为什么电脑 CPU 不像手机 SoC 那样设计成大小核? 第1页

扫了一圈答案，没看到我想要的，我来说几点我的看法。

首先，有几个事实必须要明确：

1. Intel也有低功耗的需求场景，Intel也做物联网和低功耗设备。
2. Intel有足够的技术能力设计出大小核的CPU。
3. Intel产品强调的是兼容性和产品的延续性——这是重点。

所以，我认为所有在讲不需要关注功耗、睿频能解决功耗、ATOM架构功耗低的回答都是片面的。

首先，前两条一起来说：不管是需求方面，还是设计能力，Intel都有对应的市场和相应的技术能力。Intel有做物联网方面的需求，也有极低功耗的设备的需求，至于对应的技术能力，Intel更是没问题，大小核又不是多复杂的东西，异构多核都能做出来，况且Intel还收购了Altera——本身就是冲着异构多核去发展的，做不出来是不可能的，况且在小核上真就搞不出SIMD指令？真要做，Intel会没这个实力？。

那么，Intel不做大小核的原因，无非就是一点：跟现有的产品特性不一致，在兼容性和延续性上达不到Intel的要求——不管是产品特性还是企业发展本身。

其实很多人在讨论功耗的时候，多数情况下只关注到了频率这一项。确实，根据公式，主频确实是影响功耗的一个关键因素，但仅仅只有主频吗？有人会提到Intel是CISC，ARM是RISC，架构不一样，但同为RISC的MIPS和PPC功耗并不低，况且ARM也尝试进军服务器市场，ARM的服务器级别的CPU功耗一样很高。况且Intel的睿频也并不能像ARM那样降低多少功耗，ARM的大核是小核的性能的一倍多，功耗只有10%多一些，但Intel的睿频差距能达到4倍甚至更多，功耗差距却没ARM那么大。真要考虑算力功耗比，显卡可比CPU省电多了。所以主频只是影响功耗的一方面，还有别的因素影响了功耗。

在Intel和ARM的架构上，对于编写操作系统的人来说，最明显的区别是对于cache的处理，看CPU的结构图，cache占的地方基本上是最大的，功耗方面，cache也是的大头，并且多数情况下，除了L1 cache以外，cache多数都是共享的，那么即使某个核心关掉了，cache也不能关。结构图不贴了，别的回答里有。

关于功耗的问题，可以看看这个问题下的答案：如何看待 19 岁少年想做出在目前 Intel 同等计算性能下降低 80% 功耗的全新电路系统芯片？

注意一条：这个CPU，没有cache

所以cache对功耗的影响是很大的。在ARM上写驱动和操作系统，需要很小心的维护cache的一致性，否则就容易出错，而在x86上写操作系统就相对简单的多。

除了cache的问题，还有像memory ordering这类的区别（参见：Memory ordering - Wikipedia Intel架构是X86和AMD64，那个叫IA64的不是我们常见的Intel CPU架构）。

在现代的CPU里，这些区别其实是功耗的大头，而Intel和ARM的最大不同也就是这些。主频降下来很容易，架构改变很难。

如果Intel的cache需要像ARM一样不友好，那么Intel的CPU也许会很省电，但写操作系统的人肯定会骂娘——难用、兼容性差，老代码跑起来会有问题。

大小核看上去很美好，但核间迁移的效率极低，过去甚至需要以毫秒计算，要知道CPU的指令都是纳秒级的。

所以，假设Intel做了大小核，如果仍然沿用现有的cache设计和内存模型，那么功耗并不会降低多少，因为Intel CPU即使降低主频也不会多省电——这就是睿频的思路（手头的4770K倍频8~39）。

况且核间迁移是一个很考验cache设计的问题，Intel的cache设计已经是很复杂了，比ARM复杂的多。

所以，是这些兼容性和产品特性的问题，导致了Intel不会选择做大小核——不是做不出来，也不是不值得做，真要做出来，也肯定不叫x86，而是别的名字（比如已经基本完蛋的IA64）。

题外话：当年Intel做ATOM架构的时候，最初是要放弃兼容性的设计的，当时ATOM团队很是兴奋，因为如果放弃了x86的兼容性，CPU功耗问题就解决了，但最后还是决定要保持兼容性，所以，结果大家也都看见了，功耗问题依然没得到解决。

没图，截图太麻烦了。

还有一个相关链接：如何评价神威太湖之光打败天河二号在超算 Top 500 榜单中登顶第一？

有人提到了Lakefield是大小核设计，补充一下这个吧：

首先，这个东西喊了有一阵了，但没见产品出来，我严重怀疑这里有什么特殊的情况。从一些社区的讨论上看，主要的争议是：Intel的大小核设计究竟能省多少电？如果小核是CoreM的话，意义其实不是很大，反倒是让人觉得是多核产品良品率不足的次品，如果不是CoreM的话，那就涉及到整个指令集层面上的更新了，Intel需要为这套全新的东西写一套全新的手册，这对于系统开发人员来说很不友好。

况且，我前面也说了，保持兼容性的话，功耗是降不下去的。