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新技術(shù)研習(xí)社已經(jīng)許久沒有在愛活露臉，所以在今天我們開始前,，小編先要考考大家：現(xiàn)今市面上究竟有多少款雙核心手機(jī),？答不出來吧？其實(shí),，小編自己也 不清楚 @_@ （汗）,。因?yàn)槲覀兊氖謾C(jī)市場實(shí)在是太雜了。拋開黑莓惠普這些國內(nèi)見得少的牌子不說,，單是Android一家,，同一個(gè)時(shí)期內(nèi)就有數(shù)十家廠商上百款產(chǎn)品充斥市 面，頗有當(dāng)年大煉鋼鐵趕英超美的氣勢,。大家都號稱自己是雙核心手機(jī),，這就帶來了一個(gè)問題：究竟選哪個(gè)好呢？或者換個(gè)說法，都是“雙核心”,，它們之間難道就 真的沒有區(qū)別嗎,？ 關(guān)于這個(gè)問題，不少群眾對小米手機(jī)那顆1.5GHz的雙核心處理器是否具備世界第一性能表示好奇,。為了幫助大家更好的理解市面上雙核處理器的異同,，以便作出自己的選擇，我們撰寫了下面的這些文字,。本文將從多個(gè)角度帶領(lǐng)大家對目前市場中的雙核產(chǎn)品做一次較為全面的了解,。  參賽選手亮相 首先，讓我們來看看市面上有哪些雙核心手機(jī)處理器,。 提到雙核,，可能大家首先想到的就是nVIDIA的Tegra 2,。作為業(yè)界新人,，nVIDIA必須要有一些別人不具備的優(yōu)勢，才能站穩(wěn)腳跟,，而nVIDIA選擇的優(yōu)勢就是速度,。Tegra 2是一款早在2010年1月就發(fā)布的雙核手機(jī)處理器，為nVIDIA賺足了眼球,，甚至儼然成了雙核的代名詞,。  Tegra 2是nVIDIA在ARM SoC領(lǐng)域的第二款作品，由于第一款Tegra表現(xiàn)并不好,，nVIDIA很早就開始設(shè)計(jì)Tegra 2,，最終成為了移動(dòng)消費(fèi)領(lǐng)域第一款量產(chǎn)型雙核ARM處理器，也正是靠這點(diǎn),，諸多廠家為了能趕在蘋果之前推出雙核產(chǎn)品,，紛紛下單采購。因此大家便看到了今年 年初MWC2011上雙核設(shè)備的密集發(fā)布,。這些雙核機(jī)型成功從蘋果手里搶走了“業(yè)界首款雙核”的名頭,，直接導(dǎo)致蘋果不得不在iPad2發(fā)布會上退而將A5 稱為第一款量產(chǎn)的雙核處理器——盡管大家都知道，當(dāng)iPad2發(fā)布的時(shí)候,，搭載Tegra 2的手機(jī)和平板已經(jīng)開賣多時(shí)了,。 Tegra 2的CPU部分采用的是雙核ARM Cortex A9 MP，圖形芯片(GPU)則是NV自有的GeForce ULP,。它由TSMC以40nm工藝制造,，預(yù)設(shè)工作頻率為1GHz。相對于單核時(shí)代的Cortex A8而言,，Cortex A9是ARM公司性能更強(qiáng),、功能更多，并且支持多核心配置的新核心。關(guān)于它的特性,，在后面的文章中會詳細(xì)解釋,，這里就先不詳述了。在Tegra 2上,，nVIDIA為每一個(gè)核心配備了32KB+32KB的一級緩存,，以及累計(jì)1MB的二級緩存，但是在內(nèi)存子系統(tǒng)上最高只支持到DDR2 667或LPDDR2 600,，而且僅支持單通道內(nèi)存,。當(dāng)然，隨著現(xiàn)代手機(jī)對于多媒體功能,，例如視頻回放的需求,，Tegra 2也引入了諸多格式最大1080p分辨率的硬件視頻解碼能力。 在nVIDIA宣布雙核Tegra 2后僅僅一個(gè)月,，另一家老牌半導(dǎo)體公司德州儀器也宣布了自己的OMAP4雙核心平臺,，包含了OMAP4430、OMAP4460與2011年初發(fā)布的 OMAP4470三個(gè)型號,。與Tegra 2相同,，OMAP4也搭載了Cortex A9 MP架構(gòu)的雙核心，緩存資料不詳,，而GPU采用的則是PowerVR SGX540（不包括OMAP4470在內(nèi),，下面的介紹僅指4430/4460）?？赡苡行┳x者能看出,，這顆GPU與單核時(shí)代的三星蜂鳥處理器是一樣的， 為此,，德州儀器將這顆GPU的頻率提升了50%,，達(dá)到了300MHz，希望借此提升性能以拉開與單核處理器的差距,。  OMAP4系列均采用45nm工藝制造,，OMAP4430設(shè)計(jì)頻率為1GHz，OMAP4460則設(shè)置為1.5GHz,，因此可以認(rèn)為前者是針對手機(jī) 平臺設(shè)計(jì)的,，而后者是針對平板機(jī)設(shè)計(jì)的。值得一提的是,，與Tegra 2不同的是,，OMAP4支持雙通道內(nèi)存，內(nèi)部具備兩個(gè)完全一樣的內(nèi)存控制器,，這點(diǎn)在后面的文章中也可以看到,。至于內(nèi)存規(guī)格,，OMAP4430最高至支持 LPDDR2 1066，在頻率上也要比Tegra 2高了幾乎一倍,。 另一家單核時(shí)代的主流供應(yīng)商高通,，則在 2010年6月宣布了自家的雙核產(chǎn)品規(guī)劃，其中主頻高達(dá)1.2GHz的MSM8x60是最吸引眼球的,。這是第一款針對手機(jī),，且設(shè)計(jì)頻率達(dá)到1.2GHz的 雙核處理器，但與之前兩家不同的是,，高通在自家雙核處理器上并沒有采用類似于Cortex A9 MP的核心,，而繼續(xù)采用了與其單核處理器類似的Scorpion內(nèi)核。  MSM8x60的內(nèi)存支持能力與OMAP4430處于同一水平既LPDDR2 1066,，但是對于是否支持雙通道內(nèi)存我們不得而知,。GPU依然是高通自有的Adreno系列，當(dāng)然型號升級到了更高級的Adreno220,，高通號稱可 以提供前一代兩倍的性能,。雖然高通不止一次提到自己將用28nm工藝生產(chǎn)ARM處理器，但MSM8x60采用的還是45nm工藝,，一級緩存與Cortex A9一樣,，但二級緩存卻只有512KB，比標(biāo)準(zhǔn)的Cortex A9 MP少了一半,。多媒體支持級別與主流雙核一樣，也是1080p級別的視頻回放,。 與這些廠家的積極表現(xiàn)不同,，作為三巨頭之一三星在雙核方案上似乎顯得有些低調(diào)，一直到2010年9月才發(fā)布自家的雙核平臺,，即大家熟知的代號獵戶座 的雙核心處理器,，量產(chǎn)型號為Exynos 4210。