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說(shuō)起手機(jī)CPU的歷史，筆者給大家提一個(gè)問(wèn)題:"世界上第一款智能手機(jī)是什么呢?"相信很多人的答案是愛(ài)立信的R380或諾基亞的7650，但都不對(duì)，真正的首款智能手機(jī)是由摩托羅拉在2000年生產(chǎn)的名為天拓A6188的手機(jī)，它是全球第一部具有觸摸屏的PDA手機(jī)，它同時(shí)也是第一部中文手寫識(shí)別輸入的手機(jī)，但最重要的是A6188采用了摩托羅拉公司自主研發(fā)的龍珠(Dragon ball EZ)16MHzCPU，支持WAP1.1無(wú)線上網(wǎng)，采用了PPSM (Personal Portable SystemsManager)操作系統(tǒng)。龍珠(Dragon ball EZ)16MHzCPU也成為了第一款在智能手機(jī)上運(yùn)用的處理器，雖然只有16MHz，但它為以后的智能手機(jī)處理器奠定了基礎(chǔ)，有著里程碑的意義。
多核CPU
2012年下半年開(kāi)始，各家手機(jī)廠商推出的主打旗艦機(jī)型多以四核處理器為賣點(diǎn)，多核手機(jī)似已成為主流。所謂多核手機(jī)，指的是配備雙核、四核CPU的手機(jī)，最大的優(yōu)勢(shì)是運(yùn)算速度更快。雖然看似多核手機(jī)的市場(chǎng)需求激增，但根據(jù)工信部發(fā)布的一份報(bào)告顯示，2012年四核芯片在整體移動(dòng)智能終端中的占比尚不足8%。[1]
有了往年在PC端的處理器高頻、數(shù)量之爭(zhēng)的前車之鑒，現(xiàn)在很多人不看好移動(dòng)處理器的數(shù)量之爭(zhēng)。目前Android手機(jī)都在進(jìn)行軍備競(jìng)賽式的硬件升級(jí)，動(dòng)不動(dòng)就在專業(yè)測(cè)評(píng)軟件上跑分來(lái)一比高下。事實(shí)上，普通消費(fèi)者并不需要這么高配的CPU，高配的CPU意味著高能耗。現(xiàn)在包括高通、英特爾等芯片廠商更多的是在追求性能和功耗的整體平衡，而不是一味地追求CPU主頻和核數(shù)了。[3]
對(duì)于手機(jī)來(lái)說(shuō)，大部分軟件甚至在單核條件下都可以正常運(yùn)行，與之相對(duì)應(yīng)的，還是"大部分"--大部分軟件都沒(méi)有對(duì)多核并行做相應(yīng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化。這就像是你修建了四條并行鐵軌，但大部分火車都在第一條上面運(yùn)行。[2]
事實(shí)上，單純?cè)黾覥PU的核心數(shù)，并不意味著能帶來(lái)性能的顯著提升。如果要最大化地利用多核CPU提供的計(jì)算資源，需要同時(shí)對(duì)操作系統(tǒng)和現(xiàn)有的應(yīng)用做調(diào)整。而且，多核CPU對(duì)應(yīng)用性能的提升取決于同時(shí)運(yùn)行多個(gè)程序或線程的能力高低。我們看看Amdahl定律就能發(fā)現(xiàn)，在程序有順序代碼的情況下，性能提升帶來(lái)的回報(bào)會(huì)越來(lái)越少。此外，多核芯片在發(fā)熱控制上比單核芯片更難。從技術(shù)角度看，一般在整個(gè)移動(dòng)處理器中，CPU的處理任務(wù)最多僅占15%~20%，更多的任務(wù)是由GPU、DSP、GPS、調(diào)制解調(diào)器等其他組件完成的。[3] 因此單純強(qiáng)調(diào)CPU核數(shù)是片面的解讀，CPU核的質(zhì)量比核的數(shù)量更為重要，決定核的質(zhì)量有眾多因素，如架構(gòu)、制程等。
1、德州儀器
優(yōu)點(diǎn):低頻高能且耗電量較少，高端智能機(jī)必備CPU。
