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-2024-
02/01
作者 王宏宇
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潮汐架构让芯片技术更进一步手机芯片底层技术竞赛让1+1>2

就在1月初,OPPO发布了全新的影像旗舰产品OPPO Find X7系列,而在影像之外,备受瞩目的是这一次其采用的“潮汐架构”,与芯片厂商进一步的合作,率先进入到了“底层技术竞赛”中,那么潮汐架构究竟有哪些独特的地方呢?又是如何实现的底层芯片能力?

要先了解潮汐架构是怎么让OPPO与芯片厂进行优化和磨合的,就要先了解潮汐架构推出的初衷和潮汐架构究竟是什么。目前,手机芯片的性能提升已经逐渐进入了瓶颈期,随着低纳米制程工艺已经进入个位数,对于单位尺寸内的场效应管数量提升已经逐渐遇到瓶颈,想要更好的发挥出芯片的性能,行业内的解决方向是不断优化新品调度算法,从而提升芯片性能和体验,而OPPO提出的优化解决办法,就是潮汐架构,简单的说潮汐架构就是OPPO自研的芯片软硬件融合的技术栈。于是OPPO和MediaTek联合成立了实验室,将动态调度的软硬件结合功能成功落地,能够带来更好的软硬件动态调度芯片能力。

既然要联合进行优化,那么就要了解到对于手机芯片,究竟芯片厂做那些事,手机品牌做哪些事,OPPO的潮汐架构的变革又在哪里?

行业常规做法中,手机厂商难以进入芯片核心调度中

通常,在手机SoC的设计中,芯片厂会设计好L1/L2/L3级缓存,L1是CPU内核指令与数据的缓存,而L2则是内核数据的缓存,这两项是CPU中单核运算的核心,数据缓存的效率设计决定了CPU单核的性能如何,而L3则是CPU多核之间共用的数据缓存,所以在运算较多的场景下,L3越大或者越高效,都会提升CPU的整体性能,这是当下所有芯片的一个共性,而如今多核不仅仅是同规格的,所以System缓存同样重要,他们会协调CPU异构核心之间的缓存,将不同级别的数据交给不同规格的核心处理,更好的发挥效果。

而通常的SoC设计中,手机厂商能够接触的并非上述这四个步骤,由于技术和条件限制,手机厂商通常难以针对SoC内部的缓存进行针对性优化,所以主流都是进行内存和外存的协调,也就是主储存器和Flash存储,映射到X86架构中,就是内存与硬盘,除了采用更高速的DDR内存和UFS储存外,手机品牌会对DDR和UFS层级进行优化,以更好的调用手机内存和储存的性能,从而让整体读写能力不会成为系统的短板,但对于CPU核心的调度,手机厂商是比较无能为力的。

像是早期手机多核处理器出现个别应用“一核有难,多核围观”的情况,就是因为手机SoC设计中的调度策略与系统软件的调度策略不够匹配导致的,造成了核心的负载不均衡。这也是早期SoC设计中,对于多核心的调度策略有着一定的经验不足,导致了这一现象。不过从中也能够看出,SoC厂商也是有着自己的局限性,其对于市面上软件的适配是有着一定滞后性的。

在当下,虽然SoC的调度上已经逐渐成熟,不会出现此前那种“一核有难,多核围观”的现象,但对于异构的大小核问题,仅仅依靠SoC预先设计好的调度策略,对面对复杂多样的应用场景,对于始终是一个摆在现实中的大问题。像是X86平台下的第12代英特尔酷睿,在Windows如此强大的兼容下,依然遇到了Windows 10系统下调度存在问题的情况。

那么系统对SoC调度的适配和优化也显得更加重要,但是在传统的SoC制造和手机厂商的协作模式下,SoC异构核心之间的调度与系统之间的关系并不大,而是根据负载情况,按照核心调度的基本条件所运行的,这必然会导致某些场景下,核心的调度并不总是最优的,有时可能会因为SoC和系统之间没有有效的调度,导致小核运行大程序,造成性能不足的卡顿;有时又利用了大核去处理一些低负载场景,造成性能的浪费和功耗上升,这就是当下SoC自身调度和系统之间的隔阂导致的问题,而OPPO的潮汐架构,就是为了解决这一问题才做出的改进。

OPPO潮汐架构,与MediaTek联手深入异构核心调度

那么OPPO想要在如今市场中,改变SoC异构调度的问题,最好的方式,就是与SoC厂商进行合作,而OPPO潮汐架构也应运而生,那么就要明白OPPO潮汐架构能够发挥怎样的作用,在OPPO与MediaTek的联合下,OPPO潮汐架构能够深入到L3缓存和System缓存中,就是上面距离的SoC设计中,除了L1/L2缓存是SoC核心内单核的缓存以外,就是针对多核和异构的L3缓存和System缓存了,那么在潮汐架构的加持下,OPPO可以对CPU多核心之间共用的缓存以及异构核心之间的缓存进行调度优化。

通过OPPO的潮汐架构深入到SoC的异构核心调度中,可以让SoC能够结合OPPO的ColorOS系统底层,也就意味着CPU的多核心之间调度更加聪明,不再是固定的系统级缓存分配策略方案,而是SoC中L3的多核缓存以及System缓存由手机的系统进行辅助的动态资源调节,相比传统的被动感知负载进行调整,可以由系统底层直接对SoC的资源进行调配,也就是说,在OPPO潮汐架构打通了SoC缓存和系统之间的隔阂,系统可以自动判断当前运行的程序状态,并且可以实时的进入CPU多核之间的缓存,进行资源的分配,意味着除了在游戏场景下,可以更好的将系统缓存资源动态的分配给CPU和GPU,从而提升游戏的画面表现;而日常中在CPU运行方面,可以对CPU不同核心进行调度,在不需要大核的场景下,确保应用在小核中,并且动态调整核心频率,保证体验的同时兼顾功耗表现。

在当下,手机厂商与SoC厂商虽然都在不断努力让手机的性能更好,也都在对应用的运行能力进行着优化,但SoC与手机厂商之间一直存在着一道鸿沟,双方都在各自做着优化,但手机整个系统并非是一个纯硬件或软件的系统,只有将软硬件很好的结合在一起,才能提供更好的整机体验,OPPO与MediaTek就走出了手机厂商和SoC厂商对于芯片设计上软硬件深度合作的第一步,能够带来更不同的性能体验,这也意味着未来将会有更多手机品牌会将软件的深度合作融入进SoC之中,或许未来人人都有“定制芯片”,都会带来更具特色的手机SoC体验。

而OPPO之所以能够与芯片厂商展开合作,关键在于OPPO有做芯片的经验,所以能够更好的理解如何结合软硬件对芯片进行优化,OPPO所掌握的芯片设计技术也是OPPO Find X7系列潮汐架构以及联手天玑9300合作的基础,通过与芯片厂进行合作,潮汐架构开启的是手机品牌与芯片品牌之间的进一步融合合作,开启了对芯片底层技术的竞赛,能够让消费者获益,也能够获得1+1>2的正向效果。

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