作為一款最晚發(fā)布的產(chǎn)品,，獵戶座在規(guī)格上也是最高的,，不僅CPU配備了設(shè)計(jì)頻率同樣高達(dá)1.2GHz的雙核Cortex A9 MP， GPU也使用了ARM自行設(shè)計(jì)的Mali400多核心GPU,，而且不僅整合的是最高端的4核心設(shè)計(jì),，還大幅提高了工作頻率——三星官方宣稱獵戶座的3D填 充率高達(dá)32億像素每秒，這個(gè)數(shù)字要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過競爭,。  視頻解碼是三星的傳統(tǒng)優(yōu)勢,，在獵戶座身上這個(gè)優(yōu)勢依然得到了保持，對各種格式的硬件編解碼都達(dá)到了1080p級別,。至于內(nèi)存,，獵戶座提供了獨(dú)一無二 的DDR3支持,，這點(diǎn)是其它競爭對手所不具備的，而對于DDR2的支持也達(dá)到了最頂級的LPDDR2 1066,，并且同樣支持雙通道,。 為了方便對比，讓我們來列一個(gè)表格：  好,，這些就是即將上陣的選手了,。下面我們會依次考量它們在諸多方面的表現(xiàn)，看看究竟哪個(gè)雙核名副其實(shí),，哪個(gè)雙核浪得虛名,。 較量項(xiàng)目一：處理器核心架構(gòu) 作為執(zhí)行計(jì)算任務(wù)的最終單位，處理器核心本身的架構(gòu)無疑是非常重要的一部分,。從ARM11到Cortex A8,，同樣頻率下性能的提升可以達(dá)到 2～5倍，這無疑就是核心的優(yōu)勢,。在這四款雙核處理器中,，Tegra 2、OMAP4430,、Exynos 4210均采用了Cortex A9 MP內(nèi) 核,，而MSM8x60采用的則是Scorpion MP核心，它們之間有什么差距,？要解釋這個(gè)問題,，我們先要回頭看看Cortex A8和 Cortex A9的區(qū)別。  在單核時(shí)代,，Cortex A8架構(gòu)是絕對的主流,。作為ARM官方設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，雖然Cortex A8和Cortex A9都基于ARM v7指令 集架構(gòu),，但是它們之間依然有很多的不同點(diǎn),，其中最重要，也是用戶最能感覺到的,，是一項(xiàng)叫做亂序執(zhí)行的功能,。雖然Cortex A8和Cortex A9都 支持同時(shí)執(zhí)行兩條指令，但是只有Cortex A9支持亂序執(zhí)行能力,，這個(gè)功能究竟是什么意思,？ 我們知道，計(jì)算機(jī)程序,，都是由一條一條的指令組成的,。這些指令有很多種功能，有的是把數(shù)據(jù)從一個(gè)地方復(fù)制到另一個(gè)地方,，有的是做數(shù)學(xué)運(yùn)算,，有的負(fù)責(zé) 判斷某一個(gè)條件,，有的負(fù)責(zé)從一處跳轉(zhuǎn)到另一處。編譯器會把所程序員寫出的程序編譯成一條一條順序的指令,，就像電器的使用指南一樣,，讓處理器遵照它去做。為 了方便理解,，我們假設(shè)一個(gè)程序的內(nèi)容是做一份考試卷,，執(zhí)行的過程是先做完選擇題，再做完問答題,；做選擇題的條件是要有鉛筆去涂答題卡,，而做問答題的條件則 是要有鋼筆去寫答題紙。  如果你忘了帶鉛筆,，那么為了完成考卷,，就必須要等到鄰座的做完了選擇題，你找他借來鉛筆,，才能繼續(xù)自己的考卷,，這樣就耽誤了時(shí)間。對于一顆標(biāo)準(zhǔn)處理 器而言,，很多時(shí)候都會遇到這類“沒有帶鉛筆”的情況,，比如需要訪問的數(shù)據(jù)在內(nèi)存里，這就需要處理器通知內(nèi)存管理器,，讓內(nèi)存管理器去把數(shù)據(jù)調(diào)入處理器,，才能 繼續(xù)執(zhí)行這一條指令。由于處理器內(nèi)部的時(shí)鐘延遲是納秒級別,，而內(nèi)存的運(yùn)行頻率則有數(shù)十納秒的延遲,，兩者之間差了許多倍，因此處理器一般需要消耗很長的等待 時(shí)間,，才能繼續(xù)開始工作，最終的結(jié)果就是性能下降,。 這時(shí)候,，亂序執(zhí)行就派上用場了。一個(gè)程序的指令都是有嚴(yán)格的邏輯順序的,，但是所謂的亂序執(zhí)行,，就可以打破這種原本的指令順序，在邏輯允許的范圍內(nèi)以一種新的順序去執(zhí)行程序,。如果繼續(xù)用考試的例子,，那就是這樣：  雖然編譯器生成的考試指南告訴你，要先做完選擇題,，再去做問答題,，但懂得變通的人會在沒有鉛筆的時(shí)候先去做問答題,，這樣就節(jié)省了大量的時(shí)間。支持亂 序執(zhí)行的處理器也懂得這樣去“變通”,，在遇到需要等待的指令時(shí),，如果后面的指令并不需要等待這條指令的結(jié)果，那么就可以先跳過這條指令,，去執(zhí)行后面的指 令,，大大節(jié)約等待時(shí)間，提升程序性能,。當(dāng)然,，亂序執(zhí)行并不是沒有條件的，它要求被亂序的指令之間不存在嚴(yán)格的相關(guān)性,。例如假設(shè)問答題里需要選擇題的結(jié)果,， 那么你就不能跳過選擇題去做問答題，只能老老實(shí)實(shí)去等鄰座的鉛筆了,。  OOO能有效節(jié)約指令的執(zhí)行時(shí)間 那么回頭來看看Scorpion核心,。這個(gè)核心是高通在單核時(shí)代設(shè)計(jì)出來的，雖然也是基于ARM v7指令集架構(gòu),，但在具體設(shè)計(jì)上屬于高通自己的實(shí) 現(xiàn),，與Cortex A8相比有很多區(qū)別，其中最重要的就是高通為Scorpion核心引入了部分的亂序執(zhí)行能力,。所謂部分的,，就是說在某些特定指令序列 下，Scorpion可以實(shí)現(xiàn)亂序的效果,，Cortex A8則不行,。在單核時(shí)代正是由于這點(diǎn)，高通的處理器核心在很多測試中的表現(xiàn)都要稍好于 Cortex A8,，但是當(dāng)雙核時(shí)代來臨后,，大家都升級到了支持完整的亂序執(zhí)行的Cortex A9核心,，而高通則依然沿用老舊的Scorpion核心， 當(dāng)年的優(yōu)勢就成為了現(xiàn)在的劣勢,。 不僅如此,，在純執(zhí)行能力上,，Scorpion面對Cortex A9也處于劣勢,。根據(jù)高通提供的數(shù)據(jù),，同樣在1000MHz的頻率 下,，Cortex A8的執(zhí)行能力為2000DMIPS（可以簡單認(rèn)為是每1周期執(zhí)行兩條指令），Scorpion比它要高一些，為2100DMIPS,， 但是Cortex A9則高達(dá)2500DMIPS,，領(lǐng)先Scorpion接近20%。雖然高通試圖通過超頻20%的方式彌補(bǔ)這個(gè)差距，但是在單線程性能 上，還是被競爭對手甩開了不小的距離,，畢竟亂序執(zhí)行的能力在很多應(yīng)用中可以獲得的性能提升遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是這200MHz的頻率可以彌補(bǔ)的,，而且更高的頻率也會抵 消Scorpion核心在省電上的特點(diǎn),。