多核和多线程技术可大幅提升 Android 网页浏览性能

作者：MIPS公司应用和基准测试经理Eyal Barzilay

采用多核技术提升 CPU 马力，是一种通过硬件提供更高系统性能的日益常见的做法。即使对许多视成本和功耗为重要设计考虑的大量消费性应用，也是如此。但是，升级到多核系统并无法保证一定能够提升性能或改善用户体验。因为提升系统性能不仅是硬件方面的问题，软件也必须能充分利用并行硬件资源。然而软件一直在改变 —— 系统变得越来越复杂，以至于在许多情况下，多个进程和线程在同时运行；同时，应用程序也在被优化，以便在多处理硬件的趋势中更加受益。

基于以上考虑，我们最近采用 EEMBC 的 BrowsingBench 基准测试程序来评估 MIPS 多核 (MC) 和多线程 (MT) 技术能带来的性能提升。我们的目标是在 Android 软件平台上看看这些技术能在多大程度上改善一个非常流行的、实际的消费性应用（网页浏览）的用户体验。

BrowsingBench 是一个可靠而应用广泛的工具，受到多家领先的科技公司的信任与采用。它可以测量大量不同内容页面的加载和渲染时间，并以可靠的方式进行，以生成可重复而有用的结果。它可以在任何一个有网络浏览器的联网设备上运行。与合成测试 (Synthetic Test *) 不同，BrowsingBench 的运行方式与用户在联网设备上的操作完全相同。我们过去曾采用多种其他适用于评估 MC/MT 系统性能的基准测试程序，但没有一种能够像 BrowsingBench 一样，可提供代表真实世界联网设备用户体验的性能指标。

我们在一个以 MIPS32 1004K 一致处理系统 (CPS) 为基础的系统上运行 BrowsingBench。在最高配置方面，1004K CPS 能支持最多 4 个核、每个核配备 2 个硬件线程（亦称为虚拟处理单元或 VPE）。但为了简化测试，我们采用双核、每个核两个 VPE 的配置，总计有 4 个 VPE。根据 MIPS 的多线程技术，VPE 实际上是逻辑 CPU，在 1004K 的每个核中两个 VPE 共享一条物理流水线。


我们系统上的软件平台是 Android，测试中采用了每套 Android 系统都会配备的 Android 浏览器。

为评估多核和多 VPE 对网络浏览器产生的性能提升，我们采用 4 个不同的配置来执行 BrowsingBench，如下表所示。在所有的案例中，测试都是在相同的双核 1004K 系统上执行，不过我们通过操作系统来启用和禁用核与 VPE。

配置代号	核的数目	每个核的 VPE 数	逻辑 CPU 数	说明
C1V1	1	1	1	基本配置：单核、单 VPE
C1V2	1	2	2	单核、启用 MT
C2V1	2	1	2	双核、关闭 MT
C2V2	2	2	4	完整配置：双核、启用 MT

我们想要回答的重要问题是，Android 是否能利用这些多重处理资源来更快地载入和渲染网页，从而改善用户体验。为做到这点，Android 在处理浏览工作负荷时，必须能使用并行的进程和线程。

测试结果显示于下表和下图。毫无疑问，Android 的网络浏览性能因为采用 MC 和 MT 技术而得到大幅提升。

配置代号	核的数目	每个核的 VPE 数	逻辑 CPU 数	相对 BrowsingBench  分数
C1V1	1	1	1	1.00
C1V2	1	2	2	1.43
C2V1	2	1	2	2.13
C2V2	2	2	4	2.54