手机CPU处理器大解析 .

yaogen11 · 发表于 2013-11-2 00:13:57

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2012年在移动处理器市场中，既有苹果、高通、三星这样的大厂出手不凡，也有Ti这般暗自神伤，退出市场，更有华为海思、全志这样的国产厂商异军突起，留下了浓重的一笔，当然还少不了英特尔和NVIDIA这样的实力派。

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现在的移动处理战场跟武林中的江湖一样残酷，这里也不欢迎弱者。
武侠小说或者武侠剧造势时总喜欢说“江湖又是风起云涌”，演到煽情处江湖儿女总还会表现出一种“人在江湖，身不由已”的感慨，年轻时恨不能笑傲江湖，繁华散尽后则希望有一天能金盆洗手，携心爱的人一起相忘于江湖，只不过有这种想法的人物大都不得善终，注定了为江湖生，也为江湖死。
百晓生曾经为武林人物所擅武器做兵器谱排名，小编在这里也斗胆把主要的移动处理器厂商做了个分类，首先是根据他们的地位、性格划分门派，然后再简单介绍一下他们目前及未来的处理器型号，各位看官不妨看看小编划分的对不对。
日月神教——壮哉我大苹果教
在写这篇文章的时候第一个绕不过去的就是苹果公司，如何给他们划分门派也是最让小编纠结的地方，最初打算将它划入最洒脱的逍遥派，但是作为一个果黑（那些在评论里认为我是A黑、N黑或者A粉、N粉的人注意了，小编官方认可的只有果黑一个），我大苹果绝对没有这么可爱，而且逍遥派太过与世无争了，这与苹果的地位完全不一样。就算苹果自己能够怡然自得，但是众安卓阵营厂商也一个个争着要做iPhone/iPad杀手，而苹果的专利战更是大杀四方，所以他们最准确的门派应该是日月神教。

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神教威名，无需多说。东方教主武功之高无人能敌，力战当世几大高手而不败，当然现实中的苹果没有包养杨连亭这样的汉子，所以目前来说苹果还是不可能被安卓阵营的群殴干掉的。
苹果iPhone、iPhone 3G以及iPhone 3GS这前三代产品中使用的处理器都是APL00xx编号，并没有正式定名。2008年苹果正式获得ARM授权，之前和之后都大肆招揽处理器人才埋头开发自己的芯片。
首款A系列开头的处理器A4直到2010年才在iPad和iPhone 4上使用，但这并非苹果首次开发ARM处理器，实际上苹果与ARM的渊源极深，甚至在后者刚起步时就合作开发ARM处理器了，在ARM公司中文官网上甚至还有一句话：“（ARM）无需Acorn 和Apple Computer提供合作，即可独立制定新的微处理器标准章程。”
苹果早期的技术合作伙伴就有Acorn以及VLSI，而VLSI还是第一家ARM架构授权厂商，同时也是ARM的投资方之一。正是因为这种扯不断的错综复杂的关系，苹果就选择了ARM架构处理器，这方面的挖坟也可以有很多文章可做，不过那又是另一个重点了。
从A4开始苹果自家的处理器全面扩展到iPhone、iPad、iPod等产品上，历经A5、A5X、A6以及A6X等多代，这一节我们的重点主要放在2012年推出的几款处理器上，包括iPhone 5上使用的A6以及iPad 4上使用的A6X。
A6：苹果A系列处理器的转折点

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苹果在去年9月份的发布会称A6的CPU性能提升一倍，GPU性能提升一倍，同时核心面积缩小22%，详细的数据可以参考Anandtech网站做过的iPhone 5评测中的规格表。

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A6处理器的规格对比
A6的2倍CPU性能提升来自两方面，首先A6的最高频率提高到了1.3GHz，之前iPhone 4/4S都是800MHz频率，这会带来63%的性能提升，另外的性能提升则是架构升级，A5以及32nm工艺的A5都是双核Cortex-A9架构，A6惊人的性能提升最初让人们怀疑苹果将其升级为四核架构，但是现在可以确认的是A6依然为双核架构，但是其架构体系不同于Cortex-9，也不是Cortex-A15，做法有点类似于高通Krait架构，比较可信的说法是苹果在A6处理器上开始使用自己开发的指令集。
图形核心方面，A5集成的是2个PowerVR 543核心，总计有8组SIMD阵列，最高频率约为250MHz，A6集成的核心也是PowerVR 543，不过总计有三个图形核心，共计12组SIMD阵列，频率约为266MHz，再加上CPU性能的强化，在GLBencmark之类的测试中性能确实达到了A5的两倍或更多。