這點(diǎn)在后面的測試?yán)镆部梢钥闯鰜怼?/strong>  英特爾給出的CPU性能參考 當(dāng)然,，Scorpion核心也不是沒有自己的優(yōu)勢。作為高通自行設(shè)計(jì)的核心實(shí)現(xiàn),，它在一些方面有著超出ARM官方Cortex A系列的地方，例如 它的二級緩存是直接連在兩顆CPU上,，而不是通過AXI總線共享的,，在帶寬和延遲上有著自己的優(yōu)勢。但是整體而言,，Scorpion作為上一代核心,，在新 一代Cortex A9雙核的面前還是顯得比較孱弱的。 最后,，我們給這些處理器的核心架構(gòu)作個(gè)評分（考慮到默認(rèn)頻率）： Tegra 2 ★★★★ OMAP4430 ★★★★ MSM8x60 ★★★ Exynos 4210 ★★★★★ 較量項(xiàng)目二：處理器核心的協(xié)同作戰(zhàn)能力 可能多處理器架構(gòu)這個(gè)詞對于不少讀者而言都是很陌生的,，很多人可能從來都沒注意到過這方面的東西。所謂多處理器架構(gòu),，就是說多顆處理器以何種模式共 同運(yùn)行,，以怎樣的方式合作執(zhí)行程序,。在PC領(lǐng)域，這個(gè)概念并不重要,，因?yàn)榇蠹铱吹降亩嗵幚砥鳎ǘ嗪诵奶幚砥饕部梢钥醋髦谱髟谝粋€(gè)芯片上的多處理器）,，在邏 輯架構(gòu)上都是一樣的,，那就是同步多處理器，英文為Synchronous Multi-Processors,，縮寫為SMP（不是對稱多處理器的那個(gè)SMP）。但是在多處理器體系剛剛出現(xiàn)的階段,，曾經(jīng)也有過很多不同的邏輯架構(gòu),， 而在目前的手機(jī)市場上就恰恰存在著不采用SMP架構(gòu)的多處理器,，那就是高通的MSM8x60。 與SMP不同，高通所采用的架構(gòu)名為ASMP,，即異步多處理器架構(gòu),。所謂同步和異步，差距并不是簡單的兩個(gè)字,，在具體實(shí)現(xiàn)上的區(qū)別非常大。但是在此我們并不需要了解它們之間學(xué)術(shù)上的區(qū)別,，我們只從最粗略的角度來看一下這兩種架構(gòu)的工作方式,。 電腦里的多核心處理器早已進(jìn)化為全套SMP結(jié)構(gòu) 所謂同步多處理器，顧名思義就是同步的,，即多枚處理器運(yùn)行在同樣的時(shí)鐘頻率,，共享同樣的緩存數(shù)據(jù)，協(xié)同工作,。簡單來說,，同步多處理器系統(tǒng)在工作的時(shí) 候，每當(dāng)一個(gè)任務(wù)完成后,，空閑的處理器會立刻尋找下一個(gè)新的任務(wù),，對于外部而言，這兩顆處理器是一個(gè)整體,，共同完成同一個(gè)工作,。 而異步多處理器則更接近于若干個(gè)獨(dú)立工作的處理器，它們之間可以運(yùn)行在不同的頻率下,，每個(gè)處理器維護(hù)自己私有的緩存數(shù)據(jù),，最重要的是，它們之間會利用一種仲裁機(jī)制,，以輪流工作的方式執(zhí)行任務(wù),。它們更像是一些互不干擾的獨(dú)立處理器，各自完成各自的事情,，輪流執(zhí)行不同的工作,。 看到這兒,，相信大家也看出來了，同步和異步最大的區(qū)別就在于輪流工作這四個(gè)字,。具體而言,，就是在同一時(shí)間，只有一顆處理器可以接受任務(wù),，另一顆不論 是否繁忙,，都不能接受新任務(wù)?？赡芄饪课淖终f明還不是那么生動(dòng),，下面我們就來看幾張圖，了解一下相對于同步多處理器“誰空閑誰接單“的工作模式而言,，這種 輪流工作到底是怎樣進(jìn)行的,，又會導(dǎo)致怎樣的結(jié)果。 圖中每一橫行代表一個(gè)時(shí)鐘周期,，我們用紅色的方塊代表正在讀取任務(wù),，綠色的方塊代表正在執(zhí)行任務(wù)，方塊中的數(shù)字代表不同的任務(wù),，而空白代表著空閑狀態(tài),。在第一張圖里，我們假設(shè)任何任務(wù)只需要一個(gè)周期就可以執(zhí)行完畢,。 可以看到,，在每一個(gè)周期內(nèi)，異步多處理器架構(gòu)最多只能有一個(gè)核心接受任務(wù),，而如果兩個(gè)處理器都空閑,，就會有一個(gè)消極怠工。如圖所示,，執(zhí)行四條指令,，異步多處理器用了5個(gè)周期，同步多處理器用了4個(gè)周期,，異步多處理器慢了25%,。 那么如果指令執(zhí)行時(shí)間是兩個(gè)周期呢？ 當(dāng)指令執(zhí)行長度為2周期時(shí),，新問題就出現(xiàn)了,。由于ASMP架構(gòu)中，處理器1只能在奇數(shù)周期接受任務(wù),，處理器2只能在偶數(shù)周期接受任務(wù),，雖然ASMP 中的處理器1在第3個(gè)周期的時(shí)候結(jié)束了當(dāng)前的任務(wù)，但隨之而來的第4個(gè)周期卻只有處理器2可以接受任務(wù),。因?yàn)樘幚砥?此時(shí)正忙于上一個(gè)任務(wù),，因此對于外部 程序而言,，在第4個(gè)周期上處理器會處于不可用狀態(tài)，等到第5個(gè)周期到來以后才能繼續(xù)接受新任務(wù),。因此SMP架構(gòu)只需要6個(gè)周期就能完成的任務(wù),，ASMP卻 消耗了8個(gè)周期，慢了33%,。 這就是為什么ASMP目前采用的越來越少的緣故,。雖然ASMP存在著設(shè)計(jì)簡單、結(jié)構(gòu)清晰,、耗電較低的優(yōu)勢,，但是由于性能不足，在PC領(lǐng)域從來都沒有 成為過主流,。而在移動(dòng)領(lǐng)域,，高通認(rèn)為手機(jī)對于耗電的要求要大于性能，又希望可以在雙核時(shí)代繼續(xù)沿用單核時(shí)代的核心架構(gòu)而不需要徹底重新研發(fā),，因此采用了 ASMP架構(gòu),。但是事實(shí)證明，高通在這點(diǎn)上可能有些耍小聰明之嫌,，因?yàn)榧热幌M(fèi)者決定購買雙核,，那么就一定是沖著性能去的，并且對功耗也已經(jīng)做好了心理準(zhǔn) 備,。 最近比較火熱的小米手機(jī)就選用了高通MSM 8260芯片，不過它自稱的“最快”還要打上一個(gè)問號 根據(jù)高通的官方數(shù)據(jù),，其1.2GHz的MSM8x60芯片組在滿負(fù)荷工作的時(shí)候,，僅處理器部分就要消耗大約1.2瓦特的功率，這相對于單核時(shí)代不到 500毫瓦的功耗而言,，也已經(jīng)是非常高的數(shù)值了,，這證明了不管怎么去省電，雙核都依然是雙核,，既然如此,，去追求雙核應(yīng)有的性能顯然應(yīng)該比如何去節(jié)省那么一 點(diǎn)點(diǎn)的電更加重要。