A15架構(gòu)首秀 三星Exynos 5 Dual優(yōu)勢(shì)分析 - 全文

　　英特爾Tick-Tock解析

　　2012年下半年，繼HTC One X、三星GALAXY S3之后，像聯(lián)想樂(lè)Phone K860、魅族MX四核版等國(guó)產(chǎn)旗艦手機(jī)的接連推出也將智能手機(jī)徹底帶入了四核爭(zhēng)霸賽當(dāng)中。當(dāng)然，一同卷入這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的也少不了價(jià)格戰(zhàn)的爆發(fā)。從明面兒上來(lái)看，這似乎是手機(jī)廠商之間展開的又一次廝殺，但仔細(xì)想想，高端四核產(chǎn)品價(jià)格低了，相應(yīng)的設(shè)備生產(chǎn)成本也會(huì)降低，這其實(shí)也會(huì)讓移動(dòng)芯片廠商們緊張不已。對(duì)于它們而言，想要保持住自身的市場(chǎng)占有率并控制高中低端市場(chǎng)，最可行的辦法也許就是在技術(shù)上超越對(duì)手了。

　　三星Exynos 5 Dual優(yōu)勢(shì)分析

　　一般的消費(fèi)者在選購(gòu)手機(jī)時(shí)，往往會(huì)詢問(wèn)這款手機(jī)是單核、雙核、還是四核，但除了硬件發(fā)燒友以外，很少有用戶會(huì)對(duì)移動(dòng)芯片有過(guò)多的深入研究。其實(shí)我們要知道的是，目前包括四核、雙核甚至單核在內(nèi)，不同芯片的性能表現(xiàn)也是會(huì)有少許不同的。例如，手機(jī)廠商對(duì)產(chǎn)品的后期優(yōu)化也會(huì)對(duì)性能表現(xiàn)產(chǎn)生影響。另外，就拿硬件性能來(lái)說(shuō)，除了單一看處理器主頻、制造工藝之外，架構(gòu)對(duì)性能的影響也是不容忽視的，甚至可以起到?jīng)Q定性作用。

　　工藝制程和架構(gòu)交替提升（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　這不禁讓我們回憶起英特爾芯片技術(shù)發(fā)展的戰(zhàn)略模式Tick-Tock（工藝年-架構(gòu)年）。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，在偶數(shù)年，英特爾會(huì)更新制作工藝，而奇數(shù)年會(huì)更新微架構(gòu)。這樣的制程工藝與核心架構(gòu)在兩條路線上交替進(jìn)行，一方面可以避免同時(shí)革新帶來(lái)的失敗風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也可以通過(guò)降低研發(fā)周期，對(duì)市場(chǎng)進(jìn)行持續(xù)的刺激。

　　英特爾戰(zhàn)略模式Tick Tock（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　拿近幾年的產(chǎn)品舉例，2008年的Nehalem是采用45納米工藝的新架構(gòu)，2009年Westmere升級(jí)到32納米，2010年的Sandy Bridge又是新架構(gòu)。而目前最新的IVY Bridge也被看作是Sandy Bridge 22納米工藝的升級(jí)版。相比每次工藝的提升，新架構(gòu)的性能提升的更為明顯一些。因此，我們也經(jīng)?？吹揭恍┵Y深的DIY玩家都會(huì)等到新架構(gòu)推出時(shí)再更新?lián)Q代自己手中的裝備。另一方面，就目前微處理器ARM的戰(zhàn)略來(lái)看，似乎也在或多或少的遵循著英特爾Tick Tock模式。

　　何為移動(dòng)處理器架構(gòu)？

　　在談全新的Cortex A15架構(gòu)前，我們還是有必要了解一下移動(dòng)芯片的底層構(gòu)造。像三星Exynos處理器、英偉達(dá)Tegra、高通驍龍?zhí)幚砥魃踔涟?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/聯(lián)發(fā)科/" target="_blank">聯(lián)發(fā)科MTK芯片均采用了ARM公司提供的Cortex-A架構(gòu)，Cortex-A是ARMv7指令集產(chǎn)品集合。Cortex A5、Cortex A7、Cortex A8、Cortex A9以及Cortex A15同屬于Cortex-A系列處理器。

　　實(shí)際上，隨著數(shù)字的增大，移動(dòng)芯片的性能也是在不斷增強(qiáng)的。比如雙核三星Exynos 4212以及四核三星Exynos 4412就都采用了Cortex A9架構(gòu)，高通最新的四核處理器APQ8064則采用了自家的Krait架構(gòu)，Krait架構(gòu)也是被高通稱作是Cortex A15級(jí)別的架構(gòu)。

