跑分不靠譜 手機處理器性能參數(shù)揭秘

架構是關鍵

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

    架構最為處理器的基礎，對于處理器的整體性能起到了決定性的作用，不同架構的處理器同主頻下，性能差距可以達到2-5倍�？梢娂軜嫷闹匾�性。那么什么是架構呢？

    為了大家更好的理解，我們不妨做個比喻，架構就像是一座建筑的結(jié)構設計部分，而處理器就相當于一個完整的建筑，只有有了穩(wěn)定的結(jié)構作為基礎，才 能建造出各式各樣的房子。換句話說，架構只相當于一座建筑的框架，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 需要說明，假如結(jié)構的設計值是十層，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。

    目前，手機處理器的架構主要有ARM和Intel X86，眾所周知Intel X86架構在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，然而在手機處理器領域，X86只能算是初 出茅廬的菜鳥，雖然潛力無限，但至今還沒有一款采用X86架構的手機上市。今天主要講的是ARM架構。

    ARM架構在手機處理器領域占有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，比如，高通、德州儀器、英偉達、三星及蘋果等。

    目前千元級的低端的智能手機或者很多低價的國產(chǎn)手機處理器一般還在采用比較陳舊的ARM11架構，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架構實際上也是屬于這一級別，代表機型為最近新上市的HTC T328w。

    現(xiàn)在主流的中高端手機處理器基本上都采用了ARM Cortex-A8架構，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。三星蜂鳥和蘋果A4處理器，均是在A8的基礎上優(yōu)化而來。 代表機型摩托羅拉DEFY、三星I9000、蘋果iPhone 4以及小米手機等。

    現(xiàn)在最先進的處理器架構是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，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。只有高通MSM8x60依然采用的是上一代的Scorpion架構。代表機型為：摩托羅拉ME860、摩托羅拉Droid Razr、三星I9100、iPhone 4S和HTC One X等。

    另外，高通的下一代Krait(環(huán)蛇)架構，也是基于A9架構優(yōu)化而來，而更為先進的ARM Cortex-A15架構將是下一代ARM發(fā)展的趨勢。

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鍵因素，所以，工藝制程越先進，處理器性能越強。收集處理器從較早的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。

    芯片的工藝制程和架構是同時發(fā)展的，一般采用更新架構的處理器也會應用更先進的工藝制程。目前低端手機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國產(chǎn)手機采用的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 為低端手機對性能的要求也不高，所以也能保證手機運行流暢，但是大型的游戲就別想了，而且優(yōu)點是售價便宜，降低了智能手機的門檻，使用戶只需花費幾百元就 能感受只能手機的樂趣。

    到了ARM Cortex-A8時代，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和采用高通MSM8x60的雙核智能手機中。代 表機型為蘋果iPhone 4、摩托羅拉里程碑、魅族M9、HTC Sensation系列和小米手機等。

    到了ARM Cortex-A9時代，雙核處理器的工藝制程一般都達到了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Tegra 2和Tegra 3的工藝制程達到了更為先進的40納米。這些處理器一般應用在高端的雙核手機當中，比如三星I9100、I9220、摩托羅拉Droid RAZR以及HTC One X等。

    而下一代處理器的發(fā)展方向?qū)�會達到28納米的工藝制程，那時的處理器將會帶來更強的性能，更低的功耗以及更小的尺寸。

處理器主頻

    作為消費者最為熟知的主頻，其自然也代表著一部手機的性能。雖然不同架構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的性能。

    CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時鐘頻率(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”。很多人認為CPU的主頻就是其運行速度，其實不然。CPU的主頻 表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號震蕩的速度，與CPU實際的運算能力并沒有直接關系。主頻和實際的運算速度存在一定的關系，但目前還沒有一個確定的公式能夠定 量兩者的數(shù)值關系，因為CPU的運算速度還要看CPU的流水線的各方面的性能指標(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運算速度，所 以在一定情況下，很可能會出現(xiàn)主頻較高的CPU實際運算速度較低的現(xiàn)象。比如Tegra 2，雖然性能很強，但是由于帶寬太小，所以性能發(fā)揮不出來。另外，經(jīng)常被大家詬病“高頻低能”的高通處理器，由于架構比較落后以及采用了異步雙核的方式， 導致主頻雖然能達到1.5GHz，但是性能卻并不強。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。

    CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對于提高CPU運算速度卻是至關重要的。舉個例子來說，假設某個CPU在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條 運算指令，那么當CPU運行在100MHz主頻時，將比它運行在50MHz主頻時速度快一倍。因為100MHz的時鐘周期比50MHz的時鐘周期占用時間 減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運算指令所需時間僅為10ns比工作在50MHz主頻時的20ns縮短了一半，自然運算速度也 就快了一倍。只不過電腦的整體運行速度不僅取決于CPU運算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運行情況有關，只有在提高主頻的同時，各分系統(tǒng)運行速度和各分系統(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是在半導體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導線進行聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求 導線越細越短越好，這樣才能減小導線分布電容等雜散干擾以保證CPU運算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發(fā)展的最大障礙之一。

運行內(nèi)存RAM

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

    RAM(random access memory)隨機存儲器。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的存儲器。這種存儲器在斷電時將丟失其存儲內(nèi)容，故主要用于存儲短時間使用的程序。

    RAM越大，運行大型游戲以及多線程程序時速度就越快。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，手機的RAM越大越好。目前比較高端的手機基本上都采用了最大的1GB內(nèi)存。

    雙通道，就是在北橋芯片級里設計兩個內(nèi)存控制器，這兩個內(nèi)存控制器可相互獨立工作，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立、具備互補性的智能內(nèi)存控制器，兩個內(nèi)存控制器都能夠并行運作。例如，當控制器B準備進行下一次存取內(nèi)存的時候，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的“天性”可以讓有效等待時間縮減50%，因此雙通道技術使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。

    結(jié)束語：

    今天為大家介紹了幾點決定手機處理器性能的相關因素，由于時間關系，就先為大家介紹以上幾點，實際上影響處理器性能的相關參數(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，敬請關注。