換一個(gè)方面說,，性能足夠強(qiáng)的話,，系統(tǒng)可以以更短的時(shí)間完成任務(wù)，進(jìn)而更多地進(jìn)入低功耗的狀態(tài),。高通通過ASMP也許節(jié)約了一定的耗電,， 但是其最大33%的性能損失會導(dǎo)致系統(tǒng)多出33%的時(shí)間處于高功耗狀態(tài)，消耗的功率可能抵消甚至反超節(jié)約的,，讓高通的如意算盤打空,。 回到話題上來,，可能有些讀者會認(rèn)為，單獨(dú)來看,，可能ASMP和SMP的差距也并不是那么巨大,，在之前圖中的極限狀況下也就相差33%而已，在實(shí)際運(yùn) 行中的差距很難達(dá)到這個(gè)數(shù)字,。但是不要忘記,，之前的文章中我們討論過亂序執(zhí)行的重要性，那么如果我們將指令等待也引入到之前的圖中,，那么會發(fā)生什么情況 呢,？ 在此，我們用灰色的方塊代表需要等待的指令,，而等待時(shí)間為兩個(gè)周期,。 可以看到，一旦引入指令等待,，將亂序執(zhí)行與多核架構(gòu)結(jié)合起來以后,，不支持亂序執(zhí)行的ASMP架構(gòu)（Scorpion@MSM8x60）需要10個(gè)周 期才能完成的工作，支持亂序執(zhí)行的SMP架構(gòu)（Cortex A9 MP@其它主流雙核方案）只需要6個(gè)周期,，相對于支持亂序執(zhí)行的SMP而言,，不支持亂序執(zhí)行的ASMP架構(gòu)慢了66%。這就是MSM8x60面對其它雙核 Cortex A9的情況,。雖然由于實(shí)際運(yùn)行中指令的執(zhí)行長度可能會更長,，以至于減小輪流工作的影響，但由于Scorpion核心對亂序執(zhí)行的支持并不完善,，因此漫長的 指令等待依然可能會導(dǎo)致高通的處理器浪費(fèi)大量的時(shí)間,，最終性能變慢。這點(diǎn),，我們也會在后續(xù)的測試中加以體現(xiàn),。 同樣，讓我們也來針對多處理器架構(gòu),，給四款雙核一個(gè)評分： Tegra 2 ★★★★★ OMAP4430 ★★★★★ MSM8x60 ★★★★ Exynos 4210 ★★★★★ 較量項(xiàng)目三：通訊總線 現(xiàn)代手機(jī)所采用的主芯片早已不能簡單稱之為處理器,，而是一套復(fù)雜得多的系統(tǒng)，包含了處理器,、顯示加速芯片,、內(nèi)存控制器、視頻解碼核心,、標(biāo)準(zhǔn)總線控制 器等等,，有些甚至還包含了數(shù)字信號處理器，它們被合起來稱之為片上系統(tǒng)(SoC)。實(shí)際上一顆ARM SoC中,，CPU所占據(jù)的硅片面積可能都不到總面積的二十分之一,，而其中很大的一部分面積，都被各種各樣的互聯(lián)結(jié)構(gòu)占用了,。其實(shí)這也很好理解,，片上系統(tǒng)就 上一個(gè)大城市，如果交通不暢,，整個(gè)城市的運(yùn)行就會陷入癱瘓,。在片上系統(tǒng)里有各種各樣的總線，內(nèi)部的,、外部的,，私有的、公用的,。在這其中有一條最為重要的外 部總線,，連接著幾乎所有的內(nèi)部設(shè)備，那就是AXI,。 總線在片上系統(tǒng)中有多重要,，可以看下面的這張圖： 可以看到，幾乎所有的內(nèi)部設(shè)備,，都通過多層次,、多區(qū)域的AXI互聯(lián)接口進(jìn)行溝通，更重要的是,，內(nèi)存控制器也是通過AXI連接到處理器,，這就意味著不 論你的內(nèi)存顆粒或者內(nèi)存控制器可以提供多大的帶寬,，處理器能夠獲得的帶寬都直接且僅取決于總線帶寬,。因此這個(gè)總線的寬度，決定了整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部最大的內(nèi)存帶 寬,，同時(shí)也在某些情況下決定了諸如3D GPU這些對內(nèi)存帶寬需求巨大的模塊的性能。正如城市的發(fā)展需要高速交通一樣,，隨著片上系統(tǒng)的復(fù)雜化，內(nèi)部互聯(lián)的帶寬也要求越來越大。 數(shù)據(jù)總線相當(dāng)于處理器內(nèi)部的“高速公路” 由于總線方面的信息不屬于一般用戶所理解的范疇,，因此廠家往往也不會對此做出詳細(xì)的說明,，所以每一款芯片究竟總線寬度多少也是不容易查證的。這點(diǎn)上 nVIDIA相對而言做的最好,，因?yàn)樗麄冊?jīng)直接把AXI總線位寬標(biāo)在了網(wǎng)頁上：32bit,，類型為AMBA-3（這個(gè)參數(shù)在現(xiàn)在的網(wǎng)頁上已經(jīng)找不到了， 原因未知）。這個(gè)數(shù)字是相當(dāng)“驚悚”的,，因?yàn)槿绻偩€寬度真的是32bit,，那么意味著Tegra 2的內(nèi)部總線位寬只是ARM11級別的。因此nVIDIA在Tegra 2的內(nèi)部,，很可能采用了與標(biāo)準(zhǔn)ARM不同的總線配置方式,，但是不論如何，Tegra 2的總線帶寬都是難以置信的小,，即便AXI頻率達(dá)到300甚至400MHz,，帶寬最多也只能達(dá)到Cortex A8的水平。根據(jù)測試,，Tegra 2的內(nèi)存復(fù)制成績大約只能達(dá)到1GB/s左右,，這也基本符合其帶寬的表現(xiàn)。 再來看看德州儀器的OMAP4430,。與Tegra 2上的諸多猜測不同,，德州儀器提供了OMAP4430的完整技術(shù)手冊，因此各方面的資料非常容易獲取,。在OMAP4430中,，互連結(jié)構(gòu)分為若干級別和層 次，但是就最主要的而言,，是L3互聯(lián),。德州儀器并沒有采用ARM的AMBA AXI總線，而是在芯片內(nèi)部的主互聯(lián)上采用了Arteris公司的產(chǎn)品： 從圖中可以看出,，OMAP4430的L3互聯(lián)寬度為128bit,，是Tegra 2的四倍，因此即便工作頻率為200MHz,，總帶寬也可以輕易達(dá)到3.2GB/s,，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過Cortex A8和Tegra 2。說實(shí)話,，這才是雙核Cortex A9 MP應(yīng)有的水準(zhǔn),。當(dāng)然，由于各家SoC的內(nèi)部體系都不太一樣,，在此也不能100%確定Tegra 2的實(shí)際情況,。這點(diǎn)我們也會在后面的測試中繼續(xù)研究。值得注意的是,，OMAP4430的兩個(gè)內(nèi)存控制器在搭配LPDDR2 1066的時(shí)候可以提供的最大總帶寬可以超過8GB/s,，但由于總線帶寬緣故，實(shí)際效果可能并不會有對應(yīng)的提升,，這也是ARM體系中一個(gè)比較頭疼的問題之 一,。 