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不同处理器的核心面积对比
A6使用的是三星32nm HKMG工艺，核心面积在97mm2左右，而A5处理器期间有过一次工艺升级，45nm工艺的核心面积约为122mm2，32nm HGMG工艺的则有71mm2，与前者相比核心面积确实减少了20.4%。
A6X：目前最强大的ARM处理器
苹果2012年破了同类型产品一年一款的发布记录，New iPad是上半年才发布的，但是7个月后苹果就发布了升级版iPad 4，其中最关键的一点就是将new iPad的A5X处理器升级为A6X，其他还有就是换了LG产的屏幕及Lightning接口更新。

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A6X也使用了32nm HKMG工艺，直接的好处就是核心面积从A5X庞大的165mm2直降到123mm2，功耗和发热都有明显改善。

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A6X详细规格
A6X依然是2个Swift架构的CPU核心，但是GPU部分又进一步强化，从A5X的四个PowerVR 543核心提升为四个PowerVR 554核心，SIMD阵列翻倍到32个，理论性能也翻了一倍。

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Chipworks的芯片架构示意图
点评及展望：
虽说苹果是公认的以用户体验为胜的公司，不过他们在硬件方面其实一点也没放松过，从A4以来每一代产品配备的处理器都是能领先对手一两年的，iPhone 4S的跑分放到现在都是排名靠前的，更别说使用的怪兽级处理器的iPhone 5和iPad 4了。
苹果今年的产品发布还早，据说有可能露面的是新一代A7处理器，还会转交给台积电使用28nm工艺代工，不过综合之前的消息小编觉得今年就算有A7处理器，也不太可能是TSMC代工的，首先是TSMC的28nm产能已经吃紧，苹果这么庞大的订单量暂时处理不完，第二苹果和三星虽然在智能手机上斗的你死我活，但是处理器代工上双核的合作协议至少要持续到2014年的，今年就量产TSMC代工的处理器不太可能。
此外，A7处理器更应该是苹果版Tick-Tock战略中的Tick环节，也就是工艺升级版，目前的A6/A6X在性能上已经够先进了，架构再次升级的可能性不大，升级工艺则可以进一步降低核心面积，缩减成本，改善功耗和发热。

少林寺——高通
除了苹果之外，这个江湖中实力最强大的就是高通了，能跟日月神教教主移交高下的也就是少林寺高僧了。一直以来都有天下武功出少林的说法，《笑傲江湖》中少林寺方丈方正大师虽然没能跟东方不败过招，不过他的功力绝对不在任我行之下，任我行是利用了老和尚的慈悲心怀才侥幸胜出。

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少林武功源于达摩祖师，不过后辈高僧也独创了不少秘籍，而高通不同于多数ARM授权厂商的地方在于他们有能力基于ARM指令设计自己的处理器架构，所以高通自己都不提旗下处理器是Cortex-A9还是Cortex-A15之类的架构，代号都是自己起的。
过去的一年中，高通处理器的产品线主要是骁龙S4系列，使用的是2011年推出的Krait金环蛇架构，按照不同的定位分为骁龙S4 Play、骁龙S4 Plus、骁龙S4 Pro以及骁龙S4 Prime。

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高通骁龙S4产品线分类
我们还是选取其中的几个热门型号来说说。
MSM8960：“昙花一现”的高端双核
骁龙S4家族中露面最早的是MSM8960，双核Krait核心，频率1.5GHz，最高1.7Ghz，集成了Adreno 225 GPU核心，统一渲染架构，支持1080p硬解。此外还支持双通道LPDDR2 500MHz内存、20000万摄像头，整合的基带几乎支持所有网络制式，包括WCDMA、TD-SDMA、LTED等等。

