ARM与X86原本井水不犯河水，各自在擅长的领域相安无事，但是在智能手机及平板这样的市场中二者开始有了交集，有关ARM与X86在架构性能、功耗控制上的竞争也多了起来，双方在这个市场已经避无可避，只有一战。

　　架构性能容易测试，总的来说X86架构在性能方面还是占有优势的，而ARM是公认的低功耗代表，而功耗控制也是以Intel为首的X86阵营遇到的最大障碍。之前Anandtech网站做了Atom Z760 vs Tegra 3处理器的深度功耗测试，测试结果显示X86不再是高功耗的代名词，Intel的芯片功耗比Cortex-A9架构的T3更低。

　　上述测试并不全面，Tegra 3是40nm工艺的，在ARM阵营里已经有32nm以及28nm工艺的四核处理器了，此外Tegra 3的架构也不是最先进的了，高通的Krait以及更高级的Cortex-A15架构处理器也已经问世了，只有把这几款产品集中到一起对比才更有说服力。

　　所以Anandtech又做了第二篇X86 vs.ARM处理器的功耗测试，除了Atom Z2760（双核四线程，32nm HKMG工艺）、Tegra 3（四核Cortex-A9）之外还有高通的APQ8060A（双核，Krait架构、28nm LP工艺）以及Nexus 10平板上使用三星的Exynos 5 Dual（32nm HKMG工艺，双核Cortex-A15），先进架构及先进工艺都到齐了。

PS：别家的都是双核心，Tegra 3是四核心的，有点吃亏。

　　芯片级的功耗测试需要改造电路，上次的测试就是在Intel工程师的帮助下改造了PCB电路才得以完成的，还使用国家半导体公司的USB-6289数据采集器来收集信息。

常规的LC电路

加装了一个电阻的LC电路

　　具体做法就是在电路上加装一个2-20毫欧的电阻以测量通过电阻的电压降，由于电压和电阻值都是已知的，因此可以计算出通过这个电路的电流和功率。

　　所有设备的屏幕亮度都统一为200尼特，而测试的软件和程序也都是相同的。

　　此外，Anandtech的测试先从高通APQ8060A处理器开始，讲了Krait平台更复杂的改造过程，先把这个处理器跟之前的Atom Z2760、Tegra 3对比了一遍，后面对比A15架构的时候又做了一遍，所以有些部分是重复的，原文总计127张图，虽然已经弄完所有图了，不过考虑到读者阅读方便，这里我们就从完整的四个处理器对比开始，略过了单独对比APQ8060A的部分。

◆ 待机功耗

桌面情况下长时间待机的总功耗

　　待机时Nexus 10功耗最高，不过它的屏幕是2560x1600分辨率的，消耗更多的功耗也是必然的，单从这个测试还无法作出判断，来看单个项目的对比。

CPU功耗

　　功耗控制的不错，待机时Cortex-A15架构功耗跟X86及Krait架构没什么区别。

GPU功耗

　　Exynos 5 Dual处理器的GPU是Mali-T604，这里的表现也很不错，待机时GPU功耗是最低的，当然这时候也没什么GPU负载，而且三星的32nm HKMG LP工艺也控制的很好。

飞行模式下的桌面待机平台功耗

CPU功耗

GPU功耗

　　飞行模式下禁用了所有无线连接，可以更真实地反应处理器的功耗，这里的结果跟上面差不多，总功耗上Cortex-A15不占优势（屏幕关系），但是GPU功耗依然很出色。

◆ Sunspider功耗测试

Sunspider测试的平台功耗

　　测试出的功耗值并不能说明什么，Anandtech又将测试时间及功耗结合起来做了更准确的图表。

　　Atom Z2760的表现最好，而Nexus 10表现不佳，很可能是因为软件原因。

　　A15架构的CPU功耗很疯狂，峰值接近3W了，其他的都在1W以内。

折算成消耗的功耗之后APQ8060A最好，Atom次之

GPU功耗

折算成总功耗之后，Atom Z2760表现最好，Tegra 3最差

测试中的最高功耗

GPU最高功耗

CPU最高功耗

平均功耗

GPU平均功耗

CPU平均功耗

oytl最低功耗

GPU最低功耗

CPU最低功耗

◆ Kraken功耗测试

平台功率

平台消耗的功耗

CPU功率

CPU消耗的任务功耗

GPU功率

GPU消耗的功耗

◆ RIABench测试功耗

平台功率

平台消耗的功耗

CPU功率

CPU消耗的功耗

GPU功率

GPU消耗的功耗

◆ WebXRPT 2013测试功耗

平台功率

平台功耗

CPU功率

CPU功耗

GPU功率

GPU功耗

◆ GPU功耗测试

3D游戏时的平台功率

平台消耗的总功耗

3D游戏时的CPU功率

CPU消耗的功耗

GPU功率

GPU功耗

　　Exynos 5集成的Mali-T604 GPU性能很强大，不过代价也很高，功耗在测试中垫底，一分钱一分货。

◆ 确定Exynos 5的TDP功耗

　　在测试中，Cortex-A15架构的峰值功耗达到了4W左右，这还不是CPU和GPU都是最高负载的情况下得到的，所以Anandtech决定使用极端手段压榨这颗处理器以确定它的TDP功耗。

