英特尔酷睿i5,玩转苹果iPad iPhone 4 的芯动力
最新最酷的苹果iPad/iPhone 4终于揭开了其神秘的面纱,众望所归的是,它们的硬件性能又上了一个新台阶。更大更清晰的屏幕绝对是看视频的不二利器,可是由于iPad/iPhone 4并不支持Flash格式,这也就意味着网上绝大部分视频资源都和它无缘,更多时候我们还是需要自己把电脑中的视频转换成iPad/iPhone 4支持的格式来欣赏,而视频转码对于CPU的要求是相当高的,核心/线程、主频、缓存缺一不可,性能一般的CPU完成起来慢如蜗牛。这个时候,一颗在核心/线程、主频、缓存几大方面达到完美平衡的处理器才是王道。
以酷睿i5为例。在了解这颗处理器之前,我们先了解一下视频转换的原理,这样更容易帮我们判断一颗处理器的性能优劣。对于大部分消费者来说,视频转换就是使用视频编解码器进行转化,鼠标轻点,所需要的视频就可以转化而来。而实际上,视频的转化是解压缩、编码、压缩的一系列动作,而很多工程师和数学家们都尝试了很多种不同的办法来试图解决这个问题。一个复杂的平衡关系存在于以下因素之间:视频的质量、用来表示视频所需要的数据量(通常称之为码率)、编码算法和解码算法的复杂度、针对数据丢失和错误的鲁棒性、编辑的方便性、随机访问、编码算法设计的完美性、端到端的延时以及其它一些因素。
简单应用背后有复杂的运算
双核心有些力不从心
如果说的通俗一点,我们列举一个比较容易让人接受的例子。一个JPEG的图片文件,我们假设这就是视频的源文件,这个文件大概有10MB,我们利用编码将其压缩成常见的RAR压缩文件,容量大约为8MB,而现在,我们要转化成ZIP格式的文件,我们就需要把RAR文件解压缩成源文件,然后将源文件压缩成ZIP格式的压缩文件。而视频转化大体如此,RMVB格式的视频文件解压缩成视频源文件,再将视频源文件编码压缩成另一种视频格式,比如AVI、MP4等等。
视频编码器原理产生基于连续相邻视频图像数据有极强的相关性,也就是说有大量的冗余信息。其中冗余信息可分为空域冗余信息和时域冗余信息。压缩技术就是将数据中的冗余信息去掉(去除数据之间的相关性),压缩技术包含帧内图像数据压缩技术、帧间图像数据压缩技术和熵编码压缩技术。
那么我们来看看酷睿i5究竟有什么过人之处,能让其它众多处理器甘败下风?判断处理器性能高低,微架构是否先进是考量的重要指标之一。即便处理器的频率不高,缓存不大,只要微架构足够先进,有足够高的执行效率,性能同样也会非常出色。就如同刘翔跑得再快也跑不过飞机,即便他有很舒服的鞋子,甚至抢跑几秒,到最后飞机依然可以轻松取胜。
通过CPU-Z我们可以看出,新Lynnfield核心相比同是四核四线程的Yorkfield核心多了一个SSE4.2指令集,新指令集可以将256条指令合并在一起执行,这或多或少为性能提升做了不少工作。而SSE4指令集则是SSE2之后对ISA扩展指令集最大的一次升级扩展,新指令集增强了从多媒体应用到高性能计算应用领域的性能,同时还利用一些专用电路实现对于特定应用的加速。从指令数目上看,SSE4指令增加了的指令改进了整数和浮点操作,支持DWORD和QWORD操作,新的单精度FP(浮点)操作、快速寄存器操作、面向性能优化的内存操作等等,包括了图形、图像、数据装载各方面的革新,因此称其为SSE2以来最大的指令集变动也是不为过的。利用支持SSE4指令集的编译器编译之后,包括图形/图像处理、视频处理、2D/3D创作、多媒体、游戏、内存敏感负载、高性能计算等应用都会受益。
此外,SSE4加入串流式负载指令,可提高以图形帧缓冲区的读取数据频宽,理论上可获取完整的快取缓存行,即每次读取64Bit而非8Bit,并可保持在临时缓冲区内,让指令最多可带来8倍的读取频宽效能提升,对于视频处理、成像以及图形处理器与中央处理器之间的共享数据应用,有着明显的效能提升。所以,虽然每核心只有256KB的二级缓存,但是4颗核心共享了8MB的高速三级缓存,这在以前的处理器中是从来没有过的。
而说到核心,酷睿i5的4核心4线程对于视频压缩有非常大的优势,这就如同高速公路,如果是两条行车道,单位时间就只能过两辆车,而如果是四条行车道,那么单位时间就可以过四辆车,效率大大提高。不仅如此,上面我们所用的视频转换软件也可以依据核心数量分配同时压缩视频数量,同时压缩四个视频可令您的效率成倍提升,这一点是无庸质疑的。
而最后,酷睿i5还有自己的杀手锏,那就是睿频加速技术Turbo Boost——根据实际运行的应用程序的需求,动态地增加处理器内核的运行频率来提高处理器的运行性能,而同时保持处理器继续运行在处理器技术规范限定的功耗、电流、电压和温度范围内。
换句话说,如果要压缩一个视频,系统会自动检测完成任务需要多少核心来工作,如果仅仅需要2个核心就可以应对该任务,那么另外2个核心就将被关闭,并将节省下来的内核动能转移到处于运行状态的处理器核心,让它们有提高运行频率的空间,需要的时候提速,不需要的时候减速。并且,处理器随时响应操作系统的高性能运算状态的请求,如操作系统要求处理器处于P0状态——高性能运行状态,处理器在接到P0状态请求后,随即提高内核的运行频率。而这一切操作都是通过底层硬件实现的,用户丝毫不会有所察觉,甚至连操作系统也不会察觉到不同。
综上所述,酷睿i5在微架构、指令集、核心线程、缓存、频率等多方面的优势集合起来就成了巨大的性能优势。很多专业媒体的测试表明,在压制一个5分钟的视频时,酷睿i5可能要用2分钟时间,而其他处理器可能要用3分钟甚至更长时间,这看起来似乎只有1分钟的差距,并不巨大,但是,实际上一部电影至少90分钟甚至更长,您要等待的时间可就不是几分钟那么简单,而在相当长时间内,您要转换的电影数量和等待的时间相乘,这可就是天文数字了。不要让苹果iPad/iPhone 4再等待了,选择一颗性能和价格都招人喜欢的酷睿i5,才是比较明智的选择。