　　三星Exynos四核CPU為Cortex A9架構(gòu)（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　而從聯(lián)發(fā)科的發(fā)展策略來(lái)看，MTK芯片主要是以采用廉價(jià)的高性價(jià)比架構(gòu)為主，當(dāng)然，對(duì)于芯片廠商而言，采用何種架構(gòu)也是根據(jù)自身產(chǎn)品市場(chǎng)定位有關(guān)系。而在高端市場(chǎng)，我們可以看到三星Exynos以及高通驍龍則更加青睞于新架構(gòu)芯片的研發(fā)。

　　英特爾Atom Z2460處理器（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　除了ARM架構(gòu)之外，PC行業(yè)巨頭英特爾也順利的將x86架構(gòu)帶入到了移動(dòng)設(shè)備處理器中。今年年初的聯(lián)想樂(lè)Phone K800便是搭載了x86架構(gòu)處理器的智能手機(jī)。代表產(chǎn)品Atom Z2460擁有超線程技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更敏捷的用戶界面相應(yīng)、快速的網(wǎng)頁(yè)下載以及運(yùn)行多個(gè)應(yīng)用。以上便是移動(dòng)處理器架構(gòu)的基本構(gòu)成，可以看出，不同架構(gòu)所能達(dá)到的性能是不同的。

　　Cortex-A15架構(gòu)性能提升多少？

　　在去年，三星就已經(jīng)宣布了將會(huì)推出全球首款基于ARM Cortex A15架構(gòu)的雙核移動(dòng)處理器三星Exynos 5 Dual，之后在年初的MWC大展上也進(jìn)行了相關(guān)演示。目前，我們登錄三星技術(shù)官網(wǎng)，已經(jīng)可以下載到三星Exynos 5 Dual的技術(shù)白皮書。

　　四核APQ8064安兔兔測(cè)試成績(jī)接近14000（等價(jià)于A15架構(gòu)的高通Krait架構(gòu)）

　　三星Exynos 5 Dual整合了兩個(gè)Cortex A15架構(gòu)核心，主頻高達(dá)1.7GHz，配有128KB一級(jí)緩存、2MB二級(jí)緩存、增強(qiáng)的VFP（浮點(diǎn)體系結(jié)構(gòu)）、Neon協(xié)處理器、DMIPS/MHz（單位頻率每秒百萬(wàn)指數(shù)令）相比之前的主頻為1.4GHz Cortex-A9處理器提升1.5倍至2倍性能不是不可能。

　　Cortex A15 MPCore處理器配置圖（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　為什么我們文章開篇說(shuō)架構(gòu)的提升好處多多呢？就拿A15架構(gòu)舉例吧。在同頻率下，一個(gè)Cortex A15架構(gòu)內(nèi)核性能基本上相當(dāng)于兩個(gè)Cortex A9內(nèi)核。而之前高通公司也發(fā)布了Krait架構(gòu)的驍龍S4處理器，其性能的提升也是顯而易見的，甚至某些測(cè)試項(xiàng)會(huì)比Cortex A9還要快。

　　此外，Cortex A15架構(gòu)最多支持8核心，并且頻率也會(huì)提升到2.5GHz，每個(gè)內(nèi)核的性能整數(shù)、浮點(diǎn)單元以及NEON指令也都得以增強(qiáng)，因此性能全面超越A9架構(gòu)也是顯而易見的。

　　Cortex A15架構(gòu)示意圖（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　最后，我們?cè)賮?lái)看看ARM公司對(duì)于Cortex A15架構(gòu)進(jìn)行的一番評(píng)價(jià)吧：

　　“Cortex-A15架構(gòu)處理器能夠?yàn)橄M(fèi)者提供下一代用戶體驗(yàn)，并為Web基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用提供高性能計(jì)算。預(yù)計(jì)Cortex-A15處理器的移動(dòng)配置所能提供的性能是當(dāng)前的高級(jí)智能手機(jī)性能的五倍還多。在高級(jí)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)應(yīng)用中，Cortex-A15的運(yùn)行速度最高可達(dá)2.5GHz，這將支持在不斷降低功耗、散熱和成本預(yù)算方面實(shí)現(xiàn)高度可伸縮的解決方案?！?br />

　　GPU圖形性能達(dá)PC級(jí)？

　　制造工藝方面，Exynos 5 Dual采用了32納米 HKMG（高K金屬柵極），相比之前的45納米工藝，擁有更先進(jìn)的功耗管理技術(shù)以及動(dòng)態(tài)電壓/頻率調(diào)節(jié)功能，因此在功耗和省電方面擁有更好的表現(xiàn)。有人也許會(huì)說(shuō)，目前都四核了，三星Exynos 5 Dual依舊維持在雙核會(huì)不會(huì)落伍呢？

