智能手機處理器已經(jīng)逐步從單核芯片發(fā)展到雙核、四核,三星、聯(lián)發(fā)科等手機廠商相繼發(fā)布了八核處理器,多核處理器正在成為微電子商業(yè)化的一個重要趨勢和方向,手機市場之爭逐漸的演變成了核心之爭。面對激烈的市場競爭,多核處理器成為了營銷工具,似乎處理器核數(shù)越多,平臺就越好,性能就越高,然而在多核處理器平臺中,處理器數(shù)量對總體性能只產(chǎn)生一定的影響,軟件性能、芯片大小和功耗等因素也決定著多核處理器的性能,核多并不意味著一定好!
之所以推多核處理器一方面是因為ARM架構(gòu)基于精簡指令集設(shè)計,在超線程方面較弱,需要多核心進行補充;另一方面,增加核心數(shù),可以推動用戶更換手機,促進產(chǎn)業(yè)鏈共同發(fā)展。三星、聯(lián)發(fā)科相繼發(fā)布的八核處理器均采用ARM的big.LITTLE架構(gòu),允許高性能和低性能內(nèi)核配合工作,使同一應(yīng)用程序軟件在二者之間無縫切換,通過為每個任務(wù)選擇最佳處理器來延長電池壽命。big.LITTLE可以使處理器在處理低工作負載和后臺任務(wù)時減少 70% 甚至更多的能耗,在處理中等強度工作負載時減少 50% 的能耗,同時仍能提供高性能內(nèi)核的峰值性能。
三星big.LITTLE處理器將采用混合架構(gòu)設(shè)計
市場噱頭高于實際需求,核戰(zhàn)可能無法避免。據(jù)了解,手機從單核到雙核、四核的過程中,智能手機性能快速提升,但是手機應(yīng)用產(chǎn)品要求卻沒有很大改變,現(xiàn)階段的核戰(zhàn)只是為了應(yīng)對未來市場。高通四核A7驍龍?zhí)幚砥髦饕槍θ腴T級智能手機芯片,在高端領(lǐng)域仍以雙核S4為主。而據(jù)對雙核及四核的安兔兔評分,雙核綜合性能跑分不比四核差。多核架構(gòu)可以多任務(wù)運行以及并行處理,高線成績秉性技術(shù)處理多種資源密集型應(yīng)用程序,從而提升瀏覽器、視頻編輯和圖像處理等應(yīng)用,隨之而來的則是功耗的增加,電池電量的消耗以及發(fā)熱問題,這些都將影響用戶的正常使用,設(shè)計將面臨更大的挑戰(zhàn)。
核戰(zhàn)的背后映射著產(chǎn)業(yè)企業(yè)的競爭狀態(tài)。眾多芯片廠商處在一個更自由的競爭環(huán)境,而沒有單個企業(yè)能主導(dǎo)行業(yè)的趨勢,這個決定權(quán)現(xiàn)在落在了市場手上。
多核發(fā)展事記
摩托羅拉采用自主研發(fā)Dragon ball EZ處理器,生產(chǎn)第一款智能手機A6188,主頻16MHz
東芝采用高通SnapDragon處理器QSD8250,推出全球首款采用1GHz處理器的手機——TG01
LG采用NVIDIA公司Tegra 2平臺,率先發(fā)布全球首款搭載雙核處理器的手機Optimus 2X,具1GHz主頻
除了NVIDIA公司外,高通、TI、三星都推出了自己的雙核產(chǎn)品
NVIDIA推出Tegra 3四核平臺,之后三星發(fā)布四核Galaxy SIII
三星發(fā)布八核移動處理器Exynos 5Octa處理器,八核時代即將來臨
聯(lián)發(fā)科發(fā)布全球首款真八核處理器MT6592
雙核、四核成主流
手機CPU作為智能手機的大腦,負責處理、運算手機內(nèi)部的所有數(shù)據(jù),哪怕是閑來無事在屏幕上劃了一下。如果沒有合適的處理器,系統(tǒng)優(yōu)化得再好也無濟于事,更不必說用戶體驗了。一個好的CPU決定了手機的性能,因此近一半消費者將處理器作為手機硬件配置的首要考慮因素。
據(jù)調(diào)查顯示,使用雙核、四核手機的用戶分別占到了36.8%和34.32%,還有將近19.98%的用戶仍在使用單核手機。從雙核出現(xiàn)到雙核全面普及,市場用了差不多一年的時間。從四核出現(xiàn)到目前四核的基本普及,市場只用了大約半年的時間。2013年手機處理器已經(jīng)逐漸普及四核配置,無論是MT6589那樣的低端四核還是高通驍龍600/800那樣的旗艦四核,應(yīng)用范圍都非常廣泛。隨著手機應(yīng)用的不斷增多,用戶對于手機性能的高要求使得雙核、四核手機占據(jù)了主要的市場份額。