缺點(diǎn):價(jià)格不菲，對(duì)應(yīng)的手機(jī)價(jià)格也很高，OMAP3系列GPU性能不高，但OMAP4系列有了明顯改善，數(shù)據(jù)處理能力較弱。
2、INTEL
優(yōu)點(diǎn):CPU主頻高，速度快。
缺點(diǎn):耗電、每頻率性能較低。
3、高通
優(yōu)點(diǎn):主頻高，數(shù)據(jù)處理性能表現(xiàn)出色，擁有最廣泛的產(chǎn)品路線圖，支持包括智能手機(jī)、平板電腦、智能電視等各類終端，可以支持所有主流移動(dòng)操作系統(tǒng)，支持3G/4G網(wǎng)絡(luò)制式。
缺點(diǎn):圖形處理能力較弱，功耗較大。
4、三星
優(yōu)點(diǎn):耗電量低、三星蜂鳥S5PC110單核最強(qiáng)，DSP搭配較好，GPU性能較強(qiáng)。
缺點(diǎn):三星獵戶雙核發(fā)熱問(wèn)題大，搭載MALI400GPU構(gòu)圖單一，兼容性不強(qiáng)。
5、Marvell
優(yōu)點(diǎn):很好繼承和發(fā)揮了PXA的性能。
缺點(diǎn):功耗大。
6、英偉達(dá)
優(yōu)點(diǎn):最早上市的雙核CPU，搭載的Geforce ULP面積小，性能強(qiáng)，功耗較低。
缺點(diǎn):Tegra2因?yàn)楣膯?wèn)題去掉了NEON，導(dǎo)致視頻解碼問(wèn)題大，支持硬解格式少。
7.華為
優(yōu)點(diǎn):是2012年業(yè)界體積最小的四核A9架構(gòu)處理器。他是一款高性能CPU，是華為自主設(shè)計(jì)。
缺點(diǎn):兼容性不好。
高通公司首先是一個(gè)技術(shù)創(chuàng)新者和推動(dòng)者。高通公司將其收入的相當(dāng)大一部分用于基礎(chǔ)技術(shù)研發(fā)，并將幾乎所有專利技術(shù)提供給各種規(guī)模的用戶設(shè)備授權(quán)廠商和系統(tǒng)設(shè)備授權(quán)廠商。高通公司的商業(yè)模式幫助這些系統(tǒng)設(shè)備和用戶設(shè)備制造商以比其自行研發(fā)技術(shù)、開(kāi)發(fā)芯片和軟件解決方案低得多的成本，將產(chǎn)品更快地推向市場(chǎng)。此外，高通公司還允許授權(quán)廠商在其被授權(quán)的CDMA產(chǎn)品中使用高通公司不斷增加的專利技術(shù)種類。例如EV-DO Rev A、HSDPA/HSUPA、OFDM(A)等新技術(shù)，所收取的專利費(fèi)費(fèi)率不高于高通公司的全球CDMA專利費(fèi)費(fèi)率。這為高通公司的授權(quán)廠商提供了可預(yù)測(cè)的模式。
在1985年7月，7個(gè)行業(yè)資深高管聚集到了Irwin Jacobs博士圣地亞哥的家討論一個(gè)想法。這些夢(mèng)想家們-Franklin Antonio、Adelia Coffman、Andrew Cohen、Klein Gilhousen、Irwin Jacobs、Andrew Viterbi和Harvey White決定他們想要構(gòu)建"高質(zhì)量通信"并制定了一個(gè)計(jì)劃，這個(gè)計(jì)劃最后演變?yōu)橥ㄐ判袠I(yè)最偉大的創(chuàng)業(yè)成功故事之一--高通公司。
驍龍(Snapdragon)智能處理平臺(tái)是美國(guó)高通公司推出的業(yè)界領(lǐng)先的全合一、全系列移動(dòng)處理器，目前在全球范圍內(nèi)已支持三星、HTC、諾基亞、LG、索尼、華為、中興等著名品牌的1000多款終端。2012年2月20日，高通正式將Snapdragon系列處理器的中文名稱定為"驍龍"。[4]
驍龍?zhí)幚砥髌脚_(tái)是高度集成的移動(dòng)優(yōu)化系統(tǒng)芯片(SoC)，結(jié)合了業(yè)內(nèi)領(lǐng)先的3G/4G移動(dòng)寬帶技術(shù)與高通公司自有的基于ARM指令集的微處理器內(nèi)核，擁有強(qiáng)大的多媒體功能、3D圖形功能和GPS引擎。