言歸正傳，下面繼續(xù)來看看MSM8x60。一直以來,，高通對于自家芯片的技術(shù)資料都守口如瓶,。這維護(hù)了高通的知識產(chǎn)權(quán)，但是卻苦了筆者這樣的人,，因 為根本無從查證芯片的詳細(xì)參數(shù),，因此只能靠猜測了。一方面,，MSM8x60基本上就是“雙核版”的MSM8x55,，另一方面在后續(xù)測試中也可以看出 MSM8x60在內(nèi)存方面的性能并不是很突出，因此在此筆者猜測MSM8x60的內(nèi)部互聯(lián)可能和單核時(shí)代一樣,，即64bit,、200MHz，總帶寬 1.6GB/s,。各位讀者如果有詳細(xì)的信息,，也不妨告知。 最后我們來看看Exynos 4210,。三星和高通在這個(gè)方面有一定的相似性,，也不肯公開提供芯片的技術(shù)手冊。但是我們在三星自己的Exynos 4210宣傳資料中還是可以發(fā)現(xiàn)一些端倪的,。 在圖中可以明顯看出Exynos 4210同樣支持雙通道內(nèi)存（DRAMC0與DRAMC1）,，而在之前的關(guān)鍵技術(shù)列表中，三星赫然寫出了內(nèi)存帶寬6.4GB/s的數(shù)字,。由于Exynos 4210是一顆幾乎全以ARM公司產(chǎn)品打造的芯片,，因此這個(gè)數(shù)字就意味著Exynos 4210的內(nèi)部總線寬度可能是驚人的256bit，只有這樣才可以在200MHz的頻率下達(dá)到6.4GB/s的內(nèi)存帶寬,。這個(gè)數(shù)字已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)的甩開了單核 Cortex A8,、Tegra 2和MSM8x60，甚至比OMAP4430還要高出一倍,，在雙核時(shí)代的SoC中顯然是傲視群雄的,。 關(guān)于總線的研究就到此為止了，依然按照慣例,，最后給一個(gè)分?jǐn)?shù)： Tegra 2 ★ OMAP4430 ★★★ MSM8x60 ★★ Exynos 4210 ★★★★★ 較量項(xiàng)目四：多媒體 作為一臺現(xiàn)代手機(jī),，多媒體功能是不可或缺的。早在15年前PC處理器巨頭Intel就高瞻遠(yuǎn)矚,，為大家?guī)砹艘豢罱蠵entium MMX的產(chǎn)品，其最大的特色就是引入了名為多媒體擴(kuò)展（Multi Media eXtension,，MMX）的擴(kuò)展指令集,。 何謂多媒體擴(kuò)展指令集？由于原理復(fù)雜堅(jiān)澀，小編就簡單的打個(gè)比方：廠商們分析平時(shí)處理器干哪些事情最慢,、又最經(jīng)常用到,，然后把這些最消耗時(shí)間的事情 固化成電路，做成一個(gè)額外的部分,，和處理器集成到一起,。使用的時(shí)候，只通過一條指令,，就能夠訪問和計(jì)算多組數(shù)據(jù),，把最消耗時(shí)間的事情盡快做完。在計(jì)算機(jī)詞 匯里,，這種指令集叫做SIMD（Single Instruction Multiple Data,，單指令多數(shù)據(jù)）指令集。 大多數(shù)多媒體播放任務(wù),，使用SIMD技術(shù)都會帶來更快的速度 回到手機(jī)上,，在ARM的世界里，由于日益增長的多媒體計(jì)需求,，也出現(xiàn)了屬于ARM自己的多媒體擴(kuò)展指令集,，它的名字叫做NEON。它可以幫助處理器 加速任何格式視頻的編解碼,，幫助顯示芯片加速矢量數(shù)據(jù)的解析和打包,，也可以讓系統(tǒng)可以更快的處理幾百萬像素的圖片。它所能帶來的性能提升根據(jù)應(yīng)用的不同,， 可以從比較明顯的50%,，到難以置信的8000%。 長期以來NEON指令集都是各種高端ARM SoC的標(biāo)配,，從ARM11到Cortex A8,，基本上所有高端SoC都包含了對應(yīng)版本的NEON指令集。而在Cortex A9時(shí)代,，它更是像是理所應(yīng)當(dāng)一樣,，作為一個(gè)基本而不可或缺的功能，出現(xiàn)在各大廠商最高端SoC的藍(lán)圖中,。 在德州儀器的OMAP4430和三星的Exynos 4210中,，每一個(gè)Cortex A9核心都擁有自己專屬的NEON協(xié)處理器，擁有專用的32個(gè)64位寄存器,，以多通道操作的方式,，加速系統(tǒng)的多媒體計(jì)算性能。而在MSM8x60中,，高通 甚至把它的NEON協(xié)處理器的位寬增加到了128bit,，兩倍于標(biāo)準(zhǔn)的ARM實(shí)現(xiàn),，讓NEON協(xié)處理器可以一次性處理兩倍的數(shù)據(jù)，帶來更大的加速效果,。 那么Tegra 2呢,？令人感到意外的是，不知道出于何種原因或者考慮,，Tegra 2沒有搭配NEON協(xié)處理器,。這對于一顆定位于頂級的雙核SoC而言是十分不可理解的，因?yàn)镹EON可以為幾乎所有的多媒體過程提供明顯的加速特性,，而 nVIDIA卻選擇了放棄,。可能有讀者會說,，Tegra 2有強(qiáng)大的顯示芯片,，不需要NEON的加速，但是不要忘記,，顯示芯片是不能完全獨(dú)立處理所有的3D運(yùn)算過程的,，其中諸如數(shù)據(jù)解包和組合這種操作還是需要 CPU來完成，由于沒有NEON,，處理器必須要花費(fèi)幾倍于對手的時(shí)間才能“喂飽”顯示核心,，最終的結(jié)果就是性能無法發(fā)揮。 Tegra 2實(shí)際上不支持NEON指令集 而在視頻解碼方面,，Tegra 2也會因?yàn)椴痪邆銷EON協(xié)處理器而受到很大的影響,。因?yàn)槲覀冎溃琓egra 2雖然號稱可以支持諸多格式的1080p全高清解碼,，但是它對視頻的編碼格式有著非常嚴(yán)格的要求,，例如Tegra 2的視頻解碼核心只能硬件解碼Main Profile的H.264視頻，而對于其它的就只能靠處理器來進(jìn)行軟件解壓,。這時(shí)沒有NEON協(xié)處理器的幫助,，視頻解壓就很難高效的進(jìn)行，最終導(dǎo)致 Tegra 2的多媒體特性縮水,。 也許nVIDIA是認(rèn)為NEON協(xié)處理器的授權(quán)價(jià)格過于昂貴,，或者可能因?yàn)橐?guī)模太大而提升制造成本，而最終選擇了放棄,，但作為消費(fèi)者而言,，不具備 NEON指令集的Tegra 2無疑會在多媒體方面的競爭中被對手遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩開。好了,，關(guān)于多媒體的比拼也要告一段落了,，最后我們照例為每個(gè)處理器給出評分。 