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原著：元純 手機芯片生產(chǎn)廠商眾多，生產(chǎn)的手機芯片更是種類繁多。為我們所熟知的芯片廠商主要有高通、三星、聯(lián)發(fā)科（MTK）、英偉達、英特爾、博通、蘋果、海思、德州儀器、Marvell、愛立信、展訊等等。而在這些廠商中，除了英特爾使用x86架構(gòu)之外，其他公司基本上都在使用ARM架構(gòu)，由于ARM架構(gòu)價格便宜，低功耗，性價比高，所以得到廣大廠商的支持。兩種架構(gòu)各有特點，ARM架構(gòu)是開源架構(gòu)廠商只要向ARM購買產(chǎn)權(quán)即可使用；而x86架構(gòu)屬于私有架構(gòu)，它的特點就是性能高，但是缺點是功耗比較大，價格偏高。各個公司最新產(chǎn)品如下： 一、展訊：是地道的國產(chǎn)公司，目前市場上主要的產(chǎn)品有SC8810和SC6820兩款入門級智能手機芯片。SC8810 和SC6820采用1GHz CortexA5處理器， 40納米制程工藝、Mali 400 GPU和電源管理單元。均是面向低成本智能手機市場。由于能給手機生產(chǎn)商提供完整手機技術(shù)方案，是一般沒有核心技術(shù)的國產(chǎn)手機常用芯片之一。 二、愛立信的STE 9500是一枚主頻1GHz ARM Cortex-A9架構(gòu)的雙核處理器，并搭配Mali400圖形處理芯片，其性能不亞于MT6577，但市場上應(yīng)用并不是很多。愛立信將于近期推出一款處理速度打3GHz的的NovaThorTM L8580智能手機平臺，愛立信首席執(zhí)行官表示，該產(chǎn)品集成若干項市場上最先進的技術(shù)，包括意法半導(dǎo)體的28nm FD-SOI制造工藝，在處理速度、功耗和整體性能方面，新一代平臺創(chuàng)造了一個真正的業(yè)界記錄——將CPU速度提升35%，同時GPU和多媒體加速器提速20%。手機市場越來越大，愛立信的聲音卻是越來越微弱了，和其他廠商似乎還有很大差距的。 三、Marvell ：這幾款芯片將是美滿在13年上半年的主打的幾款芯片PXA988/ 986 /1088；PXA988/986，處理器為高達1.4GHz的雙核ARM Cortex A9，擁有1080p編解碼能力；PXA1088四核ARM Cortex-A7架構(gòu)的。可以輕松實現(xiàn)1080p視頻編碼和解碼。 四、德州儀器：OMAP4470 1.5GHz Cortex-A9雙核智能多核心處理器，降低功耗，提高實時響應(yīng)能力。384MHz PowerVR SGX544圖形核心，圖形性能可達到OMAP4430的2.5倍。；支持最高3屏高清輸出，最大QXGA（2048x1536）分辨率，HDMI 3D立體支持。雙通道LPDDR2 466MHz內(nèi)存，更高內(nèi)存帶寬。其性能從配置上就明顯高于三星的獵戶座。 五、海思： K3V2四核處理器是12年初業(yè)界體積最小的四核A9架構(gòu)處理器。他是一款高性能CPU，主頻分為1.2GHz和1.5GHz，是海思（華為子公司）自主設(shè)計，采用ARM A9架構(gòu)40NM制程。采用手機芯片中最高端的64bit帶寬DDR內(nèi)存設(shè)計來充分釋放四核的性能；K3V2還只是單純的CPU+GPU，并沒有集成無線模塊。電子產(chǎn)品尤其是擁有核心技術(shù)的產(chǎn)品總感覺國產(chǎn)的和別人的還有很大差距，畢竟在技術(shù)上還是有一定的差距的，希望國產(chǎn)能夠迅速崛起。海思的這枚芯片市場反應(yīng)貌似還不是很大；很期待海思的下一代K3V3能夠有良好的表現(xiàn)。 