　　下图中绿色的是GPU功耗，蓝色的是CPU功耗，红色的是平台功耗。

　　黄色部分运行的是《Modern Combat 3》游戏，它对GPU要求比较高。这个测试中Exynos 5的GPU功耗大约是4W，而CPU功耗依然低于1W，玩了几分钟后可以看到CPU和GPU功耗都在下降。

　　橙色部分的测试是运行的多线程的Coremark软件，CPU功耗达到了4W左右，GPU功耗非常低。

　　之后的粉色阶段就是开着CoreMark运行MC3游戏，此时GPU电压升高，功耗4W左右，不过这时候CPU开始降频降压了，从最高1.7GHz降到了后台运行时的800MHz左右，总的TDP功耗依然是4W左右。

　　此时推出游戏，那么CPU功耗又回来了，而GPU功耗降下去了。最终在转换过程中得到的最高功耗值是8W左右。

　　测试表明，三星Exynos 5 Dual处理器的TDP功耗在8W左右，但是实际运行中这个数值会控制在4W，这也是负载测试表现出来的典型值，CPU负载高了，GPU频率和电压就会下降，反之亦然。

　　Itnel之前演示过功耗只有7.5W的Haswell处理器，而且新一代产品中还有Y系列，TDP功耗不足10W，实际功耗可能还会更低，到时候ARM跟X86真有的一比了。

◆ 总结

　　之前的功耗对比中，Atom Z2760的功耗效能已经比40nm的Tegra 3表现要好得多了。与高通28nm工艺的Krait架构相比，Atom Z2760的CPU性能要好，不过功效上依然很有竞争力。Acer W510在续航中败给别的平板主要是因为自带电池容量太少。

　　单独来看CPU功耗，高通28nm工艺的Krait架构依然领先，这个芯片级的测试中无法测量L2缓存的功耗，Anadtech认为即便考虑到L2缓存的影响，Krait的CPU功耗依然会有优势。

　　再看GPU方面，Atom Z2760使用的是PowerVR 545核心，APQ8064A使用的是Adreno 225，前者用于Win8的UI渲染足够了，不过后者在3D性能上表现更好。虽然Atom的GPU功耗表现比APQ8064A更好，不过它的性能也不如后者。当然了，在2D模式下性能差距不是问题，Atom的功耗依然更好一些，所以总体来说Atom的GPU在功耗上还是比高通的Krait有优势。

　　高通在功耗上能跟Intel 32nm HKMG工艺生产的Atom一较长短依赖的是TSMC的28nm LP工艺，TSMC还有三星的32nm HKMG工艺都可以降低处理器的功耗。考虑到Atom的架构是5年前的水平，工艺水平是三年前的水平，能取得如此成绩已经让人惊奇了。9-12个月之后Intel还会推出22nm工艺的新架构Atom处理器，届时功耗控制水平还会有一次大跃进。

　　再来看看Coretx-A15架构处理器的表现吧，它表现出来的结果更加有趣。虽然还不知道首款使用A15架构处理器的智能手机的表现如何，但是就现在得出的结果来看不算妙。

　　表面上看差别并不大，不过细究之下就会发现A15架构的处理器性能虽然强了，但是消耗的功耗是高通/Intel处理器的1-4倍，用在平板上影响还不大，但是用在智能手机上就不好说了。通常可以通过降频降压的方式保持合理的续航时间，但是把Nexus 10上使用的Exynos 5弄进手机里并不容易，也许这就是ARM推出big.LITTLE架构的原因吧。

　　听说Haswell架构解决功耗难题的方式跟ARM特别是Cortex-A15相似，后者的典型功耗是4W，峰值功耗可达8W。Intel之前已经演示过7.5W的Haswell处理器，未来他们可能进一步将功耗降至4W，22nm节点不一定能实现这个目标，那么14nm工艺就应该差不多了。

　　后面的几段就是Anandtech的见解和分析了，从整个测试中我们可以看到的是：32nm HKMG工艺的Atom处理器功耗跟28nm Krait架构处理器差不多，而三星使用A15架构的Exynos 5 Dual处理器虽然使用了32nm HKMG工艺，但是功耗依然很高，目前用在平板上还可以，但是用在智能手机上恐怕要等到三星28nm工艺全面量产了。