八核蓄勢待發(fā)
前不久聯(lián)發(fā)科正式發(fā)布了旗下新一代的移動處理器——MT6592,這顆處理器擁有八顆Cortex-A7 CPU核心,單顆CPU核心主頻最高可達2.0GHz,集成有Mali-450 MP4圖形處理單元。而這款處理器最大的意義是能夠同時運行八顆Cortex-A CPU核心,這就是聯(lián)發(fā)科一直宣稱的"真八核"處理器。標志著智能手機硬件又一次迎來了一個新時代。
企業(yè)策略不一
三星、聯(lián)發(fā)科都希望成為技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者和創(chuàng)新者,致力推出高端產(chǎn)品,相繼發(fā)布采用ARM的big.LITTLE架構(gòu)八核處理器,引領(lǐng)者八核戰(zhàn)場風(fēng)向。
高通的驍龍?zhí)幚砥饕约坝ミ_的Tegra 4處理器則是集中在四核,兩家公司并沒有推出八核,然而四核處理器的性能卻不可小覷。
博通、Marvell、Intel也越來越重視多核市場,雖然目前的市場份額較小,但是誰知道以后會怎樣?
大陸的展訊、聯(lián)芯、華為海思、瑞芯微、全志、炬力等廠商主要是受益于中國低端智能手機市場的爆發(fā),抓住機遇快速發(fā)展起來。聯(lián)芯新近推出四核智能手機芯片LC1813,進入四核戰(zhàn)場。展訊也開始發(fā)力劍指四核。而華為海思則表示欲爭八核。
作為智能手機的核心指標之一,雖然各大企業(yè)對于核戰(zhàn)的看法不一,但是都表現(xiàn)出了對于手機多核市場的重視,激烈的市場競爭中,總會淘汰不能應(yīng)變的企業(yè),營銷宣傳勢必可以對市場產(chǎn)生影響。
技術(shù)熱點
- 聯(lián)發(fā)科技發(fā)布真八核移動處理器MT6592 布局高端智能終端市場 MT6592采用28nm HPM工藝,高度整合ARM® 超低功耗八核CPU,借由聯(lián)發(fā)科技先進的架構(gòu)設(shè)計,確保所有八顆核心同時運轉(zhuǎn),以絕佳的高性能和低功耗表現(xiàn),提供堪比旗艦智能手機的強大計算和數(shù)據(jù)處理能力,讓用戶搶先擁有未來手機主流規(guī)格,大幅提升用戶體驗……
- 英偉達Tegra 4新解讀:不僅有深度,還有廣度 對于Tegra 4芯片本身,我們已經(jīng)了解得非常透徹:ARM Cortex-A15架構(gòu)四核處理核心、以及一顆同樣是Cortex-A15的第五顆節(jié)電核心,共同組成了4-PLUS-1(4+1)的"五核"形態(tài),配合72核NVIDIA GeForce GPU圖形處理單元……
- 手機多核戰(zhàn)爭熾熱 高通英特爾帶頭降溫 高通全球副總裁沈勁在接受媒體訪問時表示,手機廠商片面強調(diào)"核多就是好"的概念,錯誤引導(dǎo)消費者,導(dǎo)致行業(yè)嚴重同質(zhì)化,比拼手機核數(shù)可能會讓全行業(yè)陷入價格戰(zhàn)。 英特爾中國區(qū)總裁楊敘也曾經(jīng)在多個場合指出,"多核"只是概念炒作,智能手機實際上不需要多核……
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借力大小核設(shè)計架構(gòu) 多核處理器強效又省電
該技術(shù)系結(jié)合一個大(big)的高效能處理器核心與一個小(LITTLE)的低功耗處理器核心,然后根據(jù)效能需求,以無縫連接方式選擇合適的處理器。更重要的是,這種動態(tài)分配任務(wù)的動作,對于上層應(yīng)用軟體或中介軟體在處理器上的執(zhí)行絲毫沒有任何影響……
