跑分不靠譜 手機(jī)處理器性能參數(shù)揭秘

　　曾幾何時(shí)，我們在選購手機(jī)時(shí)往往關(guān)注的是手機(jī)的品牌，外觀以及功能性，然而隨著智能手機(jī)的不斷普及，人們購買手機(jī)時(shí)關(guān)注的因素也在悄悄的發(fā)生變化，由于智能手機(jī)擁有著強(qiáng)大的軟件擴(kuò)展能力，手機(jī)的功能性已經(jīng)不再是問題，人們關(guān)注的重心開始轉(zhuǎn)移到支持這些軟件能否流暢運(yùn)行的手機(jī)性能上來。大家都知道，手機(jī)的性能主要決定于其搭載的處理器，了解了處理器的性能，基本上手機(jī)的性能就大致確定了。今天筆者就告訴大家怎樣分辨手機(jī)處理器的性能。

架構(gòu)是關(guān)鍵

　　架構(gòu)做為處理器的基礎(chǔ)，對于處理器的整體性能起到了決定性的作用，不同架構(gòu)的處理器同主頻下，性能差距可以達(dá)到2-5倍。可見架構(gòu)的重要性。那么什么是架構(gòu)呢？

　　為了大家更好的理解，我們不妨做個比喻，架構(gòu)就像是一座建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，而處理器就相當(dāng)于一個完整的建筑，只有有了穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)作為基礎(chǔ)，才能建造出各式各樣的房子。換句話說，架構(gòu)只相當(dāng)于一座建筑的框架，至于最后建造出來的房子長什么樣，舒適度如何，就是由處理器廠商自己決定了。不過有一點(diǎn)需要說明，假如結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)值是十層，容納人數(shù)的上限是100人，那么最后建好的房子也不能超過這個上限。這也就是說，采用相同架構(gòu)的處理器，性能基本上已經(jīng)鎖定在一定的范圍之內(nèi)，不會有本質(zhì)的區(qū)別。所以，看處理器的性能要先看架構(gòu)。

ARM架構(gòu)芯片

　　目前，手機(jī)處理器的架構(gòu)主要有ARM和Intel X86，眾所周知Intel X86架構(gòu)在PC中占據(jù)著無法撼動的霸主地位，包括Intel主要的競爭對手AMD在內(nèi)，都是使用的X86架構(gòu)，然而在手機(jī)處理器領(lǐng)域，X86只能算是初出茅廬的菜鳥，雖然潛力無限，但目前采用X86架構(gòu)的手機(jī)還非常少見。今天主要講的是ARM架構(gòu)。

　　ARM架構(gòu)在手機(jī)處理器領(lǐng)域占有90%的市場份額，處于絕對的壟斷地位。目前主流的處理器芯片廠商幾乎都是采用了ARM架構(gòu)，比如，高通、德州儀器、英偉達(dá)、三星及蘋果等。

ARM的應(yīng)用范圍

　　目前千元級的低端的智能手機(jī)或者很多低價(jià)的國產(chǎn)手機(jī)處理器一般還在采用比較陳舊的ARM11架構(gòu)，比如德州儀器OMAP2420/2420（主頻為330MHz）以及高通MSM7225/7227（主頻為528MHz—800MHz）和MTK的一些處理器，而高通MSM7227A采用的Cortex-A5架構(gòu)實(shí)際上也是屬于這一級別，代表機(jī)型為最近新上市的HTC T328w。

　　現(xiàn)在主流的中高端手機(jī)處理器基本上都采用了ARM Cortex-A8架構(gòu)，速率可以在600MHz到超過1GHz的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，同頻下，比ARM11性能提升3倍以上，而功耗卻大大降低。比如德州儀器的OMAP34x0和OMAP36x0系列處理器。而高通驍龍S2/S3的Scorpion架構(gòu)。三星蜂鳥和蘋果A4處理器，均是在A8的基礎(chǔ)上優(yōu)化而來。代表機(jī)型摩托羅拉DEFY、三星I9000、蘋果iPhone 4以及小米手機(jī)等。