Tegra 2 ★ OMAP4430 ★★★★ MSM8x60 ★★★★★ Exynos 4210 ★★★★ 較量項(xiàng)目五：3D加速 說到3D加速,，這個(gè)概念哪怕放在區(qū)區(qū)5年前,，對于手機(jī)而言都幾乎是可有可無的,。但是這幾年隨著iOS的崛起，與Android的飛速發(fā)展,，3D加速一夜之間變成了高端手機(jī)必備的特性，甚至成為了整個(gè)手機(jī)用戶體驗(yàn)的決定性因素,。 憑借強(qiáng)大的圖形處理器,，iPhone 4的游戲畫面表現(xiàn)已經(jīng)擊敗早期的掌上游戲機(jī) 而在新一代雙核Cortex A9 MP SoC中，圖形處理器(GPU)的競爭徹底進(jìn)入了白熱化階段,。從結(jié)構(gòu)而言,，四家的CPU好歹是一個(gè)藍(lán)本（大家所采用的都是ARM v7架構(gòu)），但四家的GPU卻選擇了四種完全不同的方案,，這的確從另一方面印證了GPU的重要性與競爭的激烈性,。 nVIDIA作為PC領(lǐng)域圖形技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者，在這方面是有著先天的巨大優(yōu)勢,。Tegra 2所采用的GPU是nVIDIA自行研發(fā)的GeForce Ultra Low Power,，縮寫為GeForce ULP。它擁有四個(gè)頂點(diǎn)處理器,，四個(gè)像素處理器,，支持OpenGL ES 1.1/2.0、OpenVG等主流標(biāo)準(zhǔn),。在Tegra 2發(fā)布的時(shí)候,，這枚GeForce ULP就是nVIDIA的宣傳重點(diǎn)，因此消費(fèi)者對于它的性能也有著極大的期待,。 NV當(dāng)年演示的Tegra 2平板游戲,，引起了人們極大的期待 而作為曾經(jīng)參與桌面競爭、當(dāng)下專注嵌入式GPU的Imagination公司,，自然不愿意讓出嵌入式獨(dú)立GPU市場的性能領(lǐng)導(dǎo)地位,。在 OMAP4430上，我們看到的就是這家公司設(shè)計(jì)的PowerVR SGX540,。這是一顆大家很熟悉的GPU,，因?yàn)樵缭趩魏薈ortex A8時(shí)代，三星就在代號蜂鳥的處理器中采用了這顆GPU,，它強(qiáng)大的性能也讓采用蜂鳥處理器的機(jī)型在單核時(shí)代傲視群雄,。與GeForce ULP不同的是，PowerVR SGX540內(nèi)并沒有單獨(dú)的頂點(diǎn)處理器或者像素處理器,，而是包含了四組通用處理器,。這種類似于桌面顯示核心統(tǒng)一渲染器的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可以讓PowerVR GPU用最少的硬件獲取最大的性能，從而節(jié)約成本和功耗,。值得一提的是,，也正是由于通用處理器的設(shè)計(jì),，PowerVR SGX540成為了當(dāng)前唯一一顆支持OpenCL通用運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)的GPU。 而在高通MSM8x60上,，GPU則不出意外的是高通自行設(shè)計(jì)的Adreno,。這是高通從前ATi公司收購而來并自行發(fā)展的圖形架構(gòu)，經(jīng)過四代的發(fā) 展,，來到了最新的Adreno 220,。相對于單核時(shí)代主流的Adreno 205，這顆GPU可以達(dá)到前者兩倍的性能,，從而得以參與到雙核時(shí)代的GPU爭奪戰(zhàn)之中,。當(dāng)然，由于高通的“優(yōu)良傳統(tǒng)”,，Adreno系列的架構(gòu)一直不得 而知,，詳細(xì)參數(shù)也很難查明，但是考慮到這是從ATi收購而來的架構(gòu),，因此筆者猜測應(yīng)該也是基于分離的頂點(diǎn)處理器和像素處理器,，只是各自的數(shù)量依然不甚明 確。 而四大雙核里最后登場的Exynos 4210,，它在GPU上的選擇也是最為有趣的,，因?yàn)樗钶d的是由ARM官方設(shè)計(jì)的Mali400圖形核心。這是一顆相對而言比較陌生的顯示核心,，因?yàn)檫@還是它第一次在頂級SoC中露面,。 從架構(gòu)上而言，Mali400也基于分離的頂點(diǎn)處理器與像素處理器,，從邏輯角度而言要比PowerVR SGX540落后一些,，也不支持OpenCL通用運(yùn)算標(biāo)準(zhǔn)。但是這樣的結(jié)構(gòu)在目前的應(yīng)用需求下,，性能也未必會顯得落后,。標(biāo)準(zhǔn)的Mali400 GPU包含一組頂點(diǎn)處理器，而像素處理器則可以在一組到四組之間自由搭配,，取決于你愿意支付多少授權(quán)費(fèi)和制造成本,。由于Exynos 4210是三星最頂級的ARM SoC，因此三星也當(dāng)仁不讓的選擇了完整的四像素渲染器配置,，即Mali400MP4,。稍微岔開一下話題，雖然ARM宣稱Mali400的這種設(shè)計(jì)是“多 核心”架構(gòu),，但筆者認(rèn)為Mali400的“MP”與蘋果A5處理器所采用的PowerVR SGX543MP2的多核是不一樣的,，后者才是真正的多核心，而前者只能稱之為像素處理器可變而已,。 那么這四顆GPU的基礎(chǔ)性能參數(shù)是怎樣的呢,？我們來看下面這張表格： 注：1,、參數(shù)為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，不保證絕對的準(zhǔn)確性 2,、數(shù)據(jù)為計(jì)算數(shù)值,，未必是真實(shí)數(shù)值 3、網(wǎng)絡(luò)搜索,，準(zhǔn)確數(shù)據(jù)無法確定 可以看到,，在規(guī)格指標(biāo)方面，Exynos 4210是遙遙領(lǐng)先的,，而Tegra 2緊隨其后。至于具體的性能表現(xiàn),，我們在后面的測試中將簡單介紹,。值得注意的是，上表中的參數(shù)未必是最終的實(shí)際性能,，理論參數(shù)一般都會受到實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的強(qiáng)烈影響,。 不過不管怎樣，我們還是要打個(gè)分的,，暫時(shí)按照物理參數(shù)吧,。 Tegra 2 ★★★★ OMAP4430 ★★★ MSM8x60 ★★ Exynos 4210 ★★★★★ 誰是純爺們？四款雙核大混戰(zhàn) 經(jīng)過上述炫目的技術(shù)分析,，相信大家都累了,。下面就讓我們從一些性能測試中一窺這幾顆處理器在實(shí)際產(chǎn)品中的表現(xiàn)吧。首先介紹一下采用了這四顆芯片的實(shí)際產(chǎn)品,。 