big.LITTLE系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖 - 中國"芯"篇章:四核手機處理器來了! 展訊正式發(fā)布了旗下的首款四核智能手機處理器SC8735S,該處理器采用四核心Cortex-A7架構(gòu),最高主頻1.2GHz,內(nèi)置GPU為Mali-400MP4,最大支持1080p分辨率以及1300萬像素攝像頭,同時還集成了GPS、Wi-Fi、藍牙以及FM收音機等功能……
移動市場的處理器發(fā)展與PC市場的處理器的發(fā)展是一致的,由于有了PC市場的經(jīng)驗,手機處理器廠商的動作十分迅速,越早的推出多核處理器越能盡早占領(lǐng)市場。同樣,消費者在潛意識中會覺得跟使用電腦相同,配置越高性能越好!事實上,手機處理器的架構(gòu)與電腦處理器有著巨大的區(qū)別,同時還面臨著手機巨大的功耗壓力和手機傳感器眾多的特性,許多手機廠商和芯片廠商都制造出了很多不同類型的多核處理器,遠沒有電腦處理器那么簡單。
不同的架構(gòu)
絕大多數(shù)手機處理器采用ARM架構(gòu),這樣的架構(gòu)最大的好處在于省電和廉價,適合配備在電池容量有限的移動設(shè)備上。而另一方面,ARM架構(gòu)CPU采用RISC,指令集精簡,但指令等長,這樣提高了處理效率。
Big.LITTLE是ARM公司針對當下智能手機、平板電腦等移動終端設(shè)備研發(fā)的一項全新的CPU架構(gòu),其主旨是解決這些設(shè)備的功耗問題,同時也不以損失性能為代價,是一種兼顧性能和功耗的CPU架構(gòu)設(shè)計。一枚四核Cortex-A15的處理器和一枚四核Cortex-A7的相互聯(lián)動,當需要處理繁重的運算時將調(diào)用Cortex-A15的四核,當只是處理簡單的運算時則調(diào)用Cortex-A7的四核。
而Intel手機處理器采用的則是與PC相同的X86架構(gòu),CISC指令集豐富,指令不等長,善于執(zhí)行復(fù)雜工作,更強調(diào)串行性能,在跑分上可以達到"單核超雙核""雙核超四核"的效果,但是功耗高。
處理器配置各不同
雖然聯(lián)發(fā)科跟三星都采用了ARM的big.LITTLE架構(gòu),但聯(lián)發(fā)科與三星的配置不相同:
①聯(lián)發(fā)科采用異質(zhì)多核心處理技術(shù)(HMP),操作系統(tǒng)將中央處理器視為四核心,但能將某項任務(wù)指派(或轉(zhuǎn)移)給任何一個獨立處理器核心;A15與A7核心會同時運作,而任務(wù)仍能在兩者之間轉(zhuǎn)移,已達到功率-性能的最佳化。
②三星采用叢集遷移(clustermigration)的配置,處理器的遷移模式是將任務(wù)在核心的叢集之間移動;當運作與超越四核心A7能力的高性能水準時,調(diào)度程序(scheduler)會將之關(guān)閉,將所有任務(wù)轉(zhuǎn)移至A15核心。
處理器機制差異
在PC上處理器的設(shè)計只需管好處理能力和性能表現(xiàn)就行,語音識別、指紋、重力感應(yīng)跟CPU沒有關(guān)系,反觀手機處理器設(shè)計卻要復(fù)雜的多。手機多核處理器可分為三派: "蘋果派":是蘋果給自家移動設(shè)備定制的,例如iPhone5s的A7處理器。由于iOS系統(tǒng)單線運行的特性,因此核心數(shù)并不會對處理速度有太大影響,這也正是蘋果刻意將處理器核數(shù)控制在雙核的原因。除此之外,蘋果還為指紋識別、傳感器等功能設(shè)置了一枚協(xié)處理器,來單獨處理用戶需求,同時也分擔了處理器的任務(wù),降低功耗,遠非PC處理器來得那么簡單純粹。
"高科派":就是以高通、聯(lián)發(fā)科為首的通過提高核心數(shù)和主頻來簡單直接的提升處理器性能的派別,有個別一些手機廠商(如摩托羅拉)會對這些芯片進行一些功能性定制,而這些處理器大部分都未作修改,直接內(nèi)置在了Android、Windows Phone手機之中。