驍龍支持的終端產(chǎn)品覆蓋大眾市場(chǎng)智能手機(jī)乃至高端智能手機(jī)、平板電腦及智能電視等全新的智能終端。驍龍的優(yōu)勢(shì)之一在于結(jié)合了強(qiáng)大的應(yīng)用處理性能、無(wú)線2G、3G、4G及WiFi藍(lán)牙等無(wú)線連接，和超低的功耗能力。為了更清晰的驍龍品牌下各款處理器產(chǎn)品的性能和功能，2013年1月，美國(guó)高通公司宣布為驍龍?zhí)幚砥饕肴旅绞胶蛯蛹?jí)結(jié)構(gòu)--按照性能水平被劃分為四個(gè)層級(jí)，分別為驍龍800系列、600系列、400系列和200系列處理器。全新的驍龍?zhí)幚砥飨盗袑?huì)延伸到更多的消費(fèi)類電子產(chǎn)品。[5]
驍龍?zhí)幚砥鞯膬?yōu)勢(shì)在于結(jié)合了強(qiáng)大的應(yīng)用處理性能和超低的功耗能力。
高通公司正在構(gòu)建一個(gè)其他廠商可以用于創(chuàng)新的基礎(chǔ)，以及創(chuàng)造可以降低產(chǎn)品成本的環(huán)境。高通公司的專利授權(quán)結(jié)構(gòu)幫助了那些原來(lái)不生產(chǎn)GSM產(chǎn)品或更早期的模擬手機(jī)的廠商投入到開(kāi)發(fā)、銷售CDMA2000和WCDMA產(chǎn)品中來(lái)。這些新廠商的出現(xiàn)帶來(lái)了市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，降低了終端用戶所要支付的成本，憑借擴(kuò)展更豐富的功能和應(yīng)用促進(jìn)了創(chuàng)新，最終使消費(fèi)者受益。
高通從名字看來(lái)并不像德州儀器、Intel那么響亮，可在智能手機(jī)玩家中，高通受到青睞的程度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于后兩者。高通的驍龍?zhí)幚砥髌脚_(tái)還能夠兼容各種智能系統(tǒng)。同時(shí)高通的CPU芯片是首個(gè)能夠兼容Android系統(tǒng)的，所以一下占據(jù)了Android手機(jī)CPU的半壁江山，Android是未來(lái)智能系統(tǒng)的大勢(shì)所趨，高通就如同給這準(zhǔn)備騰飛的Android加上了翅膀，前景一片光明。目前，所有采用WindowsPhone系統(tǒng)的智能終端都搭載驍龍?zhí)幚砥鳌?a class="reference_sup" name="refer_1334449-1410824-10105244" >[6]
2014年4月，高通正式推出新一代移動(dòng)處理平臺(tái)驍龍810以及808，采用64位處理器，其中驍龍810內(nèi)建Cortex-A57/A53雙四核處理器，以及Adreno 430圖形芯片。[7]
2014年9月，HTC在IFA德國(guó)柏林國(guó)際消費(fèi)電子展覽會(huì)上發(fā)布HTC Desire 820，HTCDesire 820 采用高通驍龍615，驍龍615是高通首款8核處理器，也是高通首款64位處理器。[8]
Adreno
Adreno嵌入式GPU為高通公司(Qualcomm)的驍龍(Snapdragon)移動(dòng)處理平臺(tái)提供完整的GPU處理器，是高通收購(gòu)amd繪圖掌上設(shè)置技術(shù)推出的移動(dòng)圖形處理器，分別有Adreno200、Adreno203、Adreno205、Adreno220、Adreno225、Adreno305、Adreno320、Adreno330等系列。
通過(guò)收購(gòu)amd的移動(dòng)圖像，為高通公司提供手機(jī)的GPU的解決方案。
海思K3V2，是2012年業(yè)界體積最小的四核A9架構(gòu)處理器。它是一款高性能CPU，主頻分為1.2GHz和1.5GHz，是華為自主設(shè)計(jì)，采用ARM架構(gòu)35NM、64位內(nèi)存總線，是Tegra 3內(nèi)存總線的兩倍。該處理器的出現(xiàn)結(jié)束了中國(guó)國(guó)產(chǎn)手機(jī)"缺核少芯"的局面，使華為成為繼三星和蘋果之后第三家可以獨(dú)立生產(chǎn)芯片的手機(jī)生產(chǎn)商。