六、蘋果：（并不能算是智能手機廠商，它只是為了適應(yīng)自己的產(chǎn)品才走入這個行列的，有謠言稱蘋果一直在尋找“優(yōu)秀”的芯片，一旦找到合適的芯片將會放棄自己設(shè)計芯片——這個可能性應(yīng)該很小，畢竟在這方面已經(jīng)投入了很大的精力） 蘋果A6處理器是蘋果公司發(fā)布的最新移動處理器，主頻可以在550MHz至1.3GHz之間自動調(diào)節(jié)，采用非標準的ARM架構(gòu)，32nm制程的雙核處理器，集成了一顆三核芯的PowerVR SGX 543MP3，整體性能是A5的兩倍。蘋果的芯片并不是他的優(yōu)勢，蘋果的優(yōu)勢是他的優(yōu)化能力，能夠發(fā)揮出芯片的性能。使得A6的跑分成績也并不遜色。當然從目前來看，A5處理器的特點之一就是核心面積巨大，作為一顆移動產(chǎn)品的低功耗ARM芯片，它的122平方毫米的尺寸確實太大了，不利于功耗的降低和成本的控制；當然了成本對蘋果而言不是問題。反觀NVIDIA的Tegra2，芯片面積49平方毫米，CPU部分一樣，解碼能力等甚至比A5高；雖然A5的GPU理論性能比Tegra2高大約4倍，但是實際測試性能測試折算之后只高1.6倍。 七、博通： 定位于高端市場的BCM28150 是基于ARM Cortex-A9結(jié)構(gòu)的雙核處理器，主頻為1.1Ghz，支持雙通道LPDDR2 400M、支持4G HSPA+和1080p全高清視頻的芯片。在機頂盒市場及其他市場，博通很出色，但在智能手機市場，就略顯遜色了。 八、英特爾： PC機芯片大佬，在手機市場并不怎么顯眼，雖然也在手機市場打拼了一段時間了，但我們能看到的產(chǎn)品并不多，這主要是因為他仍采用高性能的x86架構(gòu)，但該架構(gòu)的功耗太大，雖然已有所優(yōu)化但總的還是比不了ARM架構(gòu)。最新推出的一款芯片，待機的狀態(tài)也不過才8~10小時，真正跑起來的話不是要帶著充電器？ 1、英特爾12年推出的首款智能手機芯片Atom Z2460，整個芯片由于CPU、GPU以及二級緩存和視頻編解碼模塊組成，其中CPU部分代號是Saltwell，基于32nm工藝設(shè)計，是一顆單核心雙線程處理器，處理器頻率為1.6GHz，二級緩存方面采用的是雙通道LPDDR2方案，二級緩存容量為512KB，除此之外還設(shè)計有256KB的隱藏緩存，隱藏的緩存采用低壓低功耗版SRAM，擁有自己的電壓調(diào)整策略，可以在CPU進入深度休眠狀態(tài)時存儲CPU狀態(tài)和L2緩存中的數(shù)據(jù)。GPU則采用PowerVR SGX 540其核心頻率為400MHz，其性能相較同級別產(chǎn)品有所提升。Atom Z2460采用了Imagination Technologies的VDX385和VDE285兩個模塊，支持對1080P全高清視頻的解碼和編碼工作，在視頻是出方面可支持1920x1080分辨率。Z2460平臺包含一個集成的可編程圖像信號處理器，支持最高每秒2400百萬像素（mpps）的超高吞吐量，用戶可以在短短1秒鐘時間內(nèi)拍攝多達10張照片。并且集成了硬件加速視頻編碼和解碼引擎，可用于高清視頻（MPEG4.2，H.264，WMV、VC1）的播放以及能夠?qū)崿F(xiàn)高質(zhì)量捕捉的編碼（MPEG4.2, H.264）。英特爾GMA支持最高分辨率為1280x1024的內(nèi)部顯示，以及30fps的1920x1080 HDMi輸出，通過配備HDMI視頻輸出接口，它可以支持全高清1080P視頻播放。英特爾的強悍的技術(shù)功底能為他奪回本身弊端造就的缺憾嗎？ 2、Clover Trail+：英特爾低功耗Atom Clover Trail將接替Oak Trail處理器，采用32nm工藝技術(shù)制造。能夠提供8和10小時的電池續(xù)航和待機時間。從架構(gòu)上說，Clover Trail+仍然使用Medfield平臺，但增加了第二個CPU核心（并啟用超線程），大幅改進GPU性能，引入了Clover Trail中采用的增強版內(nèi)存控制器。