　　現(xiàn)在最先進(jìn)的處理器架構(gòu)是ARM Cortex-A9，相對于ARM Cortex-A8，最大的區(qū)別在于支持多核心和亂序執(zhí)行，并且性能繼續(xù)得到了很大的提升。目前的大部分雙核處理器都采用了ARM Cortex-A9架構(gòu)，比如Tegra 2、德州儀器OMAP44x0系列、三星獵戶座E4210和蘋果A5等，包括最近推出的首款四核處理器Tegra 3。高通MSM8x60則依然采用的是Scorpion架構(gòu)，但是增加了部分亂序執(zhí)行，從而實(shí)現(xiàn)異步多核心功能。代表機(jī)型為：摩托羅拉ME860、摩托羅拉Droid Razr、三星I9100、iPhone 4S和HTC One X等。

　　而更為先進(jìn)的ARM Cortex-A15架構(gòu)將是下一代ARM發(fā)展的趨勢。另外，高通的下一代Krait（環(huán)蛇）架構(gòu)，據(jù)稱也有相當(dāng)于Cortex-A15的性能。

工藝制程

　　制程工藝的納米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。更小的制程也就意味著更低的功耗和散熱，同時(shí)在同樣面積的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶體，而晶圓的數(shù)量又是決定處理器性能的關(guān)鍵因素，所以，工藝制程越先進(jìn)，處理器性能越強(qiáng)。手機(jī)處理器從較早的90納米，到后來的65納米、45納米、32納米一直發(fā)展到目前最新的28納米，而16納米制程工藝將是下一代CPU的發(fā)展目標(biāo)。

　　芯片的工藝制程和架構(gòu)是同時(shí)發(fā)展的，一般采用更新架構(gòu)的處理器也會應(yīng)用更先進(jìn)的工藝制程。目前低端手機(jī)市場一般還在使用比較落后的90納米制程工藝。比如德州儀器OMAP1和OMAP2系列處理器和很多低價(jià)國產(chǎn)手機(jī)采用的MTK（聯(lián)發(fā)科）處理器等。這些處理器一般性能比較差，功耗也很高，不過因?yàn)榈投耸謾C(jī)對性能的要求也不高，所以也能保證手機(jī)運(yùn)行流暢，但是大型的游戲就別想了，而且優(yōu)點(diǎn)是售價(jià)便宜，降低了智能手機(jī)的門檻，使用戶只需花費(fèi)幾百元就能感受智能手機(jī)的樂趣。

德州儀器OMAP1和OMAP2系列都采用了90納米工藝

　　到了ARM Cortex-A8時(shí)代，工藝制程已經(jīng)提升到了65納米級，比如德州儀器OMAP34x0系列等，甚至有些已經(jīng)提升到45納米級，比如德州儀器OMAP36x0系列、高通驍龍S2/S3系列和三星蜂鳥處理器等。這些處理器一般用在中高端單核智能手機(jī)和采用高通MSM8x60的雙核智能手機(jī)中。代表機(jī)型為蘋果iPhone 4、摩托羅拉里程碑、魅族M9、HTC Sensation系列和小米手機(jī)等。

TI OMAP 3xxx處理器工藝制程

　　到了ARM Cortex-A9時(shí)代，雙核處理器的工藝制程一般都達(dá)到了45納米級，比如德州儀器OMAP44x0系列，三星獵戶座處理器等，而英偉達(dá)Tegra 2和Tegra 3的工藝制程達(dá)到了更為先進(jìn)的40納米。這些處理器一般應(yīng)用在高端的雙核手機(jī)當(dāng)中，比如三星I9100、I9220、摩托羅拉Droid RAZR以及HTC One X等。

　　而最新的高通驍龍S4系列處理器已經(jīng)達(dá)到了28納米的工藝制程，以MSM8960為代表，目前已經(jīng)上市的華碩PadFone以及即將上市的HTC One S都采用了這顆雙核處理器。理論上性能比采用A9架構(gòu)雙核處理器的手機(jī)高出60%以上，而且具有更低的功耗以及更小的芯片尺寸。

處理器主頻

　　作為消費(fèi)者最為熟知的主頻，其自然也代表著一部手機(jī)的性能。雖然不同架構(gòu)的同主頻處理器會有所差異。但如果在相同的條件下，高主頻顯然意味著更強(qiáng)的性能。

