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盖棺定论 2013年手机处理器终极指南(上)
来源:爱活网 更新:Googpc.com?时间:2013-08-15 阅读:??编辑:星月 推荐:加入收藏 访问论坛

  你一定很厌烦Android平台上无穷无尽的硬件大战,但我们很遗憾的告诉你:在谷歌对Android发展方向做出战略性调整之前,硬件规格是评价Android设备好坏的重要标准,对于部分用户而言甚至是唯一标准。历代热销的Android手机型号,无一不具备同时代手机中领先的硬件规格;即便是iPhoneiPad,为了实现一流的体验,也配备了地球上最庞大的嵌入式GPU。可以这么说:一台硬件规格强悍的手机不一定是好的 Android手机,但一台好的Android手机,必然是一台硬件规格强悍的手机

  科技的发展总是日新月异的,只不过短短一年半,手机就已经到了坐四望八的时代。面对网上众多一知半解和“专家们”的误读,我们特意准备了两篇文章,上一篇对已经问世的四核平台作回顾和分析,下一篇再来展望今年和明年将要到来的新平台。与此同时,我们也会对这个行业的现状、将要遇到的难题以及未来发展的趋势做一些分析和预测,希望能帮大家拨开谜雾,真正了移动处理器的昨天、今天和明天。

  Part.1 群雄并起 四核平台微架构初探

  由于种种原因,德州仪器选择了在双核转四核的时代退出了移动领域SoC的竞争。对于一家如此老牌的企业而言,这实在是显得有些奇怪,个中原因可能也只有德州仪器自己才能告诉我们了。作为结果,曾经的四大天王变成了三足鼎立,整个2012年,市场上只能见到三星、高通和nVIDIA的“三国演义”了。当然,我们也不应该忽略MTK,毕竟后者在今年初也推出了定位入门级的低端四核Cortex A7并且取得了不俗的市场成绩。但是这篇文章毕竟是以旗舰平台为主,因此就不对MTK做过多介绍,关于MTK的架构设计我们将会在完成架构分析和性能验证后再开新篇。希望各位不要介意。

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德州仪器曾经的路线图,OMAP5清晰可见

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  既是先锋也是先烈 NVIDIA Tegra3

  截止去年为止,nVIDIA的行事风格一直都是“天下武功唯快不破”。甚至早在2011年底,Tegra3就已经走入了实际产品,而去年第一批搭配四核处理器的手机更是无一例外清一色Tegra3。相比Tegra2,前者的架构改动并不大,只是将CPU子系统从双核Cortex A9增加到了四核Cortex A9,集成的GPU也依是较老的GeForce ULP系列,顶点维持不变,像素和光栅化等组件得到了增强。只是作为一个四核CPU,内存维持了单通道LPDDR2的设计,显得比较莫名其妙。

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  现在看来,导致Tegra3成为一代最弱四核的一个主要原因,还是落后的工艺。但是这并不能过多责怪nVIDIA,毕竟后者和台积电打了多年交道,深知台积电的特色,因此主动放弃了28nm。事实上台积电一直到2012年下半年才总算可以勉强量产28nm芯片,证明了nVIDIA的远见。不过 40nm的功耗却不是可以回避掉的问题,所以nVIDIA特别设计了4+1核心的奇特架构,这也成了nVIDIA产品的设计特色之一,一直延续到了今年的 Tegra4和Tegra4i,与ARM的big.Little技术相映成辉。

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365bet比分直播001  众所周知,Tegra2因为缺少NEON协处理器,在双核时代被人吐槽的不轻,Tegra3总算没有再犯同样的错误。不过Tegra3却存在着一个由4+1架构带来的新问题,那就是由于主核和伴核共享同一片1MB的二级缓存,而两者的频率之间最多可以差到3倍,因此Tegra3的二级缓存被设计为按照一个固定的时间返回核心所请求的数据——对于主核而言,二级缓存的等待周期会多一些,而对于伴核而言则少一些。这样的设计不可避免的会让二级缓存工作在一个比较“慢”的状态(尤其是对主核心而言),进而影响整体性能。而实际上由于伴核的工作条件比较受限,并不是随时随地都可以切换,因此很多时候 Tegra3也不得不以高功耗的主核心去应付低负载,也许会对功耗产生负面影响。这些影响,也最终决定了Tegra3的用户体验与评价。

