英特爾Tick-Tock解析

　　2012年下半年，繼HTC One X、三星GALAXY S3之后，像聯想樂Phone K860、魅族MX四核版等國產旗艦手機的接連推出也將智能手機徹底帶入了四核爭霸賽當中。當然，一同卷入這場戰爭的也少不了價格戰的爆發。從明面兒上來看，這似乎是手機廠商之間展開的又一次廝殺，但仔細想想，高端四核產品價格低了，相應的設備生產成本也會降低，這其實也會讓移動芯片廠商們緊張不已。對于它們而言，想要保持住自身的市場占有率并控制高中低端市場，最可行的辦法也許就是在技術上超越對手了。

　　三星Exynos 5 Dual優勢分析

　　一般的消費者在選購手機時，往往會詢問這款手機是單核、雙核、還是四核，但除了硬件發燒友以外，很少有用戶會對移動芯片有過多的深入研究。其實我們要知道的是，目前包括四核、雙核甚至單核在內，不同芯片的性能表現也是會有少許不同的。例如，手機廠商對產品的后期優化也會對性能表現產生影響。另外，就拿硬件性能來說，除了單一看處理器主頻、制造工藝之外，架構對性能的影響也是不容忽視的，甚至可以起到決定性作用。

　　工藝制程和架構交替提升（圖片引自網絡）

　　這不禁讓我們回憶起英特爾芯片技術發展的戰略模式Tick-Tock（工藝年-架構年）。簡單來說，在偶數年，英特爾會更新制作工藝，而奇數年會更新微架構。這樣的制程工藝與核心架構在兩條路線上交替進行，一方面可以避免同時革新帶來的失敗風險，同時也可以通過降低研發周期，對市場進行持續的刺激。

　　英特爾戰略模式Tick Tock（圖片引自網絡）

　　拿近幾年的產品舉例，2008年的Nehalem是采用45納米工藝的新架構，2009年Westmere升級到32納米，2010年的Sandy Bridge又是新架構。而目前最新的IVY Bridge也被看作是Sandy Bridge 22納米工藝的升級版。相比每次工藝的提升，新架構的性能提升的更為明顯一些。因此，我們也經常看到一些資深的DIY玩家都會等到新架構推出時再更新換代自己手中的裝備。另一方面，就目前微處理器ARM的戰略來看，似乎也在或多或少的遵循著英特爾Tick Tock模式。

　　何為移動處理器架構？

　　在談全新的Cortex A15架構前，我們還是有必要了解一下移動芯片的底層構造。像三星Exynos處理器、英偉達Tegra、高通驍龍處理器甚至包括聯發科MTK芯片均采用了ARM公司提供的Cortex-A架構，Cortex-A是ARMv7指令集產品集合。Cortex A5、Cortex A7、Cortex A8、Cortex A9以及Cortex A15同屬于Cortex-A系列處理器。

　　實際上，隨著數字的增大，移動芯片的性能也是在不斷增強的。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，高通最新的四核處理器APQ8064則采用了自家的Krait架構，Krait架構也是被高通稱作是Cortex A15級別的架構。

　　三星Exynos四核CPU為Cortex A9架構（圖片引自網絡）

　　而從聯發科的發展策略來看，MTK芯片主要是以采用廉價的高性價比架構為主，當然，對于芯片廠商而言，采用何種架構也是根據自身產品市場定位有關系。而在高端市場，我們可以看到三星Exynos以及高通驍龍則更加青睞于新架構芯片的研發。

　　英特爾Atom Z2460處理器（圖片引自網絡）

　　除了ARM架構之外，PC行業巨頭英特爾也順利的將x86架構帶入到了移動設備處理器中。今年年初的聯想樂Phone K800便是搭載了x86架構處理器的智能手機。代表產品Atom Z2460擁有超線程技術，可以實現更敏捷的用戶界面相應、快速的網頁下載以及運行多個應用。以上便是移動處理器架構的基本構成，可以看出，不同架構所能達到的性能是不同的。

　　Cortex-A15架構性能提升多少？

　　在去年，三星就已經宣布了將會推出全球首款基于ARM Cortex A15架構的雙核移動處理器三星Exynos 5 Dual，之后在年初的MWC大展上也進行了相關演示。目前，我們登錄三星技術官網，已經可以下載到三星Exynos 5 Dual的技術白皮書。

