個人資料
正文

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢

(2017-01-19 13:51:53) 下一個
ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
  [  中關村在線 原創  ]   作者:
收藏文章 閱讀全文 評論(30)

 

    說到“手機的平台化”,首先要給大家澄清一下“平台化”的概念。一般來說,講“平台”,會包含軟平台和硬平台兩種,所謂軟平台就是剛剛提到的手機操作係統,稱之為平台,更多地是基於應用開發者的角度考慮。至於硬平台,則是今天文章的主題,也就是基於ARM基礎架構的目前手機市場智能產品普遍采用的處理器芯片組。

ARM(Advanced RISC Machines)

    ARM公司是專門從事基於RISC(32位元精簡指令集)技術芯片設計開發的公司,作為知識產權供應商,本身不直接從事芯片生產,靠轉讓設計許可由合作公司生產各具特色的芯片。說通俗一點,就是ARM既是一家公司的名字,也是一種微處理器架構的名字。就好像高通一樣,ARM自己也不生產芯片,而是將技術專利出售獲取利潤。但架構這個東西是個基礎,任憑有再強大的芯片設計,歸根到底還是得基於ARM架構開發。

Snapdragon驍龍S4——高通Qualcomm

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
高通Snapdragon驍龍

    Snapdragon驍龍是高度集成的移動優化係統芯片(SoC),結合了業內領先的3G/4G移動寬帶技術與高通公司自有的基於ARM的微處理器內核、強大的多媒體功能、3D圖形功能和GPS引擎。雖然本屆MWC展會高通並沒有特別強調自己的Snapdragon驍龍S4芯片組,但這個28nm製程、支持異步對稱式多核、業界首款完全集成的LTE世界模/多模的調製解調器、高性能可編程Adreno GPU、以及高度集成所帶來的低功耗處理器,卻絕對是高通在2012年的拳頭產品。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
Snapdragon驍龍S4芯片組特色(圖片來源於互聯網)

TEGRA3——NVIDIA英偉達

    全球首款移動四核心處理器,采用台積電40nm工藝製造,四核心最高頻率1.4GHz,單核最高1.5GHz,CPU性能最高可達Tegra 2的5倍。內部集成12核GeForce GPU,GPU性能是Tegra 2的3倍,並支持3D立體顯示。同時,其四核功耗也比雙核的Tegra 2更低。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
NVIDIA英偉達TEGRA3處理器(圖片來源於互聯網)

    在本次MWC展會上,我們也了解到了TEGRA3的終極奧義:4-PLUS-1,即四核之外的第5顆核心。這顆被稱為“Companion CPU core”協核心的處理單元,與其它四核同為ARM Cortex-A9架構,但其中四個采用高性能製程(G)製造,為更高頻率運行優化;而最後一個“協核心”則為低功耗製程(LP)打造,漏電流更低,為低頻率運行優化,最高頻率僅500MHz。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
TEGRA3處理器工作原理(圖片來源於互聯網)

Exynos5——SAMSUNG三星

    2011年2月,三星電子正式將自家基於ARM構架處理器品牌命名為Exynos。Exynos由兩個希臘語單詞組合而來:Exypnos和Prasinos,分別代表“智能”與“環保”之意。大家所熟悉的中文名“獵戶座”,其實是它的開發代號Orion。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
三星Exynos處理器(圖片來源於互聯網)

    雖然Exynos誕生的時間不長,但是三星處理器的曆史卻追溯到很久以前。在Exynos命名之前,三星的處理器型號夾雜字母和數字,比如一代iPhone和iPhone 3G所使用的S5L8900(主頻412MHz、GPU是PowerVR MBX-Lite)。而iPhone 3GS使用的基於ARM Cortex-A8架構的S5PC100處理器,主頻667MHz,也是幫助三星處理器名聲大振的一代產品。再之後Exynos經曆了3、4代的發展,包括3代Hummingbird(蜂鳥),以及三星GALAXY S II和魅族MX所使用的4代Exynos4210。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
Exynos處理器工作原理(圖片來源於互聯網)

    最新的Exynos5250,采用32nm工藝,雙核ARM Cortex-A15架構設計,工作頻率2.0GHz,內存帶寬達到12.8GB/s,可驅動高達WQXGA(2560x1600)分辨率的顯示設備,計算性能是目前1.5GHz雙核Cortex-A9架構的Exynos4210的2倍。雖然沒有搭載產品亮相MWC2012展會,但是誰能不期待這樣的產品呢?

