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作為手機處理器行業內堪稱元老級的芯片廠商，德州儀器的處理器芯片一直憑借其出色穩定的性能表現以及良好的兼容性而備受推崇，今天筆者就帶大家來細細盤點德州儀器旗下OMAP平臺的全系產品，讓用戶對德州儀器的手機處理器產品有更深入的了解。 德州儀器公司成立于1930年，是有著近80多年歷史的全球知名半導體廠商，它以開發、制造、銷售半導體和計算機技術聞名于世，主要從事創新型數字信號處理與模擬電路方面的研究、制造和銷售。當然，德州儀器的業務還包括我們今天將要為大家解析的OMAP系列手機處理器。 
元老級手機處理器芯片廠商德州儀器的logo OMAP(Open Multimedia Application Platform)開放式多媒體應用平臺，是德州儀器研發的一種專為智能手機、平板電腦和其它具有豐富多媒體功能的移動終端設備而設計的高性能應用處理器，通常包括一個或多個ARM架構處理器和專用協處理器等，這一系列的處理器芯片在早期的諾基亞經典Symbian智能手機以及如今的摩托羅拉 Android智能手機上應用最為廣泛。 堪稱經典的OMAP 1代處理器:成就諾基亞的輝煌 OMAP 1是德州儀器于2003年推出的第一代移動智能終端處理器，具體產品只有OMAP1710這一款。OMAP1710是當時業界第一款采用90nm工藝制程技術的處理器產品，它包括一個基于ARM926TEJ V5 架構的處理器，一個TMS320C55x DSP引擎(使得運行程序和通話互不影響)以及一系列用于處理視頻編解碼、靜態圖像壓縮、JAVA和安全性的軟件和硬件加速器。
第一代OMAP1710處理器芯片核心架構圖 也許你現在會對這款OMAP1710處理器感到些許陌生，但相信很多人都用過搭載這款處理器的產品，因為當時諾基亞旗下眾多經典Symbian智能手機均搭載這款處理器，這其中就包括當時的大眾流行街機N70和N73，此外還有諾基亞6630、6680、6681、E50、E60、E61、E62、 E65、E70、N71、N72(網購最低價 746.0元)、N80、N90、N91、N92等至今讓人懷念的經典產品。
當年大眾流行街機N70用的就是這一系列的處理器 OMAP1710所集成的ARM926架構處理器主頻最高為220MHz，擁有32kB的指令緩存以及16kB的數據緩存，支持JAVA硬件加速功能，其內置的內存控制器最大可支持128MB DDR內存，綜合性能方面相比前代產品提升了40%。 而得益于其采用的低壓90nm制程技術，處理器已經可以在1.05—1.3V之間動態調整，待機狀態下的耗電量僅為10mAh，并且還為應用處理、數字基帶和實時時鐘提供獨立電源，以便于對功耗進行精確控制，這也是為何早期諾基亞Symbian手機在續航方面擁有出色表現的原因之一。 作為TI公司TCS wireless chipsets通訊解決方案當中一個重要的可選處理器，OMAP1710能使手機順利工作在GSM、GPRS、EDGE和UMTS這些當時主流的網絡模式下，另外在兼容性方面TI也對其進行最大限度地優化，可以支持包括Linux、Windows Mobile以及Symbian OS等當時主流的智能平臺。 性能更為強大的OMAP 2代處理器 由于OMAP1710處理器在諾基亞Symbian終端平臺上取得了巨大成功，TI在當時的手機處理器芯片行業發展得可謂順風順水。2年之后，TI 就在前代產品的基礎上推出了更為強大的OMAP 2代處理器，該系列產品型號包括OMAP2420、OMAP2430以及OMAP2431。 相比前代產品，OMAP2代雖然繼續沿用低壓90nm CMOS工藝制程技術，但集成了更為先進的ARM11架構處理器內核，支持當時所有的電話標準，并兼容任何調制解調器芯片組，具有并行處理的優點。
