梦晨 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

苹果M1又快又省电，除了跑分很高之外，实际体验上也有一种流畅感。

苹果到底怎么做到的？

原来除了硬件性能强大以外，软件层面也有优化技巧。

一位名叫Hoakley的程序员偶然发现了其中的秘密。

这老哥总之是有钱，M1和英特尔版的iMac都买了。业余时间他喜欢自己开发点实用小工具，比如压缩软件。

老哥在后台测试自己的压缩程序时发现，M1上只有4个核心在跑，还有4个闲着。

换到英特尔上试试，因为还没用到虚拟核心，是由8个真实核心共同承担了工作。

回到M1里仔细一看，使用率高的还不是性能高的那4个，而是“效率核心”。

△4核有难，4核围观

在M1芯片的8个CPU核心里，有4个被称作“Firestorm”的性能核心，另外4个是“Icestorm”效率核心，性能弱一些，不过功耗更低。

研究了一下，老哥发现是自己把任务优先级设低了，提高以后，就能让4个性能核心参与进来。

老哥恍然大悟，原来这就是苹果的策略。

让优先度低的任务只占用效率核心，慢点就慢点吧，谁让你优先度低呢。

性能核心保持空闲状态，随时应对突发的高优先度任务。

App启动速度快，切换流畅的原因找到了：4个高性能的核心一直候着呢。

非对称核心

MacOS给开发者提供了4种优先级，分别是后台 (background)、实用 (utility)、用户发起的 (userInitiated)、用户交互的 (userInteractive)。

如果不指定的话就归为默认，由操作系统自己安排。

Hoakley老哥把自己的压缩软件改造成可以随时调整优先级的，然后准备了一个10GB的文件开始测试。

在英特尔CPU上，最高优先级完成压缩需要23.3秒，调成最低优先级需要26秒。

在M1上，最高优先级运行只要14.1秒，调成后台优先级直接涨到101秒。

老哥认为，牺牲一些不重要任务的运行速度，换来的使用体验上的流畅，太值了。

比如备份文件就不用着急，即使慢到用15分钟备份不到1G也无所谓。

历史上也有这样一个反面教材。

2006年的时候Linux内核引入了一种叫完全公平队列 (Completely Fair Queuing)的I/O调度机制。

虽然在理论上能提升总体的运行效率，但用户正需要完成的任务总是有一些延迟才能执行。

因为用户体验太差，最终完全公平队列被大多数Linux发行版放弃了。

不过也有人不喜欢M1的这种机制，他认为在笔记本上这样做可以延长续航。但台式的iMac上真的要牺牲运行速度吗？反正都是插电源的。

英特尔：在学了在学了

其实CPU内核分性能核心和效率核心这件事，手机上的Arm芯片早就在做了。

甚至高通还在研发中的骁龙875，被曝光在这种架构基础上还增加了一个“超大核心”Cortex X1。总共1+3+4构成8个核心。

苹果M1将Arm平台带到了PC市场，让英特尔开了眼。

在CES2021上曝光的12代酷睿Alder Lake，英特尔也宣布要区分两种核心了。

AMD知道了这个消息后，直接把挤牙膏的Zen3+项目给取消了，转而全力研发下一代Zen4架构处理器，代号Raphael，预计2022年发布。

不知道AMD会不会选择跟上这个潮流。

参考链接：
[1]https://arstechnica.com/gadgets/2021/05/apples-m1-is-a-fast-cpu-but-m1-macs-feel-even-faster-due-to-qos/
[2]https://eclecticlight.co/2021/05/14/cores-shouldnt-all-be-the-same-m1-macs-do-better/