　　四核APQ8064安兔兔測試成績接近14000（等價于A15架構的高通Krait架構）

　　三星Exynos 5 Dual整合了兩個Cortex A15架構核心，主頻高達1.7GHz，配有128KB一級緩存、2MB二級緩存、增強的VFP（浮點體系結構）、Neon協處理器、DMIPS/MHz（單位頻率每秒百萬指數令）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（圖片引自網絡）

　　為什么我們文章開篇說架構的提升好處多多呢？就拿A15架構舉例吧。在同頻率下，一個Cortex A15架構內核性能基本上相當于兩個Cortex A9內核。而之前高通公司也發布了Krait架構的驍龍S4處理器，其性能的提升也是顯而易見的，甚至某些測試項會比Cortex A9還要快。

　　此外，Cortex A15架構最多支持8核心，并且頻率也會提升到2.5GHz，每個內核的性能整數、浮點單元以及NEON指令也都得以增強，因此性能全面超越A9架構也是顯而易見的。

　　Cortex A15架構示意圖（圖片引自網絡）

　　最后，我們再來看看ARM公司對于Cortex A15架構進行的一番評價吧：

　　“Cortex-A15架構處理器能夠為消費者提供下一代用戶體驗，并為Web基礎結構應用提供高性能計算。預計Cortex-A15處理器的移動配置所能提供的性能是當前的高級智能手機性能的五倍還多。在高級基礎結構應用中，Cortex-A15的運行速度最高可達2.5GHz，這將支持在不斷降低功耗、散熱和成本預算方面實現高度可伸縮的解決方案。”

　　GPU圖形性能達PC級？

　　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，擁有更先進的功耗管理技術以及動態電壓/頻率調節功能，因此在功耗和省電方面擁有更好的表現。有人也許會說，目前都四核了，三星Exynos 5 Dual依舊維持在雙核會不會落伍呢？

　　其實對于這個問題，還是要理性對待。不同的用戶會有不同的需求，其實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GPU單元（圖片引自網絡）

　　除了內核之外，此次三星Exynos 5 Dual的另外一個看點便是圖形性能的增強了。Mali-T604是第一個基于 Midgard 體系結構的GPU，它具有單核到四核的可伸縮性。它是一個完整的嵌入式圖形和GPU計算加速平臺，支持高級用戶界面、游戲功能和各種未來消費類設備（從手機到平板、從HDTV到便攜式游戲機等等）的GPU計算應用程序的開發。

　　Mali-T604支持的功能（圖片引自網絡）

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

　　移動芯片CPU還需多元化發展

　　剛剛介紹了三星Exynos 5 Dual在架構、工藝以及圖形性能方面的能力。其實此次三星Exynos 5 Dual的另一個看點便是它支持的高分辨率以及高帶寬了。最高可以達到WXQGA級別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可以支持這個分辨率，而三星Exynos 5也集成了雙通道LPDDR3內存控制器，頻率達800MHz，總帶寬為12.8GB/s。

　　總帶寬最高達12.8GB/s（圖片引自網絡）

　　此次三星Exynos 5 Dual的又一大亮點便是提供了USB3.0接口支持。而USB3.0中的一種Micro B接口是專為智能手機和平板設計的，類似于Micro USB2.0接口，不過就目前來看，幾乎沒有智能手機可以支持USB3.0。對于用戶而言，智能手機的存儲空間越來越大，因此我們在傳輸數據時也就需要像移動硬盤一樣對傳輸速度有了要求。因此，當桌面系統中USB3.0已經普及之時，移動設備支持USB3.0也是早晚的事。

　　三星Exynos 5 Dual支持USB3.0（圖片引自網絡）

　　總結：

　　其實除了三星Exynos 5 Dual之外，未來支持Cortex A15架構的處理器還會包括德州儀器的OMAP 5、NVIDIA的Tegra4等，不過目前距離發布還需要一段時間。從Cortex A15的性能表現我們不難看出，架構的變化對于整個處理器芯片的提升還是起著至關重要的作用的。因此，消費者在選擇移動處理器芯片時除了需要參看主頻、核心數、工藝制程等參數外，其實對于架構也是需要仔細斟酌和考慮的。

　　如果你追求硬件配置，那么最新的架構是必不可少。而如果你追求性價比，像目前Cortex A9架構的產品加上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，高性能芯片已經成為了移動設備核心技術的發展趨勢，不過對于芯片廠商以及手機廠商而言，如何保證設備的續航能力以及功耗等問題，依舊是他們最需要考慮的。