三款OMAP 2代處理器芯片對比 OMAP2420除了集成有最高主頻為330MHz的ARM11處理器內核之外，還擁有TI的220MHz TMS320C55x型DSP引擎、2D/3D圖形加速器、高級IVA1成像視頻和音頻加速器等。系統硬件可支持藍牙、紅外和高速USB傳輸，兼容A- GPS定位功能，還可利用WLAN功能無線上網，并支持第三方SD、MMC存儲卡擴展。
OMAP 2420處理器核心架構圖 而在圖形處理方面，OMAP2420嵌入了Imagination Technologies公司研發的POWERVR MBX型GPU，首次支持OpenGL ES 1.1以及OpenVG標準。其內置的專用2D/3D圖形加速器可每秒生成2百萬個多邊形，能處理400像素甚至更高的靜態圖片。而其集成的高級IVA1 加速器還可協助OMAP2420最多支持400萬像素攝像頭，實現30幀/秒的VGA(480*640像素)視頻記錄，并能提供接近Hi-Fi級的3D環繞音效，而且還支持TV-OUT輸出功能。 在當時看來，這款OMAP2420處理器在多媒體方面所展現的實力還是相當突出的，包括諾基亞后續推出的N82、N93以及N95 8G等高端機型均采用這一款處理器。
當年的貴族手機諾基亞N95 8G用的就是OMAP2420處理器 同系列的OMAP2430雖然也集成了最高主頻為330MHz的ARM11架構處理器內核，但是卻把OMAP2420上的220MHz的DSP通訊單元給閹割掉了，將通話功能集成到了ARM11處理器上，或許TI的這一策略是出于成本控制以及節電的考慮。雖然OMAP2430依舊集成了專用的 2D/3D圖形硬件加速器，但性能卻有所縮水，降低為每秒處理1百萬個多邊形。 而后期推出的OMAP2431則顯得有些異類，不僅把OMAP2420上的DSP通訊單元給閹割掉，就連2D/3D圖形硬件加速器也被無情地閹割掉。這也就解釋了，為何搭載OMAP2431處理器的N86在Jbenchmark3D測試中不如N95 8G流暢，圖片瀏覽也同樣遜色于N95 8G。
OMAP 2430/2431處理器核心架構圖 不過N86卻在系統相應速度以及視頻播放方面快于N95 8G，這是因為OMAP2431所集成的ARM11架構處理器主頻已由OMAP2420/2430上的330MHz提升至434MHz。 值得一提的是，OMAP2430/2431上的IVA影像與音視頻加速器也由OMAP2420的IVA1提升至更為強大的IVA2，這使得相比前代產品OMAP2420在視頻性能上提高了4倍，而圖形處理能力則提高了1.5倍。
后期諾基亞推出的N86搭載OMAP 2431處理器 盡管現在看來，OMAP1以及OMAP2系列處理器芯片的能力顯得有些過時，但在當時卻憑借其穩定的性能表現、良好的兼容性以及出色功耗控制，在當時如日中天的Symbian智能平臺上得到廣泛應用。 應該說，諾基亞早期的經典Symbian智能手機能夠大賣并一直保持不錯的口碑與人氣，很大程度上TI的處理器在其中也扮演了重要的角色。當然，諾基亞Symbian智能手機的熱銷也進一步鞏固了，TI在當時移動處理器領域的核心領導地位，市場份額占據了半壁江山。這種相輔相成，相互促進的效應在之后的摩托羅拉身上得以重演，關于這一點我們后面將講到。 OMAP 3代處理器助力摩托羅拉在Android市場成功翻身 隨著智能手機市場的快速發展，曾經人氣高漲的Symbian平臺已經開始逐漸走下坡路，而以Android為代表的新興智能平臺的異軍突起無疑為之后移動處理器領域的競爭注入一針強心劑，由此TI的第三代移動處理器OMAP3應運而生。
第三代全新架構和工藝的OMAP 3代處理器 TI的OMAP3平臺包括早期推出的OMAP34XX(3410/3420/3430)系列以及后續的OMAP36XX(3610/3620/3630/3640)系列處理器，其中OMAP3430最為引人關注，拯救摩托羅拉于水火之中的里程碑一代(Milestone)正是搭載了這款處理器。