  谨小慎微步步为营 三星Exynos4 Quad

  说起Exynos4 Quad,也许Exynos 4412这个名字更为人熟悉一些。它就是Galaxy S III与Galaxy Note 2的核心,2012年最为热门的四核SoC。若从角度来看,Exynos 4412显得相当朴素:基本上,你可以把它看作是“猎户座”处理器的工艺升级外加四核版。但是即便如此,这款产品的实际表现却几乎成为一代标杆,原因除去上一代猎户座在规格和性能上已经足够优秀以外,更重要的还是先进的工艺——这成为了Exynos4412的杀手锏,甚至在现在看来,Exynos 4412也有可能是迄今为止最为平衡的一款SoC。

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  当然这么说也不太准确,Exynos4 Quad也有一些比较小的改进,比如四颗核心的频率和电压具备完全独立的门控(听起来有些像高通异步架构的特性,不过实际中还是必须跑同频)、改进了内存控制器与CPU核心的连接方式、codec升级了视频编码的流畅度、引入了完善的温度控制和过热保护等等。都不是什么大提升,姑且算作锦上添花。

  与高通相比,三星对于工艺的宣传要低调的多——这是很奇怪的情况,在高通的营销攻势下,很多人以为28nm“是最先进的工艺”。在某种程度上说这也不算是错的,但实际情况是,Exynos 4412的制造工艺——32nm HKMG——要远比高通的28nm先进得多,甚至可以说有着“代”一级的差异。这也许会令人费解,我们留到后面再详细介绍。

  也正是因为工艺的进步,Exynos 4412的核心频率被定在1.4/1.6GHz,GPU频率更是从猎户座的200MHz大幅提升到了440MHz,几乎翻倍。唯一可惜的是,具体的GPU 依然还是Mali400 MP4,并没有更换。这在当时自然不是什么问题,但是到今天开来,这就成了Exynos 4412最大的短版。

  架构为王 高通骁龙S4 Pro APQ8064

  与NVIDIA不同,高通果断选择了28nm工艺,带来的结果就是APQ8064这款产品与预期的上市时间相比几乎延期了整整一年,而早期的低良品率也让高通不得不先推出双核产品作为过渡。当然高通也有自己的苦衷,APQ8064实在是太大了,即便使用了28nm工艺,核心面积也只能堪堪控制在 100mm2上下。造成这个的原因是高通同时升级了CPU和GPU的核心架构。从Scorpion升级到了Krait“环蛇”,后者同样也是高通在ARM v7-A指令集上自行发展的核心设计,就像ARM官方以Cortex A命名的核心设计一样。在早期的宣传中,高通一直试图让消费者以为Krait是与Cortex A15同级的产品,当然随着时间的流逝,在实际表现的面前,这种说法的信奉者越来越少,以至于高通也不再提及了,不过至于究竟是怎样的情况,我们还是需要在后文中作进一步的分析,才可以给出一个大致的结论。

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  Adreno320 GPU则是另一个亮点。与前任Adreno 22x相比,Adreno320对于微架构做了较为大幅的优化,改善了内部缓存的连接方式,增加了片内EDRAM高速缓存(最终产品中是否出现似乎没有确认),最重要的是,Adreno320的规模再次得到了翻倍,拥有16组4+1D SIMD US。如果以规模论,这会是移动GPU领域除去SGX554MP4以外最为庞大、性能最强、也最为耗电的GPU,在Android领域更加是全无敌手。

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  简短的回顾到此为止,下面我们会对上一代旗舰的某些技术细节做更进一步的探讨。

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