x86架構的android手機相容性問題

x86架構的android手機相容性問題

自從CES2012上Intel釋出了針對移動市場的Medfield平台以來，市面上出現過一些基于X86的Android手機。

大部分Android應用都使用基于Dalvik Java代碼開發。理論上，由于Dalvik代碼在系統的虛拟機中執行，在x86的ATOM平台上不會有性能損失。但由于虛拟機執行效率的有限，對于一些高性能追求的應用，谷歌允許開發者使用原生的C語言代碼。而原生代碼是針對硬體平台編譯，x86，ARM或是MIPS都有其相應的二進制檔案。通常來說，針對ARM平台編譯的二進制代碼，x86的處理器是無法直接運作的。而主流的安卓産品均采用ARM處理器，盡管很早之前，Google的Android NDK就引入了x86編譯的選項，但至今還是有相當一部分應用隻針對ARM平台進行了編譯，這就造成了x86安卓平台相容性問題。

為了解決這一問題，Intel在推出Android手機系統的ATOM平台之初，就引入了“二進制轉換”（Binary Translation）這一功能，來解決x86無法直接運作ARM庫的問題。針對ARM編譯的二進制代碼會被ATOM處理器翻譯成x86執行的代碼，進而運作包含為ARM編譯的原生代碼的應用。

通過這一功能，x86 ATOM可以相容市面上的絕大部分應用。最新的采用Atom Z2580處理器的聯想K900已經宣傳自己能相容市場上的TOP 20000應用。

在解決了相容性問題後，加上x86 Atom單核戰雙核、雙核秒四核的彪悍性能（跑分），x86似乎已毫無黑點，橫掃市場指日可待。但遺憾的是，x86所宣傳的“相容”與“性能”，由于目前的生态環境的限制，并不能兼得。

盡管TOP 20000的應用已經可以被相容，但個人統計了豌豆莢市場中最熱門的250個應用，其中31%的應用沒有使用原生代碼。剩下的69%含有原生代碼的應用中，隻有8%包含了x86庫，剩下61%隻有ARM原生庫。也就是說，隻有這8%的應用，x86可以發揮自己的最佳性能，而絕大部分，都需要進行二進制轉換去進行相容。

通過統計當樂網中最熱遊戲TOP100，我們發現，隻有6%的遊戲不含原生庫，勝于94%的遊戲都含有原生代碼。在這其中，隻有5%的遊戲含有x86原生庫，剩餘的将近90%的遊戲，都需要Atom處理器通過二進制轉換運作為ARM編譯的代碼。

通過實驗對比，我們發現：當使用x86原生庫時，我們可以發現ATOM的單線程性能異常強悍，特别是記憶體性能。而一旦采用相容模式，二進制轉換運作ARM庫，性能就大大下降。可以看到二進制轉換相比原生執行x86代碼，損失的性能還是很可觀的，在性能訴求的應用中，損失可高達50%以上。在一些遊戲類應用中，也會帶來約400mW的CPU功耗的增加。

總的來說，x86的Android之路還很漫長，盡管通過Intel和廠商的努力解決了相容和性能問題，但相對惡劣的生态環境使得性能和相容不可兼得。

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事實證明，經過我的測試，x86 的應用相容性已經做的十分完善，英特爾此前宣布可達 95% 的相容性不假，大家大可放下心裡包袱。不過英特爾是如何做到的，這背後的原因很多人并不知道。恰好在 IDF 上，我遇到了一位英特爾軟體部門工程師，他向我通俗的講述了其中的原因。

其實問題主要出在指令集上，x86 使用的是 SSE 指令集，而 ARM 是用的 NEON 指令集，兩者差異導緻了應用不相容。不過好在 Android 的大部分應用運作在 Dalvik 虛拟機之上，并不依賴 CPU 架構，是以這些應用可以很好地跑在 x86 上。

支援 Dalvik 的程式占據大多數，但仍然會有一些應用繞過 Dalvik。比如需要更高的性能或者需要硬體的支援的時候，前者通常是大型遊戲，後者則是結合了感應器或者電源管理等硬體相關的應用。Angry Bird 兩者都不占，是以可以相容，賽車遊戲兩者都需要，是以大多不相容。

這些稍顯複雜的應用數量并不低，且使用者需求強烈。為了快速解決這些問題，英特爾試圖通過技術去完善，開發了一種轉換技術“Houdini”。 “Houdini”相當于一個中間層，可以讓原本不相容的應用跑在 x86 上。但這種強行結合的技術運作起來往往效率不高，容易出問題，且會增加 2% 左右的耗電。

從源頭解決問題顯然是更好的辦法，盡管速度會慢一下。自從英特爾和 Android 合作之後，英特爾就提供了 x86 的 NDK。開發者隻需在應用中支援這個 NDK，應用在送出時會自動生成 2 個 app，裝置在下載下傳時會根據自己的架構下載下傳合适的 app。這種方法并不難，效果也最好，難的是如何讓衆多開發商甘願合作。是以英特爾以及手機廠商會去和應用廠商挨個合作，督促其支援 x86 的 NDK。

現在已經有很多大型遊戲支援 x86 架構，包括極品飛車、無盡之劍等。使用者大可不必擔心，因相容性引起的影響已經十分微小了。

況且使用者日常使用最頻繁的恰恰是那些十分簡單、無需重新适配的應用。由于 Android 使用虛拟機，應用性能常遭人诟病，但是這樣做的好處是，應用可以輕松跨平台運作。如果沒有這個，那對英特爾來說将是災難性的，從這點來看，英特爾還是十分幸運的。