需要注意的是,，下面的測試并不是每一個(gè)產(chǎn)品都可能會有數(shù)據(jù)，也許某些測試只會有一部分的產(chǎn)品參與,，而由于各個(gè)手機(jī)的分辨率不同,，所以在3D測試?yán)镆?需要加以考慮，不能只看原始數(shù)據(jù),。有些測試因?yàn)樘?，進(jìn)入雙核時(shí)代后大家的性能都受限于垂直同步而導(dǎo)致沒有足夠的差異性，例如Neocore,，因此這里就 不列成績了,。 作為對比，我們額外引入單核的Nexus S,，方便大家查看性能區(qū)別,。 下面的測試對比就將在這五款機(jī)器中展開。首先讓我們來看看Smartphone Benchmark 2011的結(jié)果,。成績來源為獨(dú)立第三方手機(jī)性能測試網(wǎng)站Smartphone Benchmarks的官網(wǎng)首頁,，選擇分?jǐn)?shù)的標(biāo)準(zhǔn)為能確認(rèn)的原始頻率下最高的得分,，采集時(shí)間為2011年7月15日，下同,。 游戲,，即GPU方面，可以看到Mali400MP4,、SGX540,、GeForce ULP得分相近。而生產(chǎn)力,，即CPU方面,，則是Exynos 4210一枝獨(dú)秀。當(dāng)然這也有一部分原因在于它的默認(rèn)頻率為1.2GHz,。但是可以看到的是MSM8x60不論是GPU還是CPU,，都被遠(yuǎn)遠(yuǎn)的甩在了后 面，甚至還不如單核的S5PC110,，其原因不外乎老舊的處理器核心與異步多核心架構(gòu),。 然后我們來看看NenaMark 2.0。成績來源依然是官網(wǎng),，所有型號的成績?nèi)∑骄担?/strong> 注：Optimus 3D無法找到測試成績,。Nexus S的成績以同配置的Galaxy S代替。 在這個(gè)測試中,，Exynos 4210的成績遙遙領(lǐng)先與所有對手,，而Tegra 2也許是因?yàn)檩^低的內(nèi)存帶寬，導(dǎo)致成績反而不如MSM8x60,，甚至和上一代的單核也相去不多,。當(dāng)然，Galaxy S II的分辨率只有800x480,，這里需要再一次強(qiáng)調(diào),。 下面再來看看另一款測試，名叫Electopia,。這是一款游戲內(nèi)建的測試,，成績?yōu)?span href="tag.php?name=%E8%AE%BA%E5%9D%9B" class="t_tag" style="word-wrap: break-word; line-height: normal; cursor: pointer; border-bottom-width: 1px; border-bottom-style: solid; border-bottom-color: rgb(255, 0, 0); white-space: nowrap; ">論壇收集： 注：由于沒有Atrix 4G的成績，因此此處用同為Tegra 2的Optimus 2X代替,，分辨率800x480,。OMAP4430成績依然欠奉。 同樣,，Exynos 4210依然遙遙領(lǐng)先,，而在這項(xiàng)測試中Tegra 2依然墊底，甚至不如上一代S5PC110，而且落后MSM8x60的比例比之前更大,。 最后我們再來看看GLBenchmark的測試,。這是一款以3D為主的測試軟件，我們選取其中的Egypt場景作為對比,，接著再來看看處理器性能,。成績來源為官網(wǎng)。由于此測試歷史久遠(yuǎn),，參測機(jī)型固件版本眾多,，導(dǎo)致平均值參考意義不大，因此各自機(jī)型取最大值,。 注：Atrix 4G沒能通過FSAA測試,。 再一次，Exynos 4210取得了壓倒性的優(yōu)勢,，性能幾乎是第二名的兩倍,。而MSM8x60的Adreno 220甚至還比不過上一代的PowerVR SGX540，不論是單核的S5PC110還是雙核的OMAP4430,。和上一個(gè)測試一樣，Tegra 2再次墊底,，原因可能也是因?yàn)閹挷蛔恪?br style="word-wrap: break-word; line-height: normal; ">下面再來看看四款雙核的處理器性能： 注：OMAP4430沒有測試成績,。 在這次測試中我們又一次看到了Cortex A9對Scorpion的壓倒性優(yōu)勢。由于高通依然沿用了上一代的架構(gòu),，因此不論是整數(shù)性能還是浮點(diǎn)性能都遠(yuǎn)不如Cortex A9,。可惜的是OMAP4430沒有測試成績,，不過應(yīng)該和其余兩款Cortex A9 MP相去不大,。 最后再讓我們來看一個(gè)不算測試的測試：AndroZip解壓。成績來源為網(wǎng)站測試,，內(nèi)容為1.2MB的壓縮包解壓,，成績?yōu)楹臅r(shí)，參與機(jī)型只有Galaxy S II與Sensation,。 可以看到,，同樣的頻率下，MSM8x60所花費(fèi)的時(shí)間為Exynos 4210的300%多,，這樣的差距足以說明在某些應(yīng)用下,，架構(gòu)的區(qū)別可以帶來多大的差距。 由于時(shí)間原因,，諸如視頻等多媒體方面的測試,，這里就沒法提供了，具體的情況如果各位有興趣，可以關(guān)注愛活網(wǎng)進(jìn)行的后續(xù)測試,。 看完了上面的測試,，各位對這四大雙核應(yīng)該也能有一個(gè)概念了?？傮w而言,，三星沒有食言，Exynos 4210不論在任何方面,，都是雙核中最強(qiáng)的,，領(lǐng)先第二名的程度都非常明顯。而OMAP4430則靠著各方面穩(wěn)定而平均的表現(xiàn),，成為了雙核時(shí)代另外一個(gè)理想 的選擇,。高通的MSM8x60在3D測試中體現(xiàn)出了一定的實(shí)力，但由于架構(gòu)和核心原因,，在牽涉到CPU性能的測試中均潰敗給了所有對手,，實(shí)際表現(xiàn)和單核并 沒有太大差別，筆者認(rèn)為追求雙核性能的用戶選擇高通平臺并不合適,。 至于Tegra 2,，作為世界上第一款雙核心ARM A9處理器，我們只能說它光榮的完成了雙核心的鋪路石作用,。由于NV太過節(jié)省成本,，Tegra 2的內(nèi)存帶寬和多媒體指令集都未能完善，導(dǎo)致實(shí)際使用中的體驗(yàn)下降,，最終得分和高通MSM8x60一起墊底,。作為回顧，我們看看四款處理器都得到了多少顆 星： 它們也很重要：功耗和成本 看完上述評測,，也許很多人會覺得,，為什么Tegra 2如此之差？ nVIDIA果然還是這方面的菜鳥??！如果這樣想你就錯(cuò)了，因?yàn)樵谶@些芯片的背后,，還有一些重要的參數(shù)和取舍,，之前的文章里我們并沒有提到，那就是成本,。 眾所周知,，芯片是從硅晶圓上切割出來的，一塊300毫米的晶圓價(jià)格高達(dá)數(shù)十萬美元,。