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『S4根本是個未完成就趕上市的產品』,XDA的專家開發者AndreiLux如是說.....

AndreiLux是何許人也?他是在高手眾多的XDA論壇上相當活躍的開發者,許多的手機刷機資源,都來自包括他在內的XDA論壇神人們所貢獻。AndreiLux曾經在這篇XDA文章中,大力替三星S4採用的自家Exynos 4+4處理器解釋其設計理念跟big.LITTLE架構,許多媒體/論壇都曾經引述他的評論跟觀點,因此對於Exynos 4+4處理器有稍微了解的網友,對這篇XDA文章以及AndreiLux這位仁兄,應該都不眼生。

但是最近,他卻對三星S4狠狠開砲了(針對Exynos 4+4版本S4,不是歐美販售的Qualcomm版本S4),最大的責難點,在於從他的角度看來,S4根本是一個連系統軟體/甚至處理器硬體本身都還未完全開發完成,就被提前推上市的產品......

具體故事,要先從下面這張圖講起,先注意一下右下角的"Samsung"字樣以及左下角,這是一張由三星System LSI事業部製作的投影片:



稍微了解ARM的big.LITTLE架構的網友,對於上圖應該並不陌生,畢竟在S4上市前,這張投影片就已經常在網站/媒體上出現,也算是S4跟Exynos 4+4產品上市前技術行銷/造勢的一環,四顆A7是省電型的核心(LITTLE),四顆A15是效能型的核心(big)。

而Exynos 4+4處理器所屬的big.LITTLE架構,有三種運行模式,由出廠的系統軟體決定是哪一種:

1. Cluster Migration模式:在A7核心跟A15核心間切換工作時,必須「團進團出」,也就是要嘛4個A7核心被啟動(較省電),要嘛就是4個A15核心被啟動(顧效能),但兩邊不會也不能同時被啟動來執行工作。這個模式效能不錯,但是續航力的表現最差,因為A15核心的耗能跟產熱都是很可觀的。這個模式沒有什麼獨特的優點。AndreiLux本人以及正在幫ARM開發big.LITTLE架構相關系統軟體的Linaro.org團隊,都認為這個模式挺雞肋的,其實沒有太大的存在必要

2. CPU Migration模式:A7跟A15核心兩兩配對/共有四對,每一對中只有一個核心會被啟動,也就是同時間可能是3個A7核心搭配1個A15核心、或是2個A7核心搭配2個A15核心在執行工作(以此類推),最有彈性,也可以兼顧效能與續航力。

3. MP模式:也就是4個A7跟4個A15核心,可以同時被啟動,但必須修改作業系統的執行緒排程器(*),驗證跟測試工程浩大。修改過後的執行緒排程器必須追蹤並依據工作量需求,來調用適當的核心,輕量工作的執行緒會被分配到A7核心,重度的計算會被分配到A15核心,共同進行異質性(Heterogeneous)多工運算。這個模式效能最佳,但也不可能比其他兩個模式強上太多(請參考下圖),畢竟A7核心不是效能導向,四個臭皮匠能額外幫上四個諸葛亮的地方有限。續航力部分可能會遜於CPU Migraion模式。

請注意:上面那張投影片中,下面有句大剌剌的「Exynos處理器可以支援全部的三種模式」.....

(*) 執行緒排程器是作業系統所屬的核心系統程式中的關鍵核心。


此外,在S4上市前,類似下面這些影片,也常常被媒體/網站引用,因此,不少消費者/第三方開發者都信心滿滿,相信S4至少會運作於兼顧效能跟續航力的第二種CPU Migration模式,而之後三星可能會再釋出第三種MP模式的韌體升級,平心而論,就產品上市前的技術行銷,這是很不錯的造勢,值得台灣有心經營品牌的廠商學習:




但是AndreiLux在鑽進S4的系統程式去看過並仔細研讀後,赫然發現,現在上市的S4,居然是僅僅運行於第一種續航力最差、較沒彈性的Cluster Migration模式,也就是AndreiLux以及Linaro.org團隊都認為沒有存在必要的模式.......

這也就算了,畢竟像AndreiLux這種神人,他們的興趣本來就在於修改原廠系統軟體/韌體,讓其效率更好,但是在AndreiLux針對S4的系統程式,下去將其修改成第二種CPU Migration模式後,又赫然發現:在S4上面竟然無法開機.....

但這也只好繼續算了,神人畢竟朋友多/內線多,因此AndreiLux便跟正在開發big.LITTLE相關系統軟體技術的Linaro開發團隊求證了一下,又再赫然發現:這是Exynos 4+4處理器本身的硬體限制,因此無法啟動CPU Migration模式.....

赫赫赫,連三赫,因此.....三赫呀三赫.....不.....三星呀三星.....上市前給了消費者以及共同開發社群一個憧憬:認為未來S4跟Exynos 4+4處理器,「將可以」兼顧效能跟續航力(第二種CPU Migration模式),甚至未來可以再透過軟體升級讓大4核+小4核全開(第三種MP模式),現在卻被AndreiLux狠狠戳破、證明是個海市蜃樓,Exynos 4+4處理器硬體本身只有最最最基本、續航力很差的第一種Cluster Migration模式,可能無法靠刷機來升級......

有位回文的網友說的好:真心換絕情呀!..............不管最終結果會如何,重點在於:目前的S4,絕對是個半成品無誤,想入手的,再觀望看看吧!

AndreiLux在XDA對S4開砲的討論全文:
http://forum.xda-developers.com/showthread.php?t=2258519

跟Exynos 4+4處理器相關的S4系統程式原始碼,有興趣的網友也可以鑽研看看:
https://github.com/AndreiLux/Perseus-UNIVERSAL5410/tree/samsung/drivers/cpufreq


【5/27】最新事件狀況更新,Exynos 4+4處理器真的註定悲劇、只能用Cluster Migration模式了......


