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[導(dǎo)讀]轉(zhuǎn)眼2013年過完,智能手機這一年的發(fā)展依舊呈現(xiàn)出飛速的模式,這其中處理器還是扮演著先頭兵的角色,在這一年,我們很欣慰的是看到了更多更新的處理器技術(shù)和產(chǎn)品。2013年的手機處理器有很多關(guān)鍵詞,包括Big.LITTLE、

轉(zhuǎn)眼2013年過完,智能手機這一年的發(fā)展依舊呈現(xiàn)出飛速的模式,這其中處理器還是扮演著先頭兵的角色,在這一年,我們很欣慰的是看到了更多更新的處理器技術(shù)和產(chǎn)品。2013年的手機處理器有很多關(guān)鍵詞,包括Big.LITTLE、八核、64位、DSP協(xié)同芯片等等,今日筆者將帶大家回顧一下和梳理這一年中手機處理器領(lǐng)域的幾項重要關(guān)鍵詞,同時也了解一下未來手機處理器發(fā)展主旋律的腳步。

<strong>GPU</strong>大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點展望

Big.LITTLE是今年年初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。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

ARM Big.LITTLE架構(gòu)的設(shè)計初衷是兼顧功耗和性能

ARM 給出的第一代Big.LITTLE架構(gòu)設(shè)計是由四顆Cortex-A7(特點:低功耗)、四顆Cortex-A15(特點:高性能)共八顆CPU組成,至 于它具體的工作原理是這樣的:當用戶進行一項操作或任務(wù)時,系統(tǒng)會向處理器發(fā)送相關(guān)的指令,在收到指令后,處理器會判斷這些指令對于性能的需求是多少,從而來決定使用哪種CPU(四顆Cortex-A7或四顆Cortex-A15)來進行工作。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

三星Exynos首先嘗鮮Big.LITTLE

第一款采用Big.LITTLE架構(gòu)設(shè)計的處理器是三星Exynos 5410,對應(yīng)的首款產(chǎn)品三星GALAXY S4 I9500上市于今年夏季,但從實 際性能測試來看,三星Exynos 5410并未達到ARM官方所稱兩倍性能的提升,70%的功耗降低也并未明顯表現(xiàn)出來,一時間令三星 Exynos 5410處理器和ARM Big.LITTLE架構(gòu)備受質(zhì)疑。

為了重新挽回局面,在推出三星Exynos 5410之后,三星又立即推出了5410的升級版本——三星Exynos 5420,它依舊采用四顆 Cortex-A7、四顆Cortex-A15的CPU組合,并且主頻有小幅提升,希望扭轉(zhuǎn)5410之前的不利局面,對應(yīng)的首款產(chǎn)品三星 GALAXY Note 3(歐版、N900)上市于今年秋季。

而三星Exynos 5420相比于5410在CPU方面最主要的 改變是增加了Big.LITTLE架構(gòu)的“核心遷移”工作模式,而5410只是“集群遷移”的工作模式,兩種工作模式的差別在于前者可以令四顆 Cortex-A7 CPU與四顆Cortex-A15 CPU實現(xiàn)任意組合進行工作,比如兩顆Cortex-A7和兩顆Cortex-A15搭配運行, 同時也可以實現(xiàn)這八顆CPU的同時運行。

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Big.LITTLE最新的Exynos 5420能夠八核全開

顯然Big.LITTLE在誕生的第一年經(jīng)歷了許多波折,但這并不能抹滅Big.LITTLE本質(zhì)上對于移動設(shè)備的長遠意義,尤其是在功耗方面,畢竟再牛的數(shù)碼設(shè)備如果不能很好的控制功耗,那么顯然都會是廢鐵一堆。

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ARM是移動芯片領(lǐng)域的王者,Intel都要靠邊站

雖然目前只有三星推出了Big.LITTLE架構(gòu)處理器,但是在ARM這項技術(shù)的合作伙伴名單中,博通、仁寶、飛思卡爾、海思、LG、Linaro、 OK Labs、QNX、Redbend、聯(lián)發(fā)科、Sprint、意法愛立信、德州儀器等芯片廠商都是榜上有名。只不過在誕生的第一 年,Big.LITTLE有很多需要解決和完善的地方,大家不愿意去做小白鼠,所以除了三星以外的芯片廠商更多還是處于觀望階段。

那么既然Big.LITTLE已經(jīng)走過了最難熬的一個時期,想必明年的它將會更進一步的發(fā)展,LG的Odin處理器已經(jīng)曝光,很快就將與消費者見面,未來實質(zhì)性跟進Big.LITTLE的芯片廠商也會越來越多。

協(xié)同芯片或成未來趨勢

協(xié)同芯片是2013年手機處理器領(lǐng)域的一個關(guān)鍵詞,其實這個東西并不新鮮,早在桌面處理器發(fā)展的前幾年就有,本文我們在此只討論移動處理器領(lǐng)域。簡單來說,協(xié)同芯片一般只具備特定的職能、完成特定的任務(wù),是獨立 于CPU之外的一顆芯片,同時協(xié)處理器還具備超低功耗的特點。

最早英偉達Tegra 3就擁有一顆協(xié)處理器,而在2013 年,Tegra 4繼續(xù)傳承了這樣“4+1”的核心架構(gòu)模式,其采用四顆Cortex-A15內(nèi)核CPU,同時又有著一顆低功耗的協(xié)同芯片,這顆芯片經(jīng)過 專門的優(yōu)化,可最大限度降低活動待機狀態(tài)下的功耗,處理這些不那么耗資源的處理任務(wù),比如播放音樂、待機等等。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