所以,，就像切蛋糕一樣,，芯片面積越小，能切出來的芯片越多,，成本自然也就越低了,。 但是芯片的面積又取決于晶體管的數(shù)量，而晶體管的數(shù)量往往正比于性能,，因此這是個(gè)取舍的過程,。那么這四款雙核的核心面積又是多大，筆者也查詢了一些資料,。值得注意的是高通的SoC因?yàn)閮?nèi)置基帶處理器,，相對于其他的SoC而言多出了幾個(gè)模塊，在考慮尺寸的時(shí)候需要注意一下,。 網(wǎng)上查到的資料畢竟是粗略的,，因此在此也不能保證絕對的準(zhǔn)確性，請各位讀者原諒,。 作為對比,，我們加入了Apple A5的數(shù)據(jù)?？梢钥吹降氖?，雖然大家在參數(shù)上看差不多，但是面積方面相差卻非常巨大,，最小的Tegra 2核心面積甚至不到最大的Apple A5的一半,，這意味著一片晶圓可以切割出的Tegra 2數(shù)量是A5的兩倍以上，前者的成本也要大大低于后者,。這都是廠商在設(shè)計(jì)芯片時(shí)的選擇問題,，到底時(shí)傾向于成本,，還是傾向于性能,，nVIDIA的選擇顯然時(shí) 前者，而事實(shí)上也是如此,。 對比蘋果A5處理器我們會發(fā)現(xiàn),，單單是PowerVR SGX543MP2這一顆GPU，占據(jù)的芯片面積就幾乎和整顆Tegra 2一樣大,。從這個(gè)角度而言,，Tegra 2是成功的，因?yàn)樗腉PU只用了對手不到八分之一的面積,，就實(shí)現(xiàn)了幾乎一半的性能,，性能成本比無疑非常可觀,。 蘋果A5處理器巨大的芯片面積（X光掃描圖） Tegra 2的OEM報(bào)價(jià)只需要15～25美元,，而作為對比，上一代三星單核蜂鳥處理器的報(bào)價(jià)就已經(jīng)達(dá)到了20美元，而雙核時(shí)代的獵戶座必然要貴很多,，因?yàn)楂C戶座的 核心面積也超過了Tegra 2的兩倍,。與價(jià)格相同，芯片面積越多,、晶體管規(guī)模越大,，滿載時(shí)的功耗就也更大，因此Tegra 2在滿載時(shí)的功耗有可能會比其他產(chǎn)品小,。但問題是Tegra 2為了降低成本而去掉的特性太多,、砍掉的性能太狠，很多時(shí)候反而得不償失,。喪失了成本與性能的平衡點(diǎn),，這也許才是nVIDIA犯下的最大的錯(cuò)誤。 這是一臺采用Tegra 2芯片的完整的電腦 而三星則試圖追求最大的內(nèi)部互聯(lián)帶寬,，我們也看到了,，Exynos 4210可能是唯一一顆采用了256bit內(nèi)部總線的SoC，而這個(gè)總線無疑也會占據(jù)相當(dāng)大的硅片面積,。而OMAP4430在各方面都較為平庸,，因此芯片 面積也居于中等水平?？梢哉f,，廠家的側(cè)重各有不同，導(dǎo)致最終產(chǎn)品之間的巨大差異,，在這方面,，德州儀器做的無疑是最好的，不論是成本,、功耗還是性能都是一個(gè) 很適中的檔次,，而Exynos 4210與Apple A5則走在了性能的極端，實(shí)際上可以說忽略了成本與功耗的表現(xiàn),。而最悲劇的依然是Tegra 2,，nVIDI**面追求低成本，導(dǎo)致性能方面慘不忍睹,，這可能是nVIDIA在Tegra 2上需要學(xué)到的最大的教訓(xùn),。 寫在最后：被透支的未來 好了，我們的文章至此也要結(jié)束了,，如果你仔細(xì)閱讀了我們的內(nèi)容,，相信你對市面上的各種雙核心手機(jī)已經(jīng)心中有數(shù)。雙核大戰(zhàn),，四大巨頭,，看起來很熱鬧,，不是嗎？但是在這片繁榮的背后,，筆者看到的是我們被透支的未來,。 2007年，手機(jī)硬件升級大戰(zhàn)第一把火由蘋果燃起,，緊隨其后的Android的發(fā)展,，把拼硬件之風(fēng)成功發(fā)揚(yáng)光大。而到了2011年,，以nVIDIA為代表的PC企業(yè)的介入,，更是把拼硬件的速度與力度提到了史無前例的地步，一代手機(jī)的生命周期往往只有12個(gè)月,。 NV奉行的是“性能每年翻一番”的策略 性能在翻倍,，功能在增加，隨之而來的卻是越來越高的功耗,，越來越大的發(fā)熱,，一天比一天重的電池，和一天比一天短的續(xù)航,。根據(jù)高通提供的數(shù)據(jù),，工作在1.2GHz的MSM8x60，僅CPU部分的功耗竟高達(dá)1.2瓦,，再加上顯示核心,，功耗更是不可想象。 其實(shí),，哪怕我們把時(shí)間推回到短短5年前的ARM11時(shí)代,，續(xù)航、功耗,，都不是用戶需要去關(guān)心的問題,，但自從進(jìn)入雙核時(shí)代，高端手機(jī)的續(xù)航時(shí)間就已經(jīng) 開始以半天甚至小時(shí)作為單位,，而滿載時(shí)外殼高達(dá)50度的巨大發(fā)熱,，也在不斷考驗(yàn)著用戶的忍耐極限,。每個(gè)人都應(yīng)該問自己,，這真是我們需要的手機(jī)嗎？ 相信有很多人會說不是,。但廠家可不會理會這點(diǎn),。因?yàn)橛布壥且粓鲕妭涓傎悾l也不愿意落在后面,。于是,，我們在NV的路線圖上看到了2011年底推出的四核心芯片,，看到了28納米將首先用于制造ARM芯片。 再過半年多,，新一代的Cortex A15又將扛起新一輪拼硬件的大旗,，而頻率會直沖2GHz。在這樣恐怖的速度背后,，我們還有多少資本可以支撐現(xiàn)在的發(fā)展速度,？半導(dǎo)體工藝是有物理極限的， 業(yè)界迄今為止都對線寬10納米以下的超大規(guī)模集成電路束手無策,，移動(dòng)計(jì)算市場這輛由廠家和消費(fèi)者共同催動(dòng)的火車,，已經(jīng)能看到近在咫尺的懸崖。 NV的路線圖寫得很清楚：今年年底要推出4核心手機(jī)處理器Tegra 3 幾年后,，當(dāng)人們手里拿著的都是裝著散熱器,、風(fēng)扇呼呼響的“手機(jī)”，終于意識到這樣不行的時(shí)候,，卻發(fā)現(xiàn)已經(jīng)無路可退,；當(dāng)人們終于開始懷念聊天看書發(fā)短信，充電一次管一周的手機(jī)時(shí),，卻發(fā)現(xiàn)這樣做的企業(yè)已經(jīng)倒在了硬件大戰(zhàn)滾滾洪流之中,，這才是移動(dòng)產(chǎn)業(yè)的悲劇。 其實(shí)在這里寫下這些文字,，筆者的心中也充滿著矛盾,。消費(fèi)者不可能放棄對更快更好的追求，也不可能因?yàn)檫@種“與我無關(guān)”的事情而不再購買最新的手機(jī),，但如果每個(gè)人都可以認(rèn)識到自己到底需要什么,，都只會選擇足夠需求的設(shè)備，我們的未來就可能會更長遠(yuǎn),、更健康,、更舒適。 |
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