OMAP 3代處理器全系列產品對比 OMAP3430率先集成了ARM公司基于ARMv7指令集研發的最新Cortex-A8架構處理器，主頻最高為600MHz，最高支持256MB DDR內存。由于TI完全采用ARM公司提供的內核架構，并沒有修改，因此OMAP3430也成為業界第一款集成Cortex-A8架構內核的量產處理器芯片，相比此前的ARM11架構處理器在整體性能方面提升了三倍。
讓摩托羅拉東山再起的Milestone 同時，OMAP3430也是業界第一款采用65nm工藝制程的處理器，更先進的制程技術使得OMAP3430在降低內核電壓進而降低功耗的同時帶來更為高效的性能。 而在多媒體方面，OMAP3430集合了更先進的IVA2+加速器，使得在多媒體處理方面可比前代提升4倍之多，可支持MPEG4、H.264等 DVD視頻的編解碼，分辨率最高可達到720P。此外，OMAP也嵌入了Imagination POWERVR SGX530 GPU芯片，并支持 OpenGL ES 2.0 和 OpenVG標準API接口規范，而其內置的2D/3D圖形硬件加速器可以提供更加逼真的用戶界面和游戲畫面效果。
OMAP 3431處理器核心架構圖 另外，OMAP3430還內置有ISP圖形信號處理器,既可以提供圖像質量又可減少外部組件從而降低系統成本和整體功耗，OMAP3430最高可支持1200萬像素的攝像頭以及XGA級(1024*768像素)系統顯示。 在功耗方面，OMAP3430搭載了TI獨有的電源管理技術，通過SmartReflex技術可以根據設備活動、操作模式和溫度來動態控制內核電壓、頻率和功率，進而降低處理器整體功耗。 應該說，堪稱一代神機的摩托羅拉Milestone在面世之后能夠迅速占領市場，并成功幫助摩托羅拉在Android平臺上實現華麗轉身，所搭載的 OMAP3430處理器功不可沒，其穩定的性能表現和良好的兼容性發揮了很大的作用。不過也正是因為OMAP3430推出的時間相對較早，并且最大僅支持 256MB內存，因此摩托Milestone在升級到Android2.2后在播放Flash方面就明顯有些吃力。 需要注意的是，由于65nm制程技術對于Cortex-A8架構處理器來說在功耗控制上仍有不可控的問題，因此TI將OMAP3430所集成的 SGX530 GPU運行頻率由默認的200MHz降至110MHz，這也是為何摩托Milestone在游戲體驗方面不及當時iPhone3GS的原因之一，雖然這兩款同時代的產品在硬件規格上有著很大的相似之處。
摩托Milestone因GPU降頻致游戲體驗不及iPhone3GS 后續推出的OMAP36xx系列處理器，雖然也集成了ARM Cortex-A8架構處理器，但芯片本身采用了更為先進的45nm工藝制程技術。先進的制程技術不僅讓芯片本身擁有更小的發熱和耗電，在性能方面也得到了充分發揮。這其中OMAP3610/3620/3630處理器的默認主頻已提升至720MHz，而OMAP3640更是提升至1GHz，最大限度地發揮了Cortex-A8架構的性能。
OMAP 3630處理器核心架構圖 有鑒于Milestone的巨大成功，摩托羅拉與TI保持了更為緊密的合作關系，摩托羅拉后續推出的Droid X、Milestone2以及廣受好評的Defy(網購最低價 805.0元)三防手機均搭載OMAP36xx系列處理器。 雙核時代OMAP 4發力Android市場 然而Android平臺的快速發展無形中也加劇了移動處理器芯片行業的競爭，更多的廠商開始在這一領域嶄露頭角，其中nVIDIA更是憑借在圖形處理方面多年積累的優勢在移動處理器領域發力，率先推出首款集成Geforce ULP的雙核ARM Cortex-A9架構處理器。 緊隨其后，TI也發布了其OMAP4系列雙核處理器平臺，具體產品包括OMAP4430/4440/4460/4470。OMAP4系列集成有雙核心ARM Cortex-A9MP架構處理器，默認主頻從1GHz-1.8GHz不等。相比之前的Cortex-A8架構在整體性能上提升了1.5倍，在制程技術方面則依舊沿用了45nm工藝。
