超能课堂：什么是64位处理器

现在无论是电脑里面的x86处理器还是手机里面的ARM处理器都是64位的了，通常对于消费级的产品来说，就是支持x86-64指令集的x86处理器，或是支持ARM64指令集的ARM处理器。其实早在上世纪60年度64位的CPU就已经用在超级计算机上，到了90年代64位处理器也开始应用于工作站与服务器，个人电脑是在AMD 2003年推出速龙64后才开始渐渐普及，而智能手机上用的64位处理器ARMv8-A架构是2011年发布的。

这里所说的64位是指CPU的位宽，简单的说，CPU位宽指的是一个时钟周期内CPU能处理的二进制位数，如8086 CPU是16位的，可以一次处理2个字节（16个bit），80386 CPU是32位，能一次处理4个字节，目前的CPU基本上64位的了，一次能处理8个字节。 我们的Windows操作系统也分为32位和64位，主要是针对上面CPU的位宽做了些优化，比如32位的CPU就不能用64位的Windows（因为CPU一次只能处理32bit，而操作系统给你的指令是要处理64bit），但64位的CPU就可以运行32位的Windows，也能运行64位Windows。

64位CPU的优点是可以进行更大范围的整数运算，吞吐量大的程序运行起来会更快，但大家经常对CPU的位宽认识有一些误区，比如有人说为了支持更大的内存才CPU才升64位， 也有人认为32位系统只支持4GB内存，真的如此吗？

最大内存容量和CPU的位宽有关系吗？

CPU的寻址能力与它的地址总线位宽有关，而我们通常说的CPU位宽指的是数据总线位宽，它和地址总线位宽半毛钱关系也没有，自然也与寻址能力无关。

数据总线位宽等于CPU整数型寄存器的位宽，CPU内的寄存器通常可分为三种：整数型、浮点型还有其他，而这三种寄存器中只有整数寄存器可以存放指针值也就是内存数据地址，非整数寄存器不可存放指针值，所以读写内存操作不能避开整数型寄存器的位宽限制 ，以64位CPU为例，这些CPU的内部整数型寄存器的位宽为64bit，支持整数的64bit宽度的算术与逻辑运算。

但这并不代表64位CPU的所有总线与寄存器都是64位的，不同类型的寄存器也可以有着不同的位宽，上面说的64位CPU的整数寄存器位宽是64位没错，但浮点寄存器就不一样了，比如奔腾MMX处理器所引入的MMX指令集开创了x86处理器支持SIMD操作的先河，该指令集定义了8个64位的浮点寄存器，而奔腾MMX本身只是个32位处理器。1999年推出，同样只有32位的奔腾3处理器新增了SSE指令集，与之配套的是8个128位寄存器，而后来的AVX2与FMA指令集可支持256位的运算，浮点寄存器也扩大到256位，目前CPU内部最大的是AVX-512指令集所用的512位寄存器。

CPU内有许多不同的寄存器

那CPU的地址总线位宽到底是个什么鬼？

Intel的解释是Physical Address Extensions (PAE) is a feature that allows 32-bit processors to access a physical address space larger than 4 gigabytes.上面图片是Intel Xeon Processor E5-2698 v3的截图，专门就扩展物理地址作了说明，大意就是说这个是为了让32位的处理器能使用超过4GB的内存。这个PAE就是CPU的地址总线位宽，在8086这个16位CPU，它的地址总线位宽是20位，正好能寻址1MB，80286它的PAE是24位，在PentiumII（32位CPU）时这个PAE变成了36位，可以支持64GB的寻址。64位CPU出现之后，其地址总线位宽一般采用的是36位或者40位，它们寻址的物理地址空间为64GB或者1T。

那地址总线和数据总线有什么关系？可以这么理解，地址总线用来定位，数据总线用来传输，也就是当CPU需要从内存读取数据或向内存写入数据时，它使用地址总线来指定其需要访问的存储器块的物理地址，然后通过数据总线发送数据。

所以说，CPU的位宽和寻址能力是没有关系的，16位CPU的地址总线位宽可以是20位，32位CPU的地址总线可以是36位，64位CPU的地址总线位宽可以是40位。所以你下次一定不要说32位的CPU只能寻址2^32(4GB)了，大错特错。

32位系统只支持4GB内存？

理论上32位操作系统的逻辑地址寻址范围只有2^32=4GB，但实际上并不是这样的，虽然常见的Windows 7 32位（真有人在用Windows 10 32位吗？）系统确实只能识别4GB内存，而且最大可用内存最多为3.25GB，但同为32位的Windows Server 2003/2008却可用使用4GB以上的内存，因为这些系统支持PAE物理地址扩展技术。

PAE除了CPU自身支持之外，还需要芯片组、主板还有操作系统的支持才行，比如一些旧主板就不支持大于4GB物理内存，而微软也没有把PAE功能开放到32位的家用操作系统中，即使是Windows Server系统，如果不是企业版的也没有开放PAE功能。