TI OMAP5——TEXAS INSTRUMENTS(TI)德州儀器

    OMAP(Open Multimedia Application Platform),是德州儀器(TI)公司的開放式多媒體應用平台,通常包括一個或多個ARM構架處理器和專用協處理器。從2003年至今,OMAP也經曆了5代換血,2011年的OMAP4430是TI的首個雙核處理器,采用雙核心ARM Cortex-A9 MP處理器,相比Cortex-A8內核整體提升了1.5倍的性能。OMAP4430在同級雙核裏被喻為性能最優秀的處理器,擁有Tegra2沒有的NEON模塊,擁有比Exynos4210更小的發熱量,擁有比MSM8260更優秀的構架,有“怪獸級”雙核處理器之稱。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
TI OMAP 5係列處理器(圖片來源於互聯網)

    後續的OMAP4460、4470也全都是ARM Cortex-A9架構的產品。到了OMAP5,包括5430、5432兩個型號,都采用TI定義的低功耗28nm製造工藝,同時擁有兩個ARM Cortex-A15 MP內核處理器,均具有高達2GHz的主頻,兩個ARM Cortex-M4處理器可實現低功耗負載和實時響應,支持雙通道DDR3/DDR3L內存。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
OMAP5430處理器工作原理

 

標簽:手機

  說到三星,就不能不說蘋果。這對冤家在專利戰沒有勝負的情況下,仍然堅持著處理器上的代工合作,這從表麵上看,是蘋果對於三星的依賴,但深挖一下的話,這難道不是包括三星、蘋果在內的所有終端廠商,對於ARM的妥協嗎?

    就好像Intel霸占著PC市場一樣,ARM架構也在統治著移動處理器市場。具體到蘋果身上,其實三星和蘋果的處理器之前都是一家公司代工。但是後來三星買走了該公司的一個技術專利授權,於是自己也能做處理器了;而蘋果直接買下了該公司,所以蘋果也沒有吃虧。不過這直接導致了蘋果A4處理器和三星I9000的基本一致。

    關於蘋果A5處理器,編號APL0498E01(A4處理器編號為APL0398B01)。與A4最大的區別,就是A5升級為雙核心ARM Cortex-A9架構處理器,45nm工藝。此外,A5的Cortex-A9雖然同樣采用的是雙指令解碼,但是其指令執行順序為Out-of-Order(亂序執行),可以多任務並行執行,最大限度發揮處理器的效能,處理速度快。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
蘋果A5處理器(圖片來源於互聯網)

    蘋果的iPhone、iPad如此成功,但依然還是要受製於ARM架構,或者說是隻能基於ARM架構進行研發、設計,尚不能像Intel一樣擁有自己的微處理器架構。並且,蘋果目前的產品還是需要找到代工廠協助,才能滿足市場供應量的需求。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
A5處理器相比A4處理器的升級(圖片來源於互聯網)

    從蘋果的角度出發,唯一能與其發生關聯的隻有芯片部分,係統?終端廠商?在蘋果眼裏都是可以搞定的,蘋果目前仍處於被追逐、被模仿的階段,或許Intel的x86才是蘋果最該關注的點。

   最後來看看Intel的這一次“跨界”。從PC到手機,終端的尺寸小了,移動性要求高了,功耗要求更苛刻了,集成度要求更強了......麵對這些變化,Intel依然選擇涉足移動終端市場,讓我們來看看Intel的x86到底具不具備征戰手機市場的資本。

    首先來解釋一下x86架構。x86或80x86是英特爾Intel首先開發製造的一種微處理器體係結構的泛稱,該係列較早期的處理器名稱是以數字來表示,並以“86”作為結尾,包括Intel 8086、80186、80286、80386以及80486,因此其架構被稱為“x86”。

    x86架構是重要的可變指令長度的CISC(複雜指令集計算機,Complex Instruction Set Computer),但在較新的微架構中,x86處理器會把x86指令轉換為更像RISC的微指令再予執行,從而獲得可與RISC比擬的超標量性能,同時仍然保持向前兼容。

    首款x86架構的Android手機出現在CES2012大展上,是由聯想首發與英特爾合作的Medfield智能手機——聯想K800。聯想K800上市時將會搭載Android 4.0係統,采用4.5英寸的顯示屏,屏幕分辨率達到720P(1280×720),後置800萬像素攝像頭以及雙LED閃光燈,使用英特爾Atom Z2460處理器(單核多線程1.6GHz)。表麵上看起來與ARM架構安卓手機並無差別,但實際上兩者所運行的基礎架構環境截然不同。

ARM vs X86 從MWC2012看手機平台化趨勢
Android機器人擁有了新的芯片架構選擇——Intel X86(圖片來源於互聯網)

    僅以剛剛介紹的蘋果A5處理器為例,在台積電的40nm工藝下,雙核心的Cortex-A9所占據的核心區域約為6.7平方毫米,目標頻率2GHz、1.9W功耗(包括了L1緩存和總線接口);而同為40nm工藝的x86架構雙指令Out-of-Order(亂序執行)處理器,單核心就要占據5平方毫米空間,也就是說x86架構相比ARM在麵積上不占優勢。但即便如此,蘋果還是鎖定了iPhone 4S、iPad 2的主頻,可見移動設備的性能、功耗依舊很難兩全。

    實際上,x86架構微處理器目前急需解決的問題,並非高功耗,至少從聯想K800的續航表現來看,也沒有比ARM架構手機遜色;同樣也不是基於x86架構的軟件兼容性問題。目前的問題在於,能夠適配Atom處理器的周邊元器件供應商選擇太少,整個供應鏈體係還不成熟,需要消耗大約半年到一年的時間來解決,當然前提是Intel自己願意做這個投入才行。

 

[ 打印 ]
閱讀 ()評論 (0)
評論
目前還沒有任何評論
登錄後才可評論.