全新雙核OMAP 4處理器平臺 這其中OMAP4430的默認設計主頻為1GHz，擁有1MB二級緩存，內存方面支持雙通道LPDDR2 1066。而在GPU方面更是搭載了超頻版的PowerVR SGX540，將默認的200MHz提升至300MHz，擁有支持包括OpenGL ES v2.0、OpenGL ES v1.1、OpenVG v1.1和EGL v1.3等主要API，相比先前的SGX530在整體性能方面，提升2倍之多。另外，OMAP4430還集成了包括ISP圖像信號處理器以及IVA 3多媒體加速器，可實現1080P多標準視頻的編解碼功能。
OMAP 4系列各處理器產品性能對比 OMAP4430綜合性能領先同期其他品牌產品 相比之下，nVIDIA率先推出的Tegra 2雙核處理器雖然也是基于Cortex-A9內核架構，但由于Tegra2的內存通道控制器帶寬僅為32bit，并且閹割了NEON加速模塊，這使得其在軟解Flash以及高清視頻播放上有些力不從心。而三星的獵戶座雖與OMAP4430在內存控制器帶寬上同為64bit，并且都保留了NEON加速模塊，但OMAP4430芯片的封裝面積比獵戶座小很多，這也使得功耗控制上會比獵戶座具有明顯的優勢。 另外，高通的MSM8260型雙核處理器由于采用異步雙核的內核設計架構，因此整體性能上相比OMAP4430也有一定的差距。
OMAP 44XX系列處理器核心架構圖 這也是為何OMAP4430能夠在早期的雙核系列處理器中獲得怪獸級的美譽，成為當時綜合性能最強的雙核處理器，而摩托羅拉的Milestone3、XT883(網購最低價 1598.0元)以及三星的I9100G(網購最低價 2791.0元)均搭載這款強悍的處理器。
OMAP 4系列各處理器產品性能對比 在2010年末，TI發布了最新的OMAP4440處理器，雖然同樣采用雙核心Cortex-A9MP架構處理器，但處理器主頻已由 OMAP4430上的1GHz提升至1.5GHz，同時還集成了兩個Cortex-M3核心用于在更高的能效下處理高時效性應用以及任務管理工作，其中也包括PowerVR SGX540圖形顯示核心。在升級配置后，其圖形性能有了25%的提升，網頁載入時間可減少30%，1080P視頻播放性能提升一倍。 而2011年在上市的OMAP4460處理器則進一步在OMAP4430的基礎上提升了CPU和GPU運行頻率，其他方面則基本與OMAP4430 保持一致。而TI處理器長久以來穩定的效能表現和良好的兼容性也在OMAP4460上得到繼承，包括摩托羅拉Droid RAZR(XT910)以及GALAXY Nexus等明星機型均搭載這一系列處理器。
頗受好評的GALAXY Nexus搭載的正是OMAP 4460處理器 今年在CES大會上最新發布的OMAP4470處理器采用智能型多內核架構，在保持低功耗的同時最大限度提升產品性能。處理器不僅同樣集成雙核心 Cortex-A9MP處理器，同時也集成了兩個266MHz的實時電源效率Cortex-M3核心，這其中CPU主頻更是提升到了1.8GHz，并且支持雙通道466MHz LPDD2內存，相較OMAP4430在頁面瀏覽效果上提升80%。 而圖形核心方面，也由OMAP4430/4460上的PowerVR SGX 540升級為PowerVR SGX 544，基于渲染管線的成倍提升以及384MHz的GPU頻率，OMAP4470的圖形性能相比OMAP4430已提升2.5倍，此外也全面支持微軟 Direct X 9、OpenGL ES、OpenVG與Open CL等API標準,開始支持ARM版Windows8系統平臺。