　　其實(shí)對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，還是要理性對(duì)待。不同的用戶會(huì)有不同的需求，其實(shí)目前某些雙核處理器在操作方面的流暢度絲毫不亞于四核處理器，更何況三星Exynos 5 Dual在主頻方面仍有一定的提升空間，盡管目前仍采用32納米工藝，但作為試水之作還是可以接受的。

　　Mali-T604擁有四個(gè)GPU單元（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　除了內(nèi)核之外，此次三星Exynos 5 Dual的另外一個(gè)看點(diǎn)便是圖形性能的增強(qiáng)了。Mali-T604是第一個(gè)基于 Midgard 體系結(jié)構(gòu)的GPU，它具有單核到四核的可伸縮性。它是一個(gè)完整的嵌入式圖形和GPU計(jì)算加速平臺(tái)，支持高級(jí)用戶界面、游戲功能和各種未來(lái)消費(fèi)類設(shè)備（從手機(jī)到平板、從HDTV到便攜式游戲機(jī)等等）的GPU計(jì)算應(yīng)用程序的開發(fā)。

　　Mali-T604支持的功能（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　此次Exynos 5 Dual集成了ARM最新的Mali-T604圖形核心，號(hào)稱性能是之前Mali-400的5倍之多。Mali-T604擁有四個(gè)GPU單元，支持DirectX 11、OpenGL ES 3.0、OpenCL 1.1 Full Profile。這樣的表現(xiàn)是不是有一種桌面級(jí)顯卡的感覺(jué)？

　　移動(dòng)芯片CPU還需多元化發(fā)展

　　剛剛介紹了三星Exynos 5 Dual在架構(gòu)、工藝以及圖形性能方面的能力。其實(shí)此次三星Exynos 5 Dual的另一個(gè)看點(diǎn)便是它支持的高分辨率以及高帶寬了。最高可以達(dá)到WXQGA級(jí)別2560*1600像素。這樣的水平即便是放在PC顯示屏上也非常理想了。Mali-T604可以支持這個(gè)分辨率，而三星Exynos 5也集成了雙通道LPDDR3內(nèi)存控制器，頻率達(dá)800MHz，總帶寬為12.8GB/s。

　　總帶寬最高達(dá)12.8GB/s（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　此次三星Exynos 5 Dual的又一大亮點(diǎn)便是提供了USB3.0接口支持。而USB3.0中的一種Micro B接口是專為智能手機(jī)和平板設(shè)計(jì)的，類似于Micro USB2.0接口，不過(guò)就目前來(lái)看，幾乎沒(méi)有智能手機(jī)可以支持USB3.0。對(duì)于用戶而言，智能手機(jī)的存儲(chǔ)空間越來(lái)越大，因此我們?cè)趥鬏敂?shù)據(jù)時(shí)也就需要像移動(dòng)硬盤一樣對(duì)傳輸速度有了要求。因此，當(dāng)桌面系統(tǒng)中USB3.0已經(jīng)普及之時(shí)，移動(dòng)設(shè)備支持USB3.0也是早晚的事。

　　三星Exynos 5 Dual支持USB3.0（圖片引自網(wǎng)絡(luò)）

　　總結(jié)：

　　其實(shí)除了三星Exynos 5 Dual之外，未來(lái)支持Cortex A15架構(gòu)的處理器還會(huì)包括德州儀器的OMAP 5、NVIDIA的Tegra4等，不過(guò)目前距離發(fā)布還需要一段時(shí)間。從Cortex A15的性能表現(xiàn)我們不難看出，架構(gòu)的變化對(duì)于整個(gè)處理器芯片的提升還是起著至關(guān)重要的作用的。因此，消費(fèi)者在選擇移動(dòng)處理器芯片時(shí)除了需要參看主頻、核心數(shù)、工藝制程等參數(shù)外，其實(shí)對(duì)于架構(gòu)也是需要仔細(xì)斟酌和考慮的。

　　如果你追求硬件配置，那么最新的架構(gòu)是必不可少。而如果你追求性價(jià)比，像目前Cortex A9架構(gòu)的產(chǎn)品加上32納米制程工藝以及1.5GHz主頻也完全可以滿足你的需求了。在未來(lái)，高性能芯片已經(jīng)成為了移動(dòng)設(shè)備核心技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，不過(guò)對(duì)于芯片廠商以及手機(jī)廠商而言，如何保證設(shè)備的續(xù)航能力以及功耗等問(wèn)題，依舊是他們最需要考慮的。