而相對Clover Trail來說，CT+的改進主要在GPU方面。CT+的一個大改進在于GPU核心。之前Medfield的Penwell SoC集成了單個PowerVR SGX 545核心，而CT+則具備兩塊PowerVR SGX 544核心。Intel在設(shè)定CT+的GPU頻率時非常大膽。Z2520中的544MP2最大運行頻率為300MHz，而Z2580最高則可以飆到533MHz。Z2580以最高頻率運行時將可以達到和蘋果A5X差不多的Shader性能，和iPhone 5的A6 SoC也能與之一戰(zhàn)。Intel宣稱GLBenchmark 2.5 Egypt HD offscreen的成績在30FPS左右，已經(jīng)接近Qualcomm Adreno 320的水平。改進的GPU可以支持更高的分辨率，最高1920 x 1200。CT+的內(nèi)存至系統(tǒng)仍然采用2 x 32-bit LPDDR2架構(gòu)，但最大數(shù)據(jù)傳輸率提升到1066MHz。CT+將有4種工作模式：零功耗的C6待命模式，低頻率模式（LFM），高頻率模式（HFM）和最大頻率模式（即Intel宣稱的突發(fā)性能技術(shù)BPT）。當以2GHz頻率全速運行時，CT+全平臺功耗將高于現(xiàn)有的所有高端產(chǎn)品。不過Intel宣稱CT+采用"HUGI” (Hurry-Up and Get Idle) 技術(shù)，將能更快速地進入掛起狀態(tài)，令平臺功耗低至0.5w以下，因此將更加省電。實際效果如何還有待實踐檢測。 CT+終于采用XMM 6360換下過時的XMM 6260。新的基帶芯片采用40nm制程，將支持42Mbps的DC-HSPA+和HSUPA category 7 (11.5 Mbps)，但仍不支持LTE。 九、英偉達：（畢竟是顯卡中的大佬，手機的顯示技術(shù)當然絕不會遜色） 1、 Tegra 2雙核ARM Cortex-A9處理器，最高頻率1GHz，二級緩存容量為1MB。準確的說他應(yīng)該時2+1核，因為它還包含有一個用于芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)/功耗管理的ARM 7處理器核心。顯卡為ULP GeForce 300Mhz( 4.8GFLOPS)；內(nèi)存則支持單通道LPDDR2 600MHz 或者 DDR2 667 MHz，采用的是40nm制程。 2、Tegra 3名為“四核”實際上內(nèi)部包含了5個CPU核心，其中一個被稱為“Companion CPU core”協(xié)核心。NVIDIA將這種架構(gòu)稱為vSMP（可變對稱多處理，Variable Symmetric Multiprocessing）。Tegra 3中的5個CPU核心在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上完全一致，均為Cortex-A9架構(gòu)。不過，其中四個采用高性能制程（G）制造，為更高頻率運行優(yōu)化。而最后一個協(xié)核心則為低功耗制程（LP）打造，漏電流更低，為低頻率運行優(yōu)化，最高頻率僅500MHz。vSMP架構(gòu)的特色在于，在“動態(tài)待機”（即運行后臺進程）和音樂、視頻播放時，全部四個主核心皆關(guān)閉節(jié)能，僅留下協(xié)核心運行。而在運行需要更高性能的應(yīng)用時，則按需逐個開啟主核心，同時關(guān)閉協(xié)核心，切換延遲不超過2毫秒。更重要的是，在操作系統(tǒng)的眼中協(xié)核心是不存在的，它只會看到四個性能平衡的核心，而不會發(fā)現(xiàn)在單核低負載運行時，實際上已經(jīng)切換到了更低功耗的協(xié)核心上。