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高通MSM8960处理器只火了前半场
依据不同的基带，MSM8960还有MSM8260A、MSM8660A两位同胞兄弟，规格参数是一样的，区别就是适合不同的网络而已。
MSM8960刚出来的时候性能非常强劲，甚至能把当时的一些四核处理器打趴下，使用这款处理器的设备也不算少，数数就有Lumia 920、HTC Windows Phone 8X、HTC One XL、索尼Xperia GX/SX/V、LG Optimus LTE 2等等。
虽然微软的WP及黑莓的BB10手机使用的还是这款双核，不过2012年四核之风愈演愈烈，全年最热门的处理器并不是它。
APQ8064：无心插柳成就了年度最热门处理器
说高通APQ8064无心插柳是因为这款处理器隶属于骁龙S4 Pro级别，主打市场原本是平板及跨界产品，智能手机并非它的重点，因此并没有集成基带产品，不过2012年最风光的处理器非他莫属，而且扎堆在智能手机里，几乎达到了无APQ8064不旗舰的地步，哪家厂商推出的四核旗舰要是没用APQ8064都不好意思跟别人打招呼。

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APQ8064不仅是四核心设计，GPU核心升级看点更多
APQ8064处理器不仅占据了720P四核手机市场，更是统治了去年底今年初问世的5英寸1080p旗舰手机，包括LG Optimus G、Nexus 4、小米2、中兴Nubia Z5、索尼Xperia ZL/Z、HTC Butterly等等。
与MSM8960相比，APQ8064依然是Krait架构，不过升级到了四核心，频率1.5GHz，单核最高1.7GHz，集成的GPU核心升级到了Adren 320，支持最新的OpenGL ES 3.0，支持GPGPU加速，性能是前代产品（Adren 225？）的三到四倍。
说了这两个热门的型号之外，我们再来看一个低端的产品，这是高通专门拿来对付联发科这样的厂商的，具体型号就是骁龙S4 Play系列的双核MSM8225、MSM8625、以及四核MSM822Q、MSM8625Q。
骁龙S4 Play一门四“杰”：Cortex-A5架构打得赢联发科吗？
虽然它们也划分到了骁龙S4系列，但无论从架构还是制程上都与其他三个系列相去甚远，骁龙S4 Play的产品使用的是45nm工艺，后三者是28nm工艺；骁龙S4 Play处理器的架构是Cortex-A5,而其他系列的处理器都是Krait架构，介于Cortex-A9与Cortex-A15之间，此外在GPS芯片（第七代vs第八代）、蓝牙(3.0vs 4.0）、WiFi（独立vs集成）等方面也有所弱化。
以其中的四核MSM8225Q为例来，它支持的是480x854分辨率，CPU核心频率为1.2GHz，Cortex-A5架构，集成的是Adreno 203 GPU核心（上代的MSM8225、MSM8625是Adeno 230 GPU核心），支持720p解码，三角形生成率是49M/s，像素填充率是294M/s，支持WCDMA。
MSM8225Q的竞争对手主要是联发科的MTK6588四核，这个后面还会讲到，简单说一下它的规格，1.0-1.2GHz频率，四核Cortex-A7架构，集成PowerVR 544 GPU核心，三角形生成率是55M/s，像素填充率是1600M/s，支持1080p解码，整合了WiFi、蓝牙4.0、第八代GPS等芯片，支持WCDMA+TD-SDMA双卡双待。
从规格上来看，高通MSM8225Q并不占优势，除非高通给出非常优惠的价格，不然想跟联发科在低端竞争是很难了。
骁龙600/800：新一代旗舰四核明星
骁龙S4家族发布也有一年多的时间了，虽然性能还是很强大，但是随着今年Cortex-A15架构四核处理器的陆续问世，高通也在月初宣布了下一代骁龙处理器——骁龙600以及骁龙800系列。
骁龙600制程工艺还是TSMC 28nm HPL低功耗工艺，但是骁龙800的制程工艺将升级到28nm HPM，使用了HKMG工艺，主要是针对性能优化。新一代骁龙的主体架构源于目前的Krait，但是做了相应的技术改进，新架构代号分别是Krait 300、Krait 400。