英偉達Tegra3、4均配有一顆低功耗協(xié)同芯片

今年MOTO X的X8處理器有兩顆協(xié)同芯片,主要是來處理一些顯示、傳感器、觸摸交互、消除噪音、語音識別、音頻等方面的任務(wù)處理。蘋果iPhone 5s的蘋果A7處理器有一顆協(xié)同芯片(M7),負責(zé)測量來自加速感應(yīng)器、陀螺儀和指南針的運動數(shù)據(jù)。

不管具體協(xié)同芯片的職能怎樣,其目的都是共同的。第一就是讓專業(yè)的人干專業(yè)的事從而使得處理器整體運行效率更高,大多數(shù)的協(xié)同芯片只具備一種或幾種功能,所 以針對某項功能,協(xié)同芯片會有相應(yīng)單獨的優(yōu)化。第二就是由于協(xié)同芯片的存在會分擔(dān)CPU的工作,從而降低CPU的負荷,這也就降低了處理器的功耗。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

蘋果A7處理器配有M7協(xié)同芯片(圖片來自THE VERGE)

這幾年手機處理器是走高度集成化的道路,恨不得一顆處理器集合所有芯片的功能,這樣高度整合之勢對于廠商很有利,因為廠商在拿到一顆處理器后不用再考慮去搭配其他的芯片,從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期實現(xiàn)快速上市和出貨。

但對于消費者來說,用戶體驗才是王道,更高的效率和更低的功耗是他們所考慮的,協(xié)同芯片就是一種有效的解決方案,這或許也驗證了那句古話:分久必合、合久必 分。而在未來,筆者認為更多功能的協(xié)同芯片將會涌現(xiàn),來分擔(dān)CPU更多的功能,當然,這個前提是20nm或者14nm制作工藝在明年能夠更加成熟,要不然 小小的處理器中實在沒地方塞下它。

GPU大戰(zhàn)一觸在即

回望智能手機處理器前幾年的發(fā)展,似乎更多的重點是放在CPU上, 一直以來廠商不斷在提升CPU的主頻和核心數(shù)量,如今已經(jīng)進入到了2.0GHz主頻、四核芯的時代,甚至八核CPU也有出現(xiàn),鑒于現(xiàn)有的晶體工藝和CPU 功耗情況,CPU的發(fā)展馬上會面臨一個瓶頸,從明年來看,似乎GPU要登上舞臺了。

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GPU的重要性愈發(fā)凸顯

熟悉電腦的人都知道GPU與CPU一樣重要,對于智能手機來說亦是如此。從廣義上來比喻,CPU是領(lǐng)導(dǎo)者,主要責(zé)任是“分配任務(wù)”;而GPU是執(zhí)行者,主要 責(zé)任就是“執(zhí)行任務(wù)”。CPU工作干的好,那也只是工作安排更快、更合理,想要將這件事情最終快速執(zhí)行,還得靠GPU。美國高通公司業(yè)務(wù)拓展全球副總裁沈 勁曾接受采訪也稱未來GPU的重要性將會超過CPU

回顧2013年手機中的GPU,高通的Adreno 300系列繼續(xù)扮演著領(lǐng) 跑者的角色,Imagination Technologies的PowerVR SGX系列依舊保持著可圈可點的作為,英偉達的GeForce由于產(chǎn)品 不多也沒交出一份滿意的成績,而ARM的Mali系列則依舊以中低端的GPU示人。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

高通Adreno一直引領(lǐng)手機GPU領(lǐng)域

而在即將到來的2014年,我們已經(jīng)在GPU方面看到了很多的新鮮東西。在前不久,高通正式公布了最新的驍龍805處理器,其中就裝備了最新的Adreno 420 GPU,雖然具體細節(jié)我們目前還不得而知,但高通方面表示這款GPU將會有跨越式的進化。而在ARM方面,最新的Mali- 760 GPU已經(jīng)公布于眾,其9.6GP/s像素填充率、1066.6MT/s三角形生成率、326.4GFLOPS的浮點性能讓人對這款GPU充滿了 期待。

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

Mali-T760或成為ARM未來最強武器(圖片來自techreport)

GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點/展望

英偉達Tegra明年要上Kepler

而英偉達代號Logan的Tegra處理器在明年也將會引入Kepler GPU,英偉達這價公司大家都是知道的,其多年來在桌面端圖形技術(shù)上的優(yōu)勢是其未來在移動端GPU最大的財富,并且更是放言會讓明年智能手機GPU能力媲美Xbox 360游戲機。

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Intel未來的Bay Trail平臺將使用HD 4000

寫在最后

2013年基本已經(jīng)算是畫上圓滿的句號,在這一年中,雖然大部分手機處理器依舊還停留在四核芯,但其性能和前年第一代四核處理器已經(jīng)不能同日而語;雖然八核處理器還是在今年見到了,但對于其性能筆者只能用“呵呵”二字形容。

我們一直在說,手機處理器用了短短幾年的時間就走完了PC十幾年的道路,在明年,除了本文以上詳細提及的這三點,包括64位、LPDDR4內(nèi)存、20nm甚 至14nm的晶體制造工藝等也都將會是明年手機處理器發(fā)展的主旋律。如果說以前處理器是在追求性能,那么未來處理器或許將會追求智能:更合理的性能、功耗平衡機制、更有效的芯片協(xié)同工作。

當然還不能忘記芯片巨頭企業(yè)Intel,其目前最頂級的Clover Trail+平臺Z2580使用的是PowerrVR SGX系列GPU,但是2014年Bay Trail平臺會采用Intel第七代圖形核心,也就是目前IVB平臺上使用的HD 4000系列核心,支持DX 11、 OGL 3.2,算得上是令手機和電腦齊步走了。

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