当然了Windows XP/7/8/10系统的内核本身是支持PAE功能的，32位版的系统可通过破解开启此功能以支持4GB以上内存，破解方法其实也不难，网上有许多现成的工具，但说真的，与其去破解，还不如直接装64位的操作系统一了百了。

如果你还在用32位处理器，以上这些都不是你需要考虑的问题。

64位芯片组 Qualcomm骁龙808性能测试

【手机中国 评测】说起手机圈的“808”，或许不少人会想起当年的拍照智能旗舰机型诺基亚808纯景PureVeiw。尽管该机在手机圈具有里程碑式的意义，不过我们今天要探讨的则是来自于国际知名芯片厂商Qualcomm（美国高通公司）的移动芯片组——Qualcomm骁龙808处理器。

Qualcomm骁龙处理器

相对于本年度旗舰机型标配的Qualcomm骁龙810处理器来说，Qualcomm骁龙808处理器热度稍有不及。事实上，Qualcomm骁龙808同样隶属于大家熟悉的Qualcomm骁龙800系列，与骁龙810处理器一样，在去年上半年同期发布。说到这儿，相信大家应该对它有点印象了。

LG G4——首款搭载Qualcomm骁龙808处理器的智能手机

近期LG电子在国内市场推出的年度旗舰机型，LGG4即搭载了Qualcomm骁龙808处理器，而且是首款搭载该处理器的智能手机，而Qualcomm目前正在其官网主推该机型。聊到这儿，问题又来了，Qualcomm骁龙808处理器性能究竟如何，功耗以及发热控制又怎样，接下来大家可以跟随笔者的文章详细了解一番。

按照惯例，首先我们先来介绍一下Qualcomm（美国高通公司）骁龙808处理器。它与骁龙810处理器一样，隶属于骁龙800系列，是“面向顶级移动计算终端的芯片组，支持64位技术，配备LTE功能”，同样采用20纳米工艺制程，拥有双核ARM Cortex A57（最高2GHz）和四核A53内核。

Qualcomm（美国高通公司）骁龙处理器

正如大家所看到的，Qualcomm骁龙808处理器是一款六核处理器 ，相比八核处理器骁龙810少了两个A57核心。另外，它配备了Adreno 418图形处理器（GPU），支持2560×1600像素终端显示屏、1080p和4K外部显示屏，而且支持蓝牙4.1功能。

需要指出的是，它集成了Qualcomm骁龙X10 LTE调制解调器，支持LTE FDD、LTE TDD、WCDMA (DC-HSPA+, DC-HSUPA)、CDMA1x、EV-DO、TD-SCDMA和GSM/EDGE全球模，而且支持Cat 9，最高速率能够达到450Mbps，属于时下高端水准，并同样支持VIVE双流802.11n/ac，带MU-MIMO，涵盖了众多Qualcomm骁龙芯片的顶级技术。

介绍完了Qualcomm骁龙808处理器的基本信息之后，接下来笔者将通过测试机型LG G4行货版，进行多轮测试，让大家对它的性能有一个详细了解，而普通用户可以直接跳至最后一页。

前文中笔者说过，LG G4是首款搭载Qualcomm（美国高通公司）骁龙808处理器的智能手机。事实上，这款手机还拥有5.5英寸2K（2560×1440像素）屏幕，搭载1600万像素F1.8光学防抖摄像头，并配备3GB RAM和32GB机身内存，运行Android5.1操作系统，整体配置属于时下高端水准。

测试设备安兔兔评测（v5.7）得分

那么作为本篇的测试机型，LGG4在首轮测试中的表现如何呢？首先，笔者选择了常用的性能测试软件——安兔兔评测，对它的整体性能进行一番测试。需要说明的是，安兔兔评测能够一键运行完整测试项目，通过用户体验性能、CPU性能、GPU性能以及存储性能等多个方面进行测试，对手机的单项硬件性能和整体性能做出评分，而且支持64位设备。

在安兔兔评测（v5.7）基准跑分测试中，Qualcomm骁龙808测试设备总分轻松突破40000关口，当然这也在情理之中，总分为48115分，在热门机型排行榜中居于前列。就单项得分来说，它的“多任务”和“CPU整数”性能得分均在6000分左右，而“3D绘图”（2K屏）性能得分突破10000关口，达到12534分。

注：安兔兔评测测试得分越高，则表示设备的性能越强。

在上文中大家可以看到，Qualcomm骁龙808测试设备在安兔兔评测中“3D绘图”性能表现突出。事实上，移动设备3D性能的强弱，直接影响着设备在3D游戏中的实际表现，况且目前3D游戏越来越多，对于手机硬件的依赖程度也越来越高，下面笔者将通过安兔兔3DRating对它进行新一轮的测试。