并且它還集成了12個執(zhí)行單元的GeForce GPU圖形核心，支持3D立體，并支持2560×1600的超高清分辨率，整體性能號稱五倍于Tegra 2，處理能力超越Intel的雙核心筆記本處理器Core 2 Duo。采用臺積電40nm工藝制造；二級緩存容量還是1MB，集成的內(nèi)存控制器也繼續(xù)是單個32-bit LPDDR2，只是做了簡單增強并提升了頻率。功耗方面Tegra 3在同等負載下將不會高于Tegra 2，當然如果開動全部四個核心，電池續(xù)航時間必然會受到一些影響。可以支持穩(wěn)定碼率40Mbps、峰值碼率60Mbps、分辨率2560×1440的高清H.264視頻解碼。它支持3200萬像素的主攝像頭，全新的300M像素/秒的圖形處理單元 3、Tegra 4仍然采用“4+1”的設(shè)計，即具備四顆主核芯和一顆省電核芯。Trgra 4集成了四個Cortex-A15 CPU核心主頻1.2~2.0GHz，以及一個第二代省電核心在架構(gòu)上同樣基于Cortex-A15，Tegra 4擁有多達72個定制的GeForce GPU光柵化處理單元，是上代Tegra 3的六倍之多，圖形和游戲性能自然會大幅度提升，同時還支持4K超高清視頻解碼，并有所謂的“PRISM 2 Display”顯示技術(shù)，可在保證清晰畫質(zhì)的同時降低背光功耗。Tegra 4的內(nèi)存從單通道LPDDR2升級為雙通道LPDDR3；Tegra 4采用臺積電28nm HPL工藝制造，特點是低功耗加高K金屬柵極(HKMG)，它與28nm HPM的不同是更注重漏電率與性能之間的平衡，在日常使用中的功耗比前輩降低了45%，用在手機上高清視頻播放續(xù)航時間可達14個小時。此外，Tegra 4帶來了創(chuàng)新的“計算拍照架構(gòu)能夠綜合CPU、GPU和攝像頭ISP(圖像處理器)、傳感器的計算能力，自動處理HDR照片和視頻，速度非常快。 十、MTK：（電源管理模塊還是十分優(yōu)秀的） 1、MT6577采用支持1.0 ~ 1.2GHz的Cortex-A9架構(gòu)以及40nm制程；PowerVR SGX531超頻版GPU；最高支持分辨率 1080*720，支持1080p/30fps視頻的錄制和播放（注：這是官方給出的數(shù)據(jù)，經(jīng)過真機測試，不支持大部分1080P視頻的播放）、最高支持800W攝像頭,雙攝像頭。同樣有著優(yōu)秀的電源管理系統(tǒng)。 2、MT6589四核芯片MT6589采用支持1.2GHz的Cortex-A7架構(gòu)，采用先進的28nm制程，配備雙核的Power VR SGX544MP圖形處理器，最高支持1300萬攝像頭和1080P的視頻錄制，最高支持1920×1080的分辨率屏幕。從軟件跑分來看明顯弱于tegra3以及Exynos4412以及APQ8064這幾種四核處理器以及近期剛剛上市的三星5系列雙核處理器。而在權(quán)威性較強的象限測試里，MT6589的得分僅有3000左右，約為目前主流四核處理器的二分之一水平。除此之外，最令人沮喪的消息莫過于MT6589處理器依然不支持DDR3內(nèi)存了，這在內(nèi)存性能上將大打折扣，對整機性能影響較大。但MTK的電源管理還是相當不錯的，再加上MT6589采用的時先進的28nm制程工藝從工藝上來說它就更加省電。 十一、三星：（三星的內(nèi)存管理是走在世界前列的，當然智能手機平臺是它展示自己的平臺之一） 1、Exynos 4210：2011年推出的Exynos 4210才是Exynos系列的第一款產(chǎn)品，它之前被人熟知的名字是 Orion（獵戶座）。Exynos 4210采用45 nm制程，擁有兩枚主頻為1.2 GHz的Cortex-A9通用處理核心，擁有32/32 KB I/D Cache, 1 MB L2 Cache，并且集成ARM Mali 400 MP圖形處理核心。