"英特爾派":即使用x86桌面架構(gòu)的英特爾移動處理器,一般核數(shù)較少,但擁有超線程技術(shù),單個核心的性能強勁,不過會造成較大的功耗和發(fā)熱壓力。
平臺有區(qū)別
當前主流的手機系統(tǒng)平臺主要是Android和iOS。眾所周知的,手機處理器拼"核"主要集中在Android陣營,而最新iPhone 5S的A7處理器還只是雙核。這主要是由于iOS多任務(wù)處理需求少,所以雙核就足夠了,而Android更碎片化,所以Android手機會選擇四核來提高多任務(wù)處理能力。因此,選擇自己需要的,這比核心數(shù)本身重要多了。
處理器的性能越來越強大,功耗也越來越嚴重,在硬件性能嚴重過剩的今天,僅依靠提高主頻和簡單增加CPU內(nèi)核的方式,早已不能解決終端制造商所面臨的性能障礙,怎樣實現(xiàn)性能與功耗的平衡,才是各大芯片廠商首要解決的問題。高通S4處理器是一款雙核CPU,但是卻擁有不輸四核CPU的超強性能,在性能測試上與四核Tegra3不相伯仲。
高通驍龍S4處理器采用了最新的Krait架構(gòu),該架構(gòu)是基于ARMv7指令集,它在Scorpion的基礎(chǔ)上作出了不少改進。使每個內(nèi)核最高運行速度可達2.5GHz,較當前基于ARM的CPU內(nèi)核性能提高150%,并將功耗降低65%。這一系列芯片組覆蓋單核、雙核及四核版本,包括具有最高達四個3D內(nèi)核的新Adreno GPU系列,并集成多模LTE調(diào)制解調(diào)器。(詳細)
GPU方面高通驍龍S4芯片采用的是全新的Adreno320 GPU,支持DX9.3、OpenGLES3.0、OpenCL1.1顯示核心,高通方面宣布新的GPU將會帶來四倍性能的提升。為了能夠更快的顯示圖片高通采用了新的"Bining"架構(gòu),強化圖形渲染能力,對性能的提升有很大的幫助,可媲美四核處理器。(詳細)
高通雙核處理器Benchmark跑分PK四核手機
不少人都會有一個傳統(tǒng)的概念,認為任何事物都是數(shù)量越多越好。如同汽車的發(fā)動力型號四缸肯定要比雙缸動力強,所以自然而然的從雙核到四核再到八核,都會被認為是后者總要比前者更出色。而且當下移動處理器的核心數(shù)量也正是這么演進的,難免會讓大家產(chǎn)生多核就會更優(yōu)秀的思維。當然也有堅持合用就可以的冷靜派,那么您是如何手機處理器的多核化的呢?
更多核心的處理器,在效能上是否代表絕對提升,就先前Qualcomm、ARM方面所提出看法,雖然并未否認多核心所帶來優(yōu)勢,但也強調(diào)已整體軟硬件設(shè)計最佳化等搭配,多核心并非效能提升唯一絕對因素,包含多核心執(zhí)行效率切換、與軟件端的最佳化程度等都有可能影響最終效能表現(xiàn)。除此之外,采用多核心架構(gòu)處理器的散熱設(shè)計、所需搭配裝置機身設(shè)計等,都會是相關(guān)應(yīng)用產(chǎn)品所需面臨考量重點。
因此,手機處理器的性能不僅僅由核心數(shù)決定,還有架構(gòu)、制作工藝、主頻、緩存等參數(shù),與此同時還要考慮功耗、價格等綜合因素。市場的良性競爭可以促進技術(shù)的不斷進步,推動市場的健康發(fā)展。而對于消費者,選擇多核心手機還需綜合評測,而不是僅僅關(guān)注核心數(shù)!
- iPhone 5S
蘋果 A7/M7協(xié)處理器,雙核心,頻率1331MHz - 三星GALAXY S4 i9500
三星Exynos 5410 雙四核處理器,頻率1638MHz - HTC ONE
高通 驍龍Snapdragon APQ8064T四核處理器,頻率1741MHz - 索尼XL39h(Xperia Z Ultra)
高通 驍龍Snapdragon MSM8274 四核處理器,頻率2253MHz - 諾基亞Lumia 1520
高通 驍龍Snapdragon MSM8974 四核處理器,頻率2253MHz - LG Nexus 5
高通 驍龍Snapdragon MSM8974四核處理器,頻率2355MHz