　　CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率（CPU Clock Speed）。通常所說的某某CPU是多少兆赫的，而這個多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認(rèn)為CPU的主頻就是其運(yùn)行速度，其實(shí)不然。CPU的主頻表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒有直接關(guān)系。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定量兩者的數(shù)值關(guān)系，因?yàn)镃PU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(biāo)（緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等）。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。比如Tegra 2，雖然性能很強(qiáng)，但是由于帶寬太小，所以性能發(fā)揮不出來。另外，經(jīng)常被一些玩家詬病“高頻低能”的高通處理器，由于采用了異步雙核的方式，主頻雖然能達(dá)到1.5GHz，但是性能較相同主頻Cortex-A9同步雙核的產(chǎn)品要弱（當(dāng)然這也帶來了省電的優(yōu)勢）。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個方面，而不代表CPU的整體性能。

主頻最快不等于速度最快

 　　CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運(yùn)算速度卻是至關(guān)重要的。舉個例子來說，假設(shè)某個CPU在一個時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條運(yùn)算指令，那么當(dāng)CPU運(yùn)行在100MHz主頻時(shí)，將比它運(yùn)行在50MHz主頻時(shí)速度快一倍。因?yàn)?00MHz的時(shí)鐘周期比50MHz的時(shí)鐘周期占用時(shí)間減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運(yùn)算指令所需時(shí)間僅為10ns比工作在50MHz主頻時(shí)的20ns縮短了一半，自然運(yùn)算速度也就快了一倍。只不過電腦的整體運(yùn)行速度不僅取決于CPU運(yùn)算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運(yùn)行情況有關(guān)，只有在提高主頻的同時(shí)，各分系統(tǒng)運(yùn)行速度和各分系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度都能得到提高后，電腦整體的運(yùn)行速度才能真正得到提高。

 　　提高CPU工作主頻主要受到生產(chǎn)工藝的限制。由于CPU是在半導(dǎo)體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導(dǎo)線進(jìn)行聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求導(dǎo)線越細(xì)越短越好，這樣才能減小導(dǎo)線分布電容等雜散干擾以保證CPU運(yùn)算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發(fā)展的最大障礙之一。

運(yùn)行內(nèi)存RAM

　　提到RAM，我們很容易會聯(lián)想到ROM，實(shí)際上，ROM是只讀存儲器，功能相當(dāng)于存儲卡，和處理器的性能關(guān)系不大，而影響處理器性能的關(guān)鍵因素是RAM。

　　RAM（random access memory）隨機(jī)存儲器。存儲單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲單元的位置無關(guān)的存儲器。這種存儲器在斷電時(shí)將丟失其存儲內(nèi)容，故主要用于存儲短時(shí)間使用的程序。

動態(tài)隨機(jī)存取存儲器

　　RAM越大，運(yùn)行大型游戲以及多線程程序時(shí)速度就越快。比如同樣為1.5GHz主頻的兩顆處理器，同等條件下，采用512MB RAM的處理器就比采用256MB RAM的處理器快。所以，手機(jī)的RAM越大越好。目前比較高端的手機(jī)基本上都采用了最大的1GB內(nèi)存。

快速周期隨機(jī)存取存儲器

　　雙通道，就是在北橋芯片級里設(shè)計(jì)兩個內(nèi)存控制器，這兩個內(nèi)存控制器可相互獨(dú)立工作，每個控制器控制一個內(nèi)存通道。

　　雙通道體系包含了兩個獨(dú)立、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器，兩個內(nèi)存控制器都能夠并行運(yùn)作。例如，當(dāng)控制器B準(zhǔn)備進(jìn)行下一次存取內(nèi)存的時(shí)候，控制器A就讀/寫主內(nèi)存，反之亦然。兩個內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)的“天性”可以讓有效等待時(shí)間縮減50%，因此雙通道技術(shù)使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。

結(jié)束語：

　　今天為大家介紹了幾點(diǎn)決定手機(jī)處理器性能的相關(guān)因素，由于時(shí)間關(guān)系，就先為大家介紹以上幾點(diǎn)，實(shí)際上影響處理器性能的相關(guān)參數(shù)還有很多，比如GPU和帶寬等等，筆者會在近日繼續(xù)為大家介紹，敬請關(guān)注。

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