手机芯片新时代?细看处理器厂商之争

PChome | 编辑: 韩翔 2011-09-22 05:31:00原创 返回原文

处理器?CPU?这一词汇可以说创建了一个时代:数字时代。曾几何时,电脑如同现在的手机一样,硬件模块集中在少数几个硬件平台厂商手中,最底层的用户仅有的权利是购买回去使用,自己更换处理器和内存?简直异想天开。

ARM独霸天下 细看处理器厂商之争

处理器?CPU?这一词汇可以说创建了一个时代:数字时代。曾几何时,电脑如同现在的手机一样,硬件模块集中在少数几个硬件平台厂商手中,最底层的用户仅有的权利是购买回去使用,自己更换处理器和内存?简直异想天开。

如今的手机硬件平台仍旧如同当年的电脑平台,硬件集成度颇高,用户DIY困难,处理器更新缓慢,而且所有处理器几乎都是出自同一个父亲:ARM。ARM(Advanced RISC Machines)是微处理器行业中一家专门设计高性能、廉价、耗能低的RISC处理器、相关技术及软件的厂商,而这家厂商,又是如何从一家小小的处理器设计公司,变成如今占据了全球手机处理器市场90%份额的公司呢?

手机处理器几时会开始这样卖?

其实这也要从智能手机的鼻祖,曾经的手机业界巨头诺基亚说起,有句话叫成也Symbian,败也Symbian,正是因为诺基亚7650这款手机,它是世界上首部2.5G移动网络时代的智能手机,而它所采用的正是Symbian OS操作系统,但更主要的是,其采用了一颗主频为104MHz的ARM的处理器,在那个时代给用户的体验简直可以说是飞一般的速度。而从那时开始,诺基亚开始一直沿用ARM的处理器。

事实上,若不是智能手机的普及,ARM这个词对普通人来说几乎是完全陌生,工控专业的同学或许更加熟悉一些。毕竟功耗是ARM最大的优点之一,一般的VIA的X86主板,功耗都在40W左右或者以上,而ARM主板的功耗极低,EICB系列主板功耗整体也只有1W左右,而手机作为一款对功耗极为看重的产品,自然而然会将处理器的功耗作为首先衡量的标准,而功耗较高的X86处理器自然被判了死刑(当然,更为主要的是Intel处理器并不如ARM开放)。

苹果节能第一 细看处理器厂商之争

虽然诺基亚将ARM处理器普及开来,但真正引起ARM处理器火爆成长的,却是诺基亚的敌人——苹果。我们可以先来看看苹果iPhone一共4代的处理器:

iPhone与iPhone 3G的处理器其实都是同一款,主频为412MHz的ARM处理器,所不同的是第一代iPhone一开始采用的是400Mhz的主频,后来在一次固件升级中改为了412Mhz,而iPhone 3G则支持动态调整频率。

事实上这颗型号为ARM1176JZF的处理器最大主频高达620MHz,但苹果并没有将其功力全开,而是采用了自己的一套节能方法,用户抱怨?随他去吧。

随后的第三代产品,苹果将iPhone 3GS的处理器频率提升到了600MHz,同时内存容量也翻了一番,从128MB增至256MB,能够更流畅地运行新版系统。其实,三星帮苹果生产的这颗处理器,最高频率可以高达833Mhz,但苹果仍然进行了降频处理。

至此为止,苹果前三代产品采用的都是Contex A9构架的ARM处理器。但从iPhone 4开始,真正的飞跃也是在这时开始,苹果为iPhone 4搭载了一颗Contex A9构架的苹果A4处理器,A9构架的处理器拥有2.5DMIPS/MHz的出色性能,相比Cortex-A8核心2.0DMIPS/MHz高出了20%之多。(DMIPS/MHz是ARM公司用来衡量ARM核心性能的标准。DMIPS是Dhrystone Million Instructions executed Per Second的缩写,反映核心的整数计算能力。并不能反映缓存、内存I/O的性能,但可以真实反映处理器性能)

苹果A4处理器的升级版自然是A5处理器,这颗双核Cortex-A9构架的处理器频率同样高达1GHz,同时加上PowerVR SGX543 MP2显示芯片那2000M的像素填充率,强悍的性能相信大家都已经在iPad 2上面体验过了,那为什么苹果迟迟不出搭载同样芯片的iPhone 5呢?

这就不得不说到A4处理器与A5处理器的面积了,A4处理器的面积为53.22平方毫米,而A5竟然达到了122.21平方毫米之巨,如果反应到手机上,我们就拿iPhone 4来对比一下吧,就是如下所示:(蓝色为A4,咖啡色为A5)

四核NVIDIA 细看处理器厂商之争

A5这样大小的处理器放在平板电脑上还将就,但放到手机上的话,散热问题将是苹果最头疼的,毕竟处理器的面积比NVIDIA的TEGRA 2大了两倍之巨。而性能虽然比TEGRA 2强悍,但TEGRA 3却已经箭在弦上等待发射。那我们就来看看拥有4核处理器的TEGRA 3,代号为Kal-EI的火星科技到底能耐如何。

上图为Kal-EI处理器的布局示意图,从中我们可以看出,与其说它是四核处理器,不如说是5核处理器,为什么这么说呢?因为Kal-EI中还包括了一个低功耗的节能核心,这块处理器的作用很简单,也就是运行除了游戏,浏览器网页,Flash渲染以及视频播放以外的事。简单来说,不运行大型程序待机时的节能任务就交给它了。

这不禁令人联想到了NVIDIA的优驰(Optimus)技术,这项笔记本上的节能技术通过无缝切换NVIDIA显卡与Intel集成显卡的工作来达到节能的目的,而Kal-EI上面的第五核采用的正是类似技术,同时Kal-EI处理器也会在执行不同任务时进行核心数切换,关闭多余的核心达到最节能的状态。 

因此Kal-EI的功耗在视频播放时尤为明显,相比上一代TEGRA 2,TEGRA 3在播放视频的时候能耗节省了61%之巨,也就是说如果你使用的是平板电脑,屏幕将直接决定了你的续航时间,处理器的影响微乎其微。

高通死磕 细看处理器厂商之争

那另一家为人所熟知的ARM处理器厂商高通打算怎么办?其实他们下一代Snapdragon S4处理器将在本年底正式出货,S4系列处理器包括有单/双/四核等多种型号,采用28nm工艺制造。最重要的是,最高频率竟然高达2.5GHz!

S4其中的旗舰型号,四核心APQ8064在设计之初就是为了与Intel看齐,因此性能上可谓强悍之极,APQ8064提供四个可以独立控制的异步CPU核心,以提供最高效率。同时还首次采用了四核心GPU,这款四核心Adreno 320性能比Nexus One中的Adreno 200提升了至少15倍之巨,相比如今的普及型号MSM8255中的Adreno 205也有4倍的提升。

同时APQ8064还提供有多种功能,包括支持PC与LPDDR内存插槽,带有PCIe接口,以及多个USB插槽,这些动作可谓是直接向intel开炮,如此凶猛的发力到底效果如何,明年年初就能见分晓。

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