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骁龙600将使用四个Krait 300核心，频率可达1.9GHz，集成的GPU核心还是Andreno 320，内存方面将支持LPDDR3规格，高通宣称其性能比目前的产品可提升40%。
骁龙800系列进步更加明显，使用了四个Krait 400架构，由于HPM工艺的优化，其频率可达2.3GHz，它不仅包括了Krait 300架构所拥有的改进，还有独家的技术提升，比如内存接口的改进，延迟更低，而且L2缓存速度更快。
此外，骁龙800集成的GPU核心将升级为Adeno 330，性能比Adren 320有50%的提升，集成的基带是高通第三代的MDM9x25系列，支持150Mbps速度的4G LTE。
骁龙800/600系列预计将在今年Q2季度正式上市，下半年的热门处理器估计又是它了。
点评：
少林寺历史悠久，能人辈出，更有扫地僧这样的神人出没，声势之大犹如今日的高通。智能设备兴起的这几年是高通业绩逐年大涨的黄金时代，他们刚刚公布的财报显示去年Q4季度营收60.2亿美元，出货量高达1.82亿颗，智能处理器一哥地位无人能比。
更关键的是，高通还手握大部分CDMA专利，在基带产品上地位比处理器市场更加炫耀，据统计高通几乎把持了一半的市场份额，基带与处理器相辅相成造就了高通今日的成就。
2013年高通的骁龙处理器依然是会高端智能手机及平板的优先选择，APQ8064还会继续火下去，毕竟这是目前性能最好、工艺最先进的四核处理器之一，是5寸1080p旗舰手机的不二选择，直到今年中由骁龙600、800系列的某款产品取代它的地位。
武当派——三星
少林寺屹立千年不倒，相比之下武当派无论资历还是人员规模都不能与之相比，但是张三丰乃是世间奇人，武当创派几十年后即可与少林派一较高下，武当七侠盛名之时风头还盖过了少林弟子。

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如果高通是处理器江湖中的少林寺，那么三星就是武当派，当然整个三星帝国的规模比高通要庞大的多，这里我们要说的只是处理器部分的。
三星电子的处理器现在叫做Exynos系列，再往前一点就是S5L、S3C、S5P（代号蜂鸟）等处理器，苹果前三代iPhone使用的SoC处理器都来自三星，后者直到2010年的iPhone 4上才开始使用自家的A4处理器，不过还是由三星晶圆厂代工生产的。
三星介入ARM处理器的历史也够早，但是他们也经受了许多批评，比如说三星的处理器兼容性不好、优化不够之类的，直到蜂鸟之后的处理器才有所改善，2010年开始三星Exynos的GPU核心开始转向ARM的Mali系列，背靠大树好乘凉，因此在兼容性及优化上有了逆转，如今三星的智能手机遍地开花，热门机型往往都是CM这样的ROM社区优先支持的对象。
2012年三星的处理器也从双核开始向四核过渡，架构也从Cortex-A9向Cortex-A15过渡，制程工艺也从45nm向32nm HKMG工艺过渡，涌现出不少热门型号。
双核的Exynos 4210/4212
这两款处理器其实算是2011年的产品了，都是双核心Cortex-A9架构，4210使用的是上一代的45nm工艺，有1.2及1.4GHz版本，低频版用于GS2，1.4GHz版用于Note及Galaxy Tab平板中，因为工艺落后，所以Mali-400MP4的GPU核心频率只有266MHz。
之后三星又推出了32nm HKMG工艺升级版的Exynos 4212，CPU核心频率提高到了1.2-1.5GHz，GPU核心频率提升到了533MHz，性能倍增，主要用在了魅族的MX双核版上。
四核的Exynos 4412
这款四核Cortex-A9架构的处理器是目前三星高端手机中的主力，制程工艺为32nm HKMG，其中CPU频率也有两个版本，1.4GHz的版本整合的GPU是Mali-400 MP4，GPU频率400MHz，主要用于GS3手机中，联想K860以及魅族MX四核用的也是这款1.4GHz的四核处理器。