在視頻方面，Exynos 4210支持單路WXGA和雙路WSVGA視頻輸出，支持HDMI v1.3a高清標準，可以拍攝1080p、30fps標準高清視頻；Exynos 4210提供了6.4GB/s的內(nèi)存帶寬，支持LPDDR2/DDR2/DDR3內(nèi)存。 2、Exynos 4212：2011年9月發(fā)布的Exynos 4212在Exynos 4210的基礎(chǔ)上再加改進：首先制程變?yōu)?2nm，比起之前的45nm能夠節(jié)省超過50%的能源。其次，雖然同樣為Cortex-A9架構(gòu)，但Exynos 4212主頻升至1.5GHz，比起4210更為強勁，3D性能約為后者的2倍，可用在手機及平板電腦上。 3、Exynos 4412：2012年初，三星正式推出了自家的首款四核移動處理器Exynos 4412。這款新Exynos A9 四核處理器，擁有32nm HKMG（高K金屬柵極技術(shù)）制程，支持雙通道LPDDR2 1066。新的32nm HKMG技術(shù)可以幫助降低功耗，按照官方的說法，和其前代比會減低20% 的功耗。三星Exynos 4412四核處理器仍然集成Mali-400MP圖形處理器，但三星公司已將這顆圖形處理器主頻由此前的266MHz提升至400MHz，新聞稿指出會比現(xiàn)有的雙核機型整體西能耐提升60%，圖像處理提升 50%。2012年5月，首款采用Exynos 4412處理器的智能手機三星Galaxy S III正式上市。 4、Exynos 5250：11年11月，三星宣布了基于ARM Cortex- A15架構(gòu)的Exynos 5250處理器。Exynos5250處理器采用32納米工藝，雙核Cortex-A15架構(gòu)設(shè)計，工作頻率2.0GHz，其內(nèi)存帶寬達到驚人的12.8GB/s，并可以來驅(qū)動高達WQXGA（2560x1600的）分辨率的顯示設(shè)備，計算性能是三星1.5GHz 雙核Cortex-A9架構(gòu)的Exynos 4210的2倍，3D性能則是現(xiàn)有產(chǎn)品的4倍。 5、Exynos 5 Octa全球首款八核移動處理器（并不能算是真正意義上的八核，因為八個CPU并不是同時工作，而是分為兩個四核分別運作），三星Exynos 5 Octa采用的是28nm工藝制程，基于ARM的ARM big.LITTLE/Cortex A15架構(gòu)（也就是所謂的大小核架構(gòu)），號稱是一種低功耗，高性能的移動處理器架構(gòu)。三星這塊八核處理器的特色是由兩個四核處理器組成，分別為1.8GHz的A15架構(gòu)處理器和1.2GHz的A7構(gòu)架處理器。三星稱，這款八核處理器的具備低功耗和高性能的特色，其3D性能將達到市面所有產(chǎn)品的兩倍之多。而Exynos 5 Octa的大小分別為主頻在1.8GHz的A15處理器，負責(zé)處理整段的高負荷任務(wù)；A7主頻為1.2GHz的處理器負責(zé)碎片化的輕量級任務(wù)。之所以要把A15和A7兩種架構(gòu)的內(nèi)核搭配起來，是因為A15本身的功耗實在是太高了，如果真的要把四核A15直接裝載到手機，相信手機的續(xù)航將會是個很大的問題。而big.LITTLE的理念則是用適當?shù)摹白鳂I(yè)分配”的形式讓A15和A7兩個核心進行協(xié)同工作，八核心是不會同時工作的。當需要高性能負載的時候，則會用到現(xiàn)在性能最強大的A15架構(gòu)處理器。而A7架構(gòu)處理器則是處理設(shè)備的日常大部分的操作，和一般用戶想象的“八核”同時工作不太一樣。這種做法是把A15的強悍性能以及A7的超高能耗比的優(yōu)點都發(fā)揮出來，雖然某種程度上算是一種妥協(xié)的做法，不過也是一個實用性很高的設(shè)計。