvik代碼在系統(tǒng)的虛擬機(jī)中執(zhí)行，在x86的ATOM平臺上不會有性能損失。但由于虛擬機(jī)執(zhí)行效率的有限，對于一些高性能追求的應(yīng)用，谷歌允許開發(fā)者使用原生的C語言代碼。而原生代碼是針對硬件平臺編譯，x86，ARM或是MIPS都有其相應(yīng)的二進(jìn)制文件。通常來說，針對ARM平臺編譯的二進(jìn)制代碼，x86的處理器是無法直接運(yùn)行的。而主流的安卓產(chǎn)品均采用ARM處理器，盡管很早之前，Google的Android NDK就引入了x86編譯的選項，但至今還是有相當(dāng)一部分應(yīng)用只針對ARM平臺進(jìn)行了編譯，這就造成了x86安卓平臺兼容性問題。
為了解決這一問題，Intel在推出Android手機(jī)系統(tǒng)的ATOM平臺之初，就引入了“二進(jìn)制轉(zhuǎn)換”（Binary Translation）這一功能，來解決x86無法直接運(yùn)行ARM庫的問題。針對ARM編譯的二進(jìn)制代碼會被ATOM處理器翻譯成x86執(zhí)行的代碼，從而運(yùn)行包含為ARM編譯的原生代碼的應(yīng)用。

通過這一功能，x86 ATOM可以兼容市面上的絕大部分應(yīng)用。最新的采用Atom Z2580處理器的聯(lián)想K900已經(jīng)宣傳自己能兼容市場上的TOP 20000應(yīng)用。
在解決了兼容性問題后，加上x86 Atom單核戰(zhàn)雙核、雙核秒四核的彪悍性能（跑分），x86似乎已毫無黑點，橫掃市場指日可待。但遺憾的是，x86所宣傳的“兼容”與“性能”，由于目前的生態(tài)環(huán)境的限制，并不能兼得。
首先我們來簡單的看一下目前x86在Android的生態(tài)環(huán)境情況：

盡管TOP 20000的應(yīng)用已經(jīng)可以被兼容，但個人統(tǒng)計了豌豆莢市場中最熱門的250個應(yīng)用，其中31%的應(yīng)用沒有使用原生代碼。剩下的69%含有原生代碼的應(yīng)用中，只有8%包含了x86庫，剩下61%只有ARM原生庫。也就是說，只有這8%的應(yīng)用，x86可以發(fā)揮自己的最佳性能，而絕大部分，都需要進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換去進(jìn)行兼容。
進(jìn)一步，在對性能需求較高的游戲應(yīng)用中，原生代碼的使用更加廣泛。

通過統(tǒng)計當(dāng)樂網(wǎng)中最熱游戲TOP100，我們發(fā)現(xiàn)，只有6%的游戲不含原生庫，勝于94%的游戲都含有原生代碼。在這其中，只有5%的游戲含有x86原生庫，剩余的將近90%的游戲，都需要Atom處理器通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換運(yùn)行為ARM編譯的代碼。

當(dāng)然，出于對高性能的需求，不少游戲都包含了armv7a的運(yùn)行庫。盡管如此，我手上的聯(lián)想K800（Atom Z2460）手機(jī)也可以通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換進(jìn)行執(zhí)行。但是經(jīng)過測試，包含Neon SIMD代碼的原生庫則無法執(zhí)行。
說了這些，我們明白，相當(dāng)一部分?jǐn)?shù)量的應(yīng)用都需要x86通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換去兼容ARM代碼運(yùn)行。那么，x86性能如此強(qiáng)悍，在兼容執(zhí)行ARM代碼時，表現(xiàn)又如何呢？這是長期以來為Intel和廠商所回避的一個問題。
本次測試對象：聯(lián)想K800手機(jī)，算是首款在國內(nèi)上市的x86手機(jī)。處理器為Atom Z2460 1.6GHz，單核雙線程，PowerVR SGX540 400MHz GPU。