Qualcomm骁龙808测试设备安兔兔3DRating测试得分

尽管软件名称都冠以了“安兔兔”，不过与安兔兔评测不同，安兔兔3DRating只偏重于设备图形处理器（GPU）硬件的3D部分，因此它测试所得分更能反映设备的3D渲染能力，也就是设备在3D游戏中的表现。

Qualcomm骁龙810测试设备安兔兔3DRating测试得分（仅供参考）

在安兔兔3DRating测试中，Qualcomm骁龙808测试设备（注：2K屏）的测试得分为6498分。事实上，进行类比的话不难发现，该得分属于时下高端水准。

注：安兔兔3DRating测试得分越高，则表示设备的性能越强。

为了进一步测试Qualcomm骁龙808处理器的图形性能，笔者选择了来自国外知名公司Rightware推出的性能测试软件Basemark X专业版。与安兔兔评测一样，它能够对设备游戏以及图像性能进行跨平台测试。不过相对于以上几款测试软件来说，Basemark X的测试分数一般都相对较低，大都不会超过100。

Qualcomm骁龙808测试设备Basemark X专业版测试得分

在Basemark X专业版的测试中，Qualcomm骁龙808测试设备“On-Screen模式”得分为11.742FPS，而“OFF-Screen模式”得分为17.792FPS，如图所示。需要说明的是，目前我们拿到的Basemark X专业版尚不支持2K显示屏，所以对于该设备的测试结果会造成一定影响。

Qualcomm骁龙810测试设备Basemark X专业版测试得分（仅供参考）

而Qualcomm骁龙810测试设备在Basemark X专业版测试中，“On-Screen模式”得分为26.733FPS，而“OFF-Screen模式”得分为25.302FPS。对比不难发现，相比Qualcomm骁龙810处理器，它在图像性能方面还存在一定差距。

注：Basemark X专业版测试得分越高，则表示设备的性能越强。

在测试了Qualcomm骁龙808的整体性能、图形性能之后，接下来我们再来看看它的网页浏览性能。事实上，随着智能手机的普及，用户对于手机的依赖程度越来越高，大有替代PC的势头，手机处理器网页浏览器性能的强弱，则直接与用户的体验挂钩。

Qualcomm骁龙808测试设备Vellamo测试得分

本轮测试中，笔者选取了“Vellamo”进行测试。它是一款网页浏览器基准测试软件，它可以对手机浏览器的性能及稳定性进行测试，包括Java脚本性能、渲染、联网和用户界面等，测试过程中会模拟用户浏览网页过程中遇到的各个状况。话不多说，接下来我们还是通过数据来说话。

Qualcomm骁龙810测试设备Vellamo测试得分（仅供参考）

在“Vellamo”测试中，Qualcomm骁龙808测试设备“HTML5项”得分为1984分，而“Metal项”得分为1646分。若是与骁龙810测试设备在该轮测试中的得分进行对比，我们不难发现二者的差距。

注：Vellamo测试得分越高，则表示设备的性能越强

对于普通用户来说，以上多轮测试难免枯燥。不过，从中我们不难看出Qualcomm（美国高通公司）骁龙808处理器在各方面的具体表现。测试了这么多，那么它在实际应用中的表现又如何呢？相信这是不少普通用户的心生，接下来笔者就从实际应用的角度进一步说明。

《狂野飚车8》游戏截图

在日常应用中，最考验手机性能的莫过于大型3D游戏，以及超高清的视频，有过相关经验的用户应该能够感同身受。以热门3D游戏《狂野飚车8》为例，Qualcomm骁龙808测试设备能够正常运行，界面渲染效果逼真，赛车转弯、加速响应迅速，表现令人满意。

《狂野飚车8》游戏截图

另外，对于4K视频，Qualcomm骁龙808测试设备同样可以流畅播放，声画同步，没有丝毫的卡顿，进一步展示了Qualcomm骁龙808处理器3D绘图性能在实际应用中的体现。

4K视频截图

至于功耗，在充满电的情况下，该Qualcomm骁龙808测试设备刚好能够使用一天（24小时），双卡待机一夜（注：8小时），电量损耗则为5%。对于不少用户关心的发热控制，就笔者的体验来说，在玩大型游戏，比如《狂野飚车8》时，机身背面靠上的位置会出现发热的状况，不过可以热度接受，退出游戏之后，机身温度则回归常温，属于正常水准。

结束语：

就目前的国内市场来说，仅有一款Qualcomm（美国高通公司）骁龙808处理器智能手机，不过鉴于该处理器在整体性能、3D绘图性能、网页浏览器性能以及功耗控制和发热控制等多个方面的不错表现，加之Qualcomm的大力推广，预计未来市面上将会有更多骁龙808设备出现，并有望如同当年的骁龙801处理器一样，成为一代经典。

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