而big.LITTLE的潛在問題，則是A15和A7處理器之間的切換問題，在big.LITTLE系統(tǒng)中，A15和A7處理器間是通過系統(tǒng)IP實現(xiàn)的，同時ARM還利用CoreLink CCI-400來實現(xiàn)處理直接的高速緩存的一致性。但是在A15和A7之間的切換是否存在延遲也是個問題。此外，在應(yīng)付大部分日常應(yīng)用中，A7處理器帶來的效能會不會比現(xiàn)在主流的四核A9處理器的體驗差一些，也還是個未知數(shù)。不過個人依個人觀點來看，三星的這個做法并不是那么可取，這一點和英偉達比起來貌似略顯落后了很多，在A7和A9之間的轉(zhuǎn)換時間就是一個不可忽略的問題，另外這樣做無疑是增加了生產(chǎn)成本。到底能不能在性能上戰(zhàn)勝Tegra4呢？ 十二、高通： 1、APQ8064隸屬于高通驍龍S4 Pro系列，采用28nm工藝制造，集成最新的Adreno 320 GPU，整合四個Krait架構(gòu)CPU核心，每核主頻最高達1.5GHz/1.7GHz。它是全球首款采用28nm制程的四核移動處理器，同時也是高通首款四核心處理器。APQ8064采用的Krait CPU微架構(gòu)是高通公司基于ARMv7-A 指令集自主設(shè)計的新型高性能架構(gòu)，采用異步對稱式多核處理技術(shù)（aSMP），較高通第一代Scorpion CPU微架構(gòu)在性能上提升60%以上，功耗降低65%。在指令集方面，Krait兼容CortexA-15 系列相應(yīng)的ARM指令如VFP3/v4和NEONAdv SIMD，而且在性能上Krait也和Mobile版的Cortex A-15 接近。所以Krait是CortexA-15 級別的處理器。但功耗卻遠低于Cortex-A-15。 2、Snapdragon 600 采用四核心 Krait 300 架構(gòu)設(shè)計，最高頻率可達 1.9GHz，集成強化版 Adreno 320 GPU，也支持雙通道 LPDDR3 800MHz RAM，支持從主內(nèi)存中獲取數(shù)據(jù)調(diào)入二級緩存。整體相當于當前 S4 Pro 的加強版，性能提升約 40% 左右。 3、Snapdragon 800是芯片制造商高通在CES 2013上發(fā)布的最新移動芯片，是目前高通最高端的移動芯片，新的Krait 400核心能夠?qū)r鐘頻率拉升至2.3GHz，同時Adreno 330 GPU和LPDDR3內(nèi)存模組在性能組合非常出色。這款芯片還支持更快的Cat.4 (150 Mbps下行)LTE網(wǎng)絡(luò)，802.11ac Wi-Fi，4K分辨率的高清視頻，顯示屏支持的最高分辨率達到了2560 x 2048。Snapdragon 800 采用新的 28nm HPm 工藝制程，總體性能將會比現(xiàn)有的 S4 Pro 提升 75%，集成的 Adreno 330 GPU 也比 Adreno 320 性能高出兩倍。第三代 LTE 基帶9x25不僅支持 4G LTE，還兼容 CDMA2000/WCDMA/LTE 和 WCDMA/LTE 網(wǎng)絡(luò)。使用異步對稱多處理（aSMP）架構(gòu)，能感知和控制每核峰值性能的動態(tài)功率，無需使用其它專用核心即可延長電池續(xù)航時間。這款芯片幾乎可以秒殺英偉達的Tegra 4。 手機芯片市場上演的芯片大戰(zhàn)，實在是激烈，但對我們現(xiàn)階段來說手機芯片的性能似乎已經(jīng)超出了我們實際使用的范圍，現(xiàn)在的雙核手機上跑起來大部分的應(yīng)用都沒有絲毫的問題，更不要說四核手機了，也許在沒有大型手機游戲或大型應(yīng)用軟件流行之前，手機拼芯時代將會很快結(jié)束。未來一段時期內(nèi)拼“芯”、拼硬件的手機生產(chǎn)廠家可能會轉(zhuǎn)向手機的性能上來。但芯片廠商之間的這場戰(zhàn)爭則是不會結(jié)束的。 |