首先我們清楚安兔兔，這是x86最喜愛的跑分之一。

盡管Z2460只有單個核心，但其得分依舊超過了大部分低主頻的雙核ARM A9，相比高主頻的雙核A9/Krait毫不遜色。而采用雙核四線程的Z2580更是能向著三萬分沖擊，直指目前最高端的4+4核處理器。
但是，使用ARMv7庫后，Z2460的表現(xiàn)不容樂觀，總分一下子縮水了三分之二，CPU得分更是跟單核A8差不多…

接下來的一系列測試也顯示了同樣的情況：當(dāng)使用x86原生庫時，我們可以發(fā)現(xiàn)ATOM的單線程性能異常強(qiáng)悍，特別是內(nèi)存性能

而一旦采用兼容模式，二進(jìn)制轉(zhuǎn)換運(yùn)行ARM庫，性能就大大下降，1.6GHz的Atom甚至只有1GHz Cortex-A7的水平都不到。

CoreMark也是同樣的情況，性能損失相當(dāng)可觀
作為兼容的代價，性能損失只是一方面。另一方面則是功耗的增加。在本文的前半部分已經(jīng)展示過，目前熱門游戲很少有x86原生庫，為了方便對比測試，我們選取了幽靈古堡（Epic Citadel）應(yīng)用作為游戲的代表。
Epic Citadel是一個基于虛幻引擎的demo，畫面相當(dāng)精美，光影特效也不錯

本次測試我們使用Intel GPA System Analyzer來記錄CPU的占用率和手機(jī)工作的電流

使用Epic Citadel自帶的Benchmark場景進(jìn)行測試，結(jié)果如下

使用x86原生庫（上）獲得了平均45.9FPS的成績，而兼容ARM原生庫成績?yōu)?1.2FPS，大概有30%的差距。
同時分析發(fā)現(xiàn)，整個過程中，通過二進(jìn)制轉(zhuǎn)換執(zhí)行ARM庫和原生運(yùn)行x86庫相比，CPU占用率和手機(jī)消耗電流上，均有一定的增加。

相比之下，兼容運(yùn)行ARM庫相比原生執(zhí)行x86代碼，成績下降了30%，平均的CPU占用率從58.9%提高到了73.4%，而平均電流從621mA提高到了717mA，增加了約100mA，相對來說CPU的功耗增加了約400mW，還是相當(dāng)可觀的。
當(dāng)然CPU占用率只是個側(cè)面反映，由于測試時內(nèi)核頻率調(diào)節(jié)默認(rèn)為Ondemand，盡管占用率差異不大，但二進(jìn)制轉(zhuǎn)換執(zhí)行ARM代碼時，CPU運(yùn)行在高主頻的時間更長，從而導(dǎo)致功耗的增加。
最后總結(jié)如下，可以看到二進(jìn)制轉(zhuǎn)換相比原生執(zhí)行x86代碼，損失的性能還是很可觀的，在性能訴求的應(yīng)用中，損失可高達(dá)50%以上。在一些游戲類應(yīng)用中，也會帶來約400mW的CPU功耗的增加。

總的來說，x86的Android之路還很漫長，盡管通過Intel和廠商的努力解決了兼容和性能問題，但相對惡劣的生態(tài)環(huán)境使得性能和兼容不可兼得。但遺憾的是，Intel在今年表示 “手機(jī)業(yè)務(wù)不圖銷量只玩高端”“盡管市場上銷量最大的是千元手機(jī)，但目前還不是英特爾的方向，英特爾旨在做出現(xiàn)在世界上性能最高的手機(jī)” ，在一定程度上，相對較低的占有率還是難以引起開發(fā)者的注意和調(diào)動開發(fā)者的積極性，在生態(tài)環(huán)境的改善上還是令人擔(dān)憂。

本文來自ChinaUnix新聞頻道，如果查看原文請點：http://news.chinaunix.net/opensource/2013/0512/2760617.shtml