OMAP 4470處理器將在Win8平板上大有可為 另外，OMAP4470還加入了硬件圖形合成引擎，內置了獨立的2D圖形顯示核心，可以在不需要GPU的情況下進行圖像合成輸出，最大可提供QXGA(1536*2048像素)分辨率顯示、3屏高清輸出以及HDMI 3D立體支持。由于目前OMAP4470尚未進入完全量產階段，因此目前市面上尚未見到搭載這款處理器的產品，或許我們在最新一代的谷歌手機身上能看到它的身影。 即將面世的全新架構和制程的OMAP 5平臺 隨著基于28nm制程技術的逐步成熟，以及擁有更高性能和更低功耗設計的ARM Cortex-A15多核架構處理器的發布， 處理器芯片領域將再一次迎來全面升級，TI最新的OMAP5系列處理器也就由此誕生。
集合全新架構和最先進制程的OMAP 5平臺
ARM Cortex-A15多核架構內核發布 OMAP5系列處理器均采用目前業界最先進的低功耗28nm工藝制程技術，包含有各種內核，其中包括ARM Cortex-A15多核架構處理器、多個圖形內核以及各種專用處理器。為了滿足不同的需求，OMAP5系列主要包括OMAP5430以及 OMAP5432兩款產品，它們在大體架構上并無區別，只是封裝尺寸、內存通道控制以及外部I/O等方面稍有不同。其中，OMAP5430主要針對智能手機、平板電腦等設備，而OMAP5432則針對尺寸偏大的諸如筆記本電腦等設備。
OMAP 5平臺各處理器產品性能對比 OMAP5430擁有兩個最高主頻可達2GHz的ARM Cortex-A15內核處理器，以及兩個可實現低功耗負載和實時相應的ARM Cortex-M4處理器，支持雙通道LPDDR2內存(OMAP5432支持雙通道DDR3/DDR3L內存)。由于28nm工藝的Cortex- A15相比于40nm工藝的Cortex-A9，不僅單線程運算效能提升1.5倍，而且浮點運算性能也提升1.6倍，這使得該芯片在整體性能上相比上一代提升了近3倍。
OMAP 5平臺產品的綜合性能很強大 在視頻方面，OMAP5430內置有IVA3 HD多媒體加速器，保證其能夠輕松應付1080P60幀全高清視頻的編解碼以及1080P30幀3D立體電影的編解碼。而其內置的多核成像和視覺處理單元，則能夠讓OMAP5430最大支持2400像素的靜態圖片拍攝以及1080P全高清視頻拍攝功能。 在圖形處理方面，OMAP5430集成了PowerVR SGX544-MP2多核心GPU。關于這顆GPU，雖然TI官方目前并未給出其詳細的性能介紹，不過從TI在近期Computex大會上拿 OMAP5430與采用45nm工藝制程的蘋果A5x對比就可以一斑。雖然OMAP5430的SGX544MP2顯示核心規模僅為蘋果A5X上 SGX543MP4的一半，但通過GLBenchmark 2.5測試后卻發現，OMAP5430的圖形性能更為出色，平均領先A5X達到12%左右，由此可見28nm工藝制程的OMAP5430在圖形處理上的性能非常值得期待。
OMAP 5平臺產品的綜合性能很強大 而在功耗控制方面，OMAP5平臺上全新多核心管理架構可以讓多核心分配處理更加智能有效，而TI的SmartReflex 3能源管理技術則更進一步保證OMAP5芯片能夠在低功耗下實現高性能。 此外，OMAP5平臺組件還可提供包括WiLink無線鏈接、電池管理以及音頻管理等功能，更多詳細信息則有待TI官方進一步的消息。 雖然OMAP5系列芯片尚未正式量產，但透過目前已有的資料所展現出來的性能還是非常值得我們期待的。同時憑借出色的性能與優秀的功耗控制，在與nVIDIA Tegra 3以及高通最新驍龍S4等對手的競爭中都有不錯的優勢，希望搭載這一處理器的終端產品能夠盡快上市。 文章小結 盡管目前高通以及nVIDIA等后來居上的競爭對手在宣傳攻勢上相比TI更為迅猛，市場拓展方面也比TI更加投入。但筆者依舊非�？春肨I，但憑借多年沉淀的技術優勢以及良好的用戶口碑，TI在如今的移動處理器領域仍有很大的提升空間。 欣喜的是，目前TI不僅加強與摩托羅拉等老牌廠商的深度合作，也開始積極開拓一些國內終端廠商。我們希望TI在接下來盡快推動現有新產品量產的同時，也努力研發新的技術和產品，最終為用戶帶來更好的體驗。 文/網易手機 |