德州儀器(TexasInstruments)在手機(jī)CPU市場(chǎng)中的地位就如同手機(jī)市場(chǎng)中的蘋果，當(dāng)之無(wú)愧的大哥級(jí)。旗下的OMAP系列處理器一直是諾基亞、多普達(dá)和Palm的御用CPU，能夠兼容Linux、Windows CE、Palm、Symbian S60、WindowsMobile主流操作系統(tǒng)。從最初的主頻為132的OMAP710，到如今主頻為1.5GHz集成 ARM Cortex-A9雙核心的OMAP4440型處理器，以及主頻為2GHz集成 ARM Cortex-A15多核心的OMAP543x型處理器，德州儀器一直走在手機(jī)CPU發(fā)展的前列，但在2012年德州儀器宣布退出手機(jī)CPU領(lǐng)域。
說(shuō)起Intel，大家都不會(huì)陌生，從我們認(rèn)識(shí)計(jì)算機(jī)開(kāi)始就對(duì)Intel耳熟能詳，與在計(jì)算機(jī)業(yè)的如日中天不同，在手機(jī)CPU市場(chǎng)始終達(dá)不到巔峰，而且一路走來(lái)還是磕磕絆絆。從Intel的第一款PXA210上市，以其高主頻、對(duì)3D效果很好的處理，贏得了不少?gòu)S商的青睞，而此后的產(chǎn)品在主頻和處理能力上也一直提升，但由于Intel的芯片做工較高，相應(yīng)的價(jià)格也比同期產(chǎn)品要高很多，耗電量也更大，所以市場(chǎng)反應(yīng)也并不好，只在摩托羅拉和多普達(dá)的高端機(jī)器中才能見(jiàn)到PXA系列的身影，之后Intel發(fā)布了主頻為624MHz的PXA272，在當(dāng)時(shí)為最高主頻的手機(jī)CPU，隨即得到了更大廠商和用戶的關(guān)注，在市場(chǎng)前景一片大好的時(shí)候，Intel卻出人意料的將Xscale賣給了Marvell。這就是筆者為什么把Intel、Marvell放在一起介紹的原因，在收購(gòu)?fù)戤吅驧arvell推出了PXA 3XX系列，在很多著名的機(jī)型上都有使用，例如三星I908等。
三星的手機(jī)CPU經(jīng)過(guò)幾年發(fā)展已有不小的成就，其單核CPU三星蜂鳥S5PC110A是當(dāng)之無(wú)愧的單核之皇，擁有不錯(cuò)的CPU處理能力，高性能的SGX540 GPU，以及很強(qiáng)的DSP協(xié)處理，重要的是它擁有單核中最高的二級(jí)緩存，使得性能能夠充分發(fā)揮，
同時(shí)，三星的獵戶座雙核也是雙核中的佼佼者，雖然不及OMAP4430，但性能也強(qiáng)于tegra2、msm8x60等主流雙核。
蘋果的A4處理器就是在蜂鳥的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良的。
CPU的市場(chǎng)雖然暫時(shí)是TI、Intel、高通的三國(guó)爭(zhēng)霸，但也不乏新生力量的漸出，這其中就包括飛思卡爾、還有PC顯卡芯片的老牌廠商N(yùn)VIDIA。
與三星合作的NVIDIA一樣不可小視，在PC顯卡芯片上NVIDIA一直是所有發(fā)燒友們的不二選擇，強(qiáng)大的多媒體解析能力給了NVIDIA在手機(jī)方面有更大的空間，因?yàn)槿缃竦?a target="_blank">手機(jī)系統(tǒng)已經(jīng)越來(lái)越重視對(duì)多媒體的表現(xiàn)能力，這時(shí)NVIDIA的介入必將給手機(jī)多媒體能力帶來(lái)質(zhì)的的飛躍，如今的手機(jī)對(duì)視頻最高處理能力是4K視頻，今后必定會(huì)更高。
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