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【5/5更新1】解釋一下第一種Cluster Migration模式、也就是S4現行模式的缺點:
《傳送門1》《傳送門2》

舉例來說:若某個遊戲的主要計算負載是在雙執行緒、搭配另外兩個負載很輕的執行緒,在第二種CPU Migration模式下,原本可以啟動兩顆A15核心就好,搭配兩顆A7核心,可以兼顧效能跟續航力。

但是在現行S4便宜行事的Cluster Migration模式下,卻必須同時啟動四顆A15核心,更糟的是,Exynos 4+4是Synchronous Clock同步時脈架構,四顆A15核心都必須跑相同的時脈.....也就是程式原本只需要二顆A15核心跑1.6GHz就夠,其他工作可以放在A7核心執行,現在卻是四顆A15核心都必須給予1.6GHz的時脈.....

關於4顆A15核心同時被啟動的可怕昇溫速度,以及隨之而來的過熱大幅降頻:
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今天下午去玩展示機,安裝Android Tuner看,果不其然是Cluster Migration的運作方式,無法單獨開一個或兩個核心運作,而且沒跑什麼溫度就破60度了...

至於CPU的頻率,四個A15核心全開就是只有1.4GHz,溫度升高還會降頻跑,以下還會說明。

既然來了,就順便測試一下笑(?)能,直接安裝Stability Test讓CPU火力全開,再利用Android Tuner監測CPU的溫度跟頻率,不看還好,一看果然驚人...

CPU溫度秒升,超過6X度後頻率會降至1.2GHz,這1.2GHz應該是A7的核心,等到60度以下後再用預設1.4GHz跑,然後...CPU可能是感覺到跑分模式來了吧..."CPU從60度到90度的溫昇時間,不超過10秒"

真的非常容易過熱...CPU最高到93度就開始強制降頻,頻率只有低到可憐的600MHz,直到溫度下降到60度以下後就開始恢復預設1.4GHz的頻率,然後不到10秒又開始超過90度了= =

跑不到一分鐘,這溫差的循環就已經好幾次了,S3跟Note2的設計對Exynos 4412的溫度還可以控制,但S4的內部散熱機制與Note2、S3一樣卻無法有效控制CPU的發熱量,再加上CPU是Cluster Migration的運作方式,這產品...真的很不成熟...

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以上要感謝beyblade網友提供實測


另外A7/A15各四顆核心要頻繁的進行Context切換,得搬動的東西不少,latency加大,部分評論也覺得這可能是造成S4會三不五時明顯頓呆的原因。


三星關於同步時脈架構的說明:

來源是三星的白皮書:Benefits of the big.LITTLE Architecture,作者是三位韓國人,其中一位還是VP等級的。三星現階段唯一量產的big.LITTLE處理器,正是S4用的Exynos 4+4。

像Intel的i3/i5/i7或Qualcomm的Snapdragon,則是Asychronous Clock非同步時脈架構,各核心可以有各自的時脈。


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【5/6更新2】SAMMOBILE網站,也有相關的報導了:

http://www.sammobile.com/2013/05/02/samsungs-octa-core-not-as-energy-efficient-as-we-thought/
真的假的~

看起來硬體設計確實出了問題

Lake Shore wrote:
Andrei Lux...(恕刪)
Lake Shore wrote:Andrei Lux是何許人?他曾經在這


怪不得要把電池做那麼大……
玩3D遊戲就A15四核全開,不熱才怪,難怪現在價格瘋狂跳水……

如果是硬體上的限制,以後只能靠降頻來控制溫度了嗎?
還是外國人有良心,把這條內幕賣給三星,不知能拿多大一筆錢啊!


Lake Shore wrote:
Andrei Lux...(恕刪)


我信了!!!!!
真該死!!!!!
別打我!!!!!
就說這個4+4核是個還沒開發成熟的產品吧!
當初說4+4核比較高階的都躲起來了!
如果三星真的把還沒開發完成的東西就直接拿來使用,
並賣給消費者,只能說它也大膽了
wen1599000 wrote:
玩3D遊戲就A15四核全開,不熱才怪...(恕刪)

若遊戲的主要計算負載是在雙執行緒,在CPU Migration模式下,原本可以啟動兩顆A15核心就好,搭配兩顆A7核心,以便兼顧效能跟續航力。

但是在現行S4便宜行事的Cluster Migration模式下,卻必須同時啟動四顆A15核心,更糟的是,Exynos 4+4是Synchronous Clock同步時脈架構,四顆A15核心都必須跑相同的時脈.....也就是程式原本可能只需要一顆A15核心跑1.6GHz就夠,其他可以去休息,現在卻是四顆A15核心都必須給予1.6GHz的時脈。

另外A7/A15各四顆核心一次要進行Context切換,東西不少,latency加大,部分評論也覺得這可能是造成S4會三不五時明顯頓呆的原因。

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又出現忘了切換帳號、自問自答的工讀生了,還自爆,唉........

http://www.mobile01.com/topicdetail.php?f=568&t=3344328&p=1#43531590

linloubat wrote:
如果三星真的把還沒開...(恕刪)

用這顆cpu的手機不是只賣給呆灣郎跟非洲歐郎?
反正他們又不懂,有甚麼關係?
就算四核只有一核能跑,一樣有粉會買呀.

Lake Shore wrote:
遊戲本身可能主要負載...(恕刪)


按跑 3D 遊戲才會過熱的情況來看,應該不止是 A15 四核啟動,而是連 GPU 也一起啟動。
這 GPU 會不會也有全開、全關的問題?


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