说到手机处理器,我们首先要提到的就是手机的芯片架构。架构作为处理器的基础,对于处理器的整体性能起到了决定性的作用,不同架构的处理器同主频下,性能差距可以达到2-5倍。可见架构的重要性。
网络上一个比较流行而又形象的比喻是,如果说把一个处理器比喻做一个完整的建筑,那么架构就像是一座建筑的结构设计部分,而只有有了稳定的结构作为基础,建筑才能被建设起来。换句话说,架构只相当于一座建筑的框架,至于最后建造出来的房子长什么样,舒适度如何,就是由处理器厂商自己决定了。不过值得注意的是,假如结构的设计值是六层,容纳人数的上限是五十人,那么最后建好的房子也不能超过这个上限。这也就是说,采用相同架构的处理器,性能基本上已经锁定在一定的范围之内,不会有本质的区别。所以,处理器的性能在一定程度上是被架构决定着的。
而ARM却不一样,ARM架构在手机处理器领域处于绝对的垄断地位。目前它占有90%的市场份额,现在市面上主流的处理器芯片厂商几乎都是采用了ARM架构,比如,高通、德州仪器、英伟达、三星及苹果等。
ARM是AdvancedRISCMachine的缩写,它被称作进阶精简指令集机器,是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于低成本、高效能、低耗电的特性,ARM处理器非常适用于移动通讯领域。
Cortex-A是一系列V7指令集产品的集合,包括了A5、A7、A8、A9、A15,它的性能是随着数字的变大而增强的。而上面提到的几款四核芯片中,联发科MT6588采用的是Cortex-A7四核架构,Tegra3,Exynos4412,华为海思均是采用的A9架构,而高通的蛟龙S4APQ8064是A15级别的Krait架构。
现在单从架构情况来看,联发科的芯片更趋向于高性价比,这也符合其以后以来的市场策略和公司形象,而英伟达,三星,华为均采用了技术更加成熟的A9架构,这种架构的主要特点就是稳定,功耗也相对较低。而另外一家芯片厂商高通则倾向于更高性能的A15,但同时它不是非常稳定且功耗不低。
目前采用英伟达的Tegra3处理器以其强劲的性能以及图形处理表现成为目前市场中使用做多的四核芯片。我们熟悉的HTCOneX、LGOptimus4XHD、天语大黄蜂Ⅱ、中兴U985都采用的是这款cpu。而三星的Exynos4412四核处理器已经在三星GALAXYS3、魅族MX、联想乐PhoneK860中使用,效果也都还不错。而最近异常火爆的性价比之王小米二,使用的是高通的蛟龙S4cpu。
芯片的发展来看,高通的APQ8064无疑是处在技术前沿的,因为APQ8064是A15级别的处理器,但同样的,高性能的同时就意味着高价格和高功耗。而像台湾联发科(MTK)这样的企业则认为价格才是王道,因此它选择的是Cortex-A7这种相对廉价四核产品,但这样的四核芯片真实性能或许还不如高端的双核芯片,所以它上市以后一定会被用在很多低端的四核手机上面。
而除了架构本身的区别之外,不同芯片在制程工艺上也有不同,而制作工艺的纳米是指IC内电路与电路之间的距离。更小的制程也就意味着更低的功耗和散热,同时在同样面积的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶体,而晶圆的数量又是决定处理器性能的关键因素,所以,工艺制程越先进,处理器性能越强。
目前手机处理器已经从较早的90纳米,65纳米、45纳米、32纳米一直发展到了目前最新的28纳米,而16纳米制程工艺将是下一代CPU的发展目标。
芯片的工艺制程和架构是同时发展的,一般采用更新架构的处理器也会应用更先进的工艺制程。目前低端手机市场一般还在使用比较落后的90纳米制程工艺。比如德州仪器OMAP1和OMAP2系列处理器和很多低价国产手机采用的MTK(联发科)处理器等。这些处理器一般性能比较差,功耗也很高,不过因为低端手机对性能的要求也不高,所以也能保证手机运行流畅,但是大型的游戏就别想了,所以消费者在购买的时候一定要仔细辨别。
上面提到了目前市面上最火爆的处理器名词“四核心处理器”,那么四核到底代表着什么呢?顾名思义,四核心处理器是系统晶片(SoC;SystemonaChip/SystemonChip)配有四个CPU核心。每一个“核心”是一个单一的ARM处理器,四个放在一起,就可以建立起来一个完整的系统晶片。ARM公司设计的处理器架构,是全世界几乎所有的智能手机都能适用的晶片。您可以看到多年来先进的ARM核心处理器,每次迭代产生更为强大的处理能力。
所以,很明显双核心Cortex-A15处理器将会比双核心A9处理器,拥有更强大的功能与处理能力。而四核心A9处理器(如NVIDIA的Tegra3)也将比双核心A9处理器更强大(如NVIDIA的Tegra2)。但这种强大却是有限的,因为作业系统本身为支援“多线程执行绪(multi-threading)”的任务部分分派,同样需要所有的内核来处理。另外,调试为多核心处理创建的应用程式运作的复杂性,不仅是写这款代码很困难,也容易出错,并使代码维护更加困难。因此四核比双核的处理速度的加倍的情况几乎不可能发生。而相对的,四核处理器将会对手机性能耗造成极大压力,而散热也是其不容逾越的鸿沟。
而上面也提到过,手机芯片的处理性能处理核心数量决定了之外,其工艺制程也在很大程度上影响着手机芯片的处理性能,更强大的处理器精细度越高,制作工艺的提升对性能的提升至关重要。比如两块同样架构的四核芯片,一块采用的是45nm工艺,另一块却精进到了28nm。那么高制程的芯片性能将会大大优于低制程的芯片,并且在功耗上也会占尽优势。这就是高制程的威力。所以消费者在选购手机时,千万不要被所谓的四核或者多核说蒙蔽,看其工艺制程也相当重要。
手机芯片通常是指应用于手机通讯功能的芯片,包括基带、处理器、协处理器、RF、触摸屏控制器芯片、Memory、处理器、无线IC和电源管理IC等。目前主要手机芯片平台有MTK、ADI、TI、AGERE、ST-NXPWireless、INFINEON、SKYWORKS、SPREADTRUM、Qualcomm等。
关于手机的一些小知识
手机一进水,请切记不要作任何按键动作,尤其是关机(一按任何动作,水马上会跟着电路板流串),正确的方法为马上打开外盖,直接将电池拿下,直接强迫断电,可保主机板不被水侵袭。这个常识非常重要,故转告各位,使大家的手机可用久一点。学一学吧!以后以备不时之需啊!