轉(zhuǎn)眼2013年過完,智能手機這一年的發(fā)展依舊呈現(xiàn)出飛速的模式,這其中處理器還是扮演著先頭兵的角色,在這一年,我們很欣慰的是看到了更多更新的處理器技術和產(chǎn)品。2013年的手機處理器有很多關鍵詞,包括Big.LITTLE、八核、64位、DSP協(xié)同芯片等等,今日筆者將帶大家回顧一下和梳理這一年中手機處理器領域的幾項重要關鍵詞,同時也了解一下未來手機處理器發(fā)展主旋律的腳步。
GPU大戰(zhàn)在即 2013年手機處理器盤點展望
Big.LITTLE是今年年初ARM公司針對當下智能手機、平板電腦等移動終端設備研發(fā)的一項全新的CPU架構(gòu),其主旨是解決這些設備的功耗問題,同時也不以損失性能為代價,是一種兼顧性能和功耗的CPU架構(gòu)設計。
ARM Big.LITTLE架構(gòu)的設計初衷是兼顧功耗和性能
ARM 給出的第一代Big.LITTLE架構(gòu)設計是由四顆Cortex-A7(特點:低功耗)、四顆Cortex-A15(特點:高性能)共八顆CPU組成,至 于它具體的工作原理是這樣的:當用戶進行一項操作或任務時,系統(tǒng)會向處理器發(fā)送相關的指令,在收到指令后,處理器會判斷這些指令對于性能的需求是多少,從而來決定使用哪種CPU(四顆Cortex-A7或四顆Cortex-A15)來進行工作。
三星Exynos首先嘗鮮Big.LITTLE
第一款采用Big.LITTLE架構(gòu)設計的處理器是三星Exynos 5410,對應的首款產(chǎn)品三星GALAXY S4 I9500上市于今年夏季,但從實 際性能測試來看,三星Exynos 5410并未達到ARM官方所稱兩倍性能的提升,70%的功耗降低也并未明顯表現(xiàn)出來,一時間令三星 Exynos 5410處理器和ARM Big.LITTLE架構(gòu)備受質(zhì)疑。
為了重新挽回局面,在推出三星Exynos 5410之后,三星又立即推出了5410的升級版本——三星Exynos 5420,它依舊采用四顆 Cortex-A7、四顆Cortex-A15的CPU組合,并且主頻有小幅提升,希望扭轉(zhuǎn)5410之前的不利局面,對應的首款產(chǎn)品三星 GALAXY Note 3(歐版、N900)上市于今年秋季。
而三星Exynos 5420相比于5410在CPU方面最主要的 改變是增加了Big.LITTLE架構(gòu)的“核心遷移”工作模式,而5410只是“集群遷移”的工作模式,兩種工作模式的差別在于前者可以令四顆 Cortex-A7 CPU與四顆Cortex-A15 CPU實現(xiàn)任意組合進行工作,比如兩顆Cortex-A7和兩顆Cortex-A15搭配運行, 同時也可以實現(xiàn)這八顆CPU的同時運行。
Big.LITTLE最新的Exynos 5420能夠八核全開
顯然Big.LITTLE在誕生的第一年經(jīng)歷了許多波折,但這并不能抹滅Big.LITTLE本質(zhì)上對于移動設備的長遠意義,尤其是在功耗方面,畢竟再牛的數(shù)碼設備如果不能很好的控制功耗,那么顯然都會是廢鐵一堆。
ARM是移動芯片領域的王者,Intel都要靠邊站
雖然目前只有三星推出了Big.LITTLE架構(gòu)處理器,但是在ARM這項技術的合作伙伴名單中,博通、仁寶、飛思卡爾、海思、LG、Linaro、 OK Labs、QNX、Redbend、聯(lián)發(fā)科、Sprint、意法愛立信、德州儀器等芯片廠商都是榜上有名。只不過在誕生的第一 年,Big.LITTLE有很多需要解決和完善的地方,大家不愿意去做小白鼠,所以除了三星以外的芯片廠商更多還是處于觀望階段。
那么既然Big.LITTLE已經(jīng)走過了最難熬的一個時期,想必明年的它將會更進一步的發(fā)展,LG的Odin處理器已經(jīng)曝光,很快就將與消費者見面,未來實質(zhì)性跟進Big.LITTLE的芯片廠商也會越來越多。
協(xié)同芯片或成未來趨勢
協(xié)同芯片是2013年手機處理器領域的一個關鍵詞,其實這個東西并不新鮮,早在桌面處理器發(fā)展的前幾年就有,本文我們在此只討論移動處理器領域。簡單來說,協(xié)同芯片一般只具備特定的職能、完成特定的任務,是獨立 于CPU之外的一顆芯片,同時協(xié)處理器還具備超低功耗的特點。
最早英偉達Tegra 3就擁有一顆協(xié)處理器,而在2013 年,Tegra 4繼續(xù)傳承了這樣“4+1”的核心架構(gòu)模式,其采用四顆Cortex-A15內(nèi)核CPU,同時又有著一顆低功耗的協(xié)同芯片,這顆芯片經(jīng)過 專門的優(yōu)化,可最大限度降低活動待機狀態(tài)下的功耗,處理這些不那么耗資源的處理任務,比如播放音樂、待機等等。
英偉達Tegra3、4均配有一顆低功耗協(xié)同芯片
今年MOTO X的X8處理器有兩顆協(xié)同芯片,主要是來處理一些顯示、傳感器、觸摸交互、消除噪音、語音識別、音頻等方面的任務處理。蘋果iPhone 5s的蘋果A7處理器有一顆協(xié)同芯片(M7),負責測量來自加速感應器、陀螺儀和指南針的運動數(shù)據(jù)。
不管具體協(xié)同芯片的職能怎樣,其目的都是共同的。第一就是讓專業(yè)的人干專業(yè)的事從而使得處理器整體運行效率更高,大多數(shù)的協(xié)同芯片只具備一種或幾種功能,所 以針對某項功能,協(xié)同芯片會有相應單獨的優(yōu)化。第二就是由于協(xié)同芯片的存在會分擔CPU的工作,從而降低CPU的負荷,這也就降低了處理器的功耗。
蘋果A7處理器配有M7協(xié)同芯片(圖片來自THE VERGE)
這幾年手機處理器是走高度集成化的道路,恨不得一顆處理器集合所有芯片的功能,這樣高度整合之勢對于廠商很有利,因為廠商在拿到一顆處理器后不用再考慮去搭配其他的芯片,從而縮短產(chǎn)品研發(fā)周期實現(xiàn)快速上市和出貨。
但對于消費者來說,用戶體驗才是王道,更高的效率和更低的功耗是他們所考慮的,協(xié)同芯片就是一種有效的解決方案,這或許也驗證了那句古話:分久必合、合久必 分。而在未來,筆者認為更多功能的協(xié)同芯片將會涌現(xiàn),來分擔CPU更多的功能,當然,這個前提是20nm或者14nm制作工藝在明年能夠更加成熟,要不然 小小的處理器中實在沒地方塞下它。
GPU大戰(zhàn)一觸在即
回望智能手機處理器前幾年的發(fā)展,似乎更多的重點是放在CPU上, 一直以來廠商不斷在提升CPU的主頻和核心數(shù)量,如今已經(jīng)進入到了2.0GHz主頻、四核芯的時代,甚至八核CPU也有出現(xiàn),鑒于現(xiàn)有的晶體工藝和CPU 功耗情況,CPU的發(fā)展馬上會面