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wzcxj0910 的博客

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不断转变 四个关键字看手机CPU发展之路  

2013-07-21 16:13:07|  分类: 家庭教育 |  标签: |举报 |字号 订阅

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 无论是在任何的数码电子产品领域,处理器的重要性都不言而喻,对于智能手机来说,一款好的处理器是用户体验的一项保障,于是处理器这几年也逐渐从幕后走向前台,慢慢被更多消费者所认识和了解。而相比智能手机表面上飞速发展的光鲜亮丽,手机处理器的发展则是要低调的很多,有些神变而形不变的味道,今天我们就来回头聊聊手机处理器发展中的那些个事儿,为了让大家更有条理性,我们来以四个关键字为线索。

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关键字:主频

  要从头说起手机处理器的故事,那可能好几个小时都讲不完,我们不妨从2009年开始说起。在2009年年末,一款名为东芝TG-01的智能手机正式上市,这款产品并未取得非常高的销量,甚至很多网友都不知道该机的存在,但是东芝TG-01在智能手机发展历程中是一个标志性的产品,因为该机是第一款装备1GHz主频处理器的智能手机,由此手机处理器也开始迈上了飞速的发展步伐。

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首款1GHz处理器智能手机东芝TG01

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第一款1GHz手机处理器为高通QSD 8250处理器

  随后各个品牌的旗舰智能手机开始陆续装备了1GHz主频的处理器,像当年的联想乐Phone、三星I9000、HTC Desire(G7)等等。在这之前,主频一直是手机处理器的主要发展方向,这也是提升处理器性能最有效的方法,当然也正是由于迈入1GHz时代的原因,继续增加电压、提高主频已经到了穷途末路的情况,因为手机续航问题已经日益凸显出来,这也为手机处理器的发展方向埋下了转变的伏笔。

关键字:核芯

  在2011年年初,一款LG Optimus 2X宣布智能手机正式进入双核芯时代,两颗1GHz主频的处理器为智能手机提供了更加强劲的性能支持。同时双核芯的出现也令持续多年的“主频路”宣告终结,因为对于处理器的性能而言,核芯数量的增加不仅没有增加智能手机的续航负荷,一定程度上,双核处理器要比单核处理器更加的省电。


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LG Optimus 2X是第一款双核智能手机

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第一款手机双核处理器为英伟达推出的Tegra 2

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Tegra 3联手HTC One X让我们进入到了四核时代

  依稀记得几年前笔者采访过一位芯片厂商产品经理,他表示未来手机处理器的发展会转向核芯数量的增加。果不其然,随后在2012年年初,四核芯智能手机登上历史舞台;在2013年年初,“八核芯”智能手机登上历史舞台。核芯数量的增加为智能手机的性能提升再次提供了动力,但是就像几年前的“主频提升”遭遇“核芯增加”那样,处理器的核芯数量提升也遇到了一个瓶颈,而此时“工艺架构”成为了解决之道。

工艺统称为制程工艺,是指在生产CPU过程中集成电路的精细度,也就是说精度越高,生产工艺越先进。在同样的材料中可以制造更多的电子元件,连接线也越细,精细度就越高,CPU的功耗也就越小。同时更先进的制造工艺会在CPU内部集成更多的晶体管,从而使处理器实现更多的功能和更高的性能。


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工艺制程:提升性能、降低功耗

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ARM Cortex架构处理器是当今手机中保有量最多的(图片引自GSMArena)

  架构统称为处理器架构,是一款处理器的基础,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。打个比喻,架构就像是一座建筑的结构设计部分,而处理器就相当于一个完整的建筑,只有有了稳定的结构作为基础,才能建造出各式各样的房子。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,就是由半导体芯片厂商自己决定。

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ARM玩的是架构、高通玩的是微架构

  了解过制程工艺和处理器架构之后,相信大家已经对这两个处理器的关键技术已经有所认识,在经历过主频、核芯数的积累和发展后,工艺、架构已经成为目前各个半导体芯片厂商的技术攻坚方向。其中最具代表性的就是高通公司,它不仅率先第一个实现了28nm工艺的手机处理器,从双核时代开始,高通就一直采用自己基于ARM设计的独特微架构,这也就牵扯出了手机处理器的异步、同步之争。

  关于处理器架构的更多阅读可以点击《多核已现疲态 手机CPU将迎架构更新时代》了解。

在2011年,高通推出了Scorpion架构移动处理器(MSM 8X60),这是世界上首款采用Asymmetric SMP(异步对称多处理)架构的双核处理器,随后高通的大部分芯片均采用了这种异步设计。然而这种处理器一度被质疑为“假双核”。


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高通MSM 8260双核处理器一度被称为假双核

  来解释一下同步、异步处理器的区别,同步处理器的CPU内核是必须以相同频率相同电压时工作或同时休息,不能轮流工作,这样能够发挥CPU的最大性能,但同时也带来更高的功耗。而异步处理器的两颗CPU核心能够同时以相同或不同频率电压去处理不同的任务,甚至可以只有一颗CPU核心在工作,这样能够更显著的降低功耗。

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ARM big.LITTLE架构的三星Exynos Octa拥有八核芯(图片来自Linaro)

  不过时间到了2013年,如今已经很少有人再去讨论自己手机中处理器是同步还是异步的,高通几款Krait架构的处理器(骁龙600、骁龙800)也没有人再说这是“假四核”,甚至连ARM自己都推出了有着类似异步作用的big little架构,目前大红大紫的三星GALAXY S4处理器就是这种big little架构的处理器。

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还有人会去纠结如日中天的高通芯片是假四核么?

  笔者认为,其实并不能说异步赢了同步,只是对于手机来说,可能异步更加适合它,毕竟手机作为一种移动设备,电量是它最基础的保障,我们只能在保证一定功耗的前提下去最大化的追求性能,一款手机如果只能待机半天,纵然性能无比的强悍,但同样会引起消费者的抱怨,下次谁还敢买这样的产品?

  写在最后:处理器也在智能化?

  在今天,智能手机的概念正在逐步的升华,体验智能化、操作智能化的手机才能称之为智能手机。而手机处理器似乎也有这么点意思,从单纯的主频拼比、核芯数量的竞赛,到制程工艺的提升和架构设计的的转变,基于处理器我们能够实现了太多的事情,比如效果更棒的HDR拍照,比如神奇的无线充电技术,再比如实打实的功耗降低。未来智能手机再想推出一项新功能,离开处理器的底层支持几乎是不可能的,未来手机的智能化高度也取决于处理器的智能化高度。

威胁健康!睡前用智能手机不是好习惯

有研究表示,在睡觉之前使用你的智能手机会导致很难入睡,久而久之对健康是一种威胁,因此,睡前用手机不是好习惯。

  据研究显示,人们的生活早已离不开手机,也许你会使用自己的手机上网、浏览很多类型的东西,还可能用它听听音乐,或处理工作。但这些最好仅限于白天,因为夜晚,特别是睡前做这些事情的话,会影响到睡眠,继而影响到身体健康。

  尽管睡前用手机是个非常糟糕的习惯,但据估计大约有95%的手机用户会在睡前发发短信、上上网,或看看视频等等。然而,并不是所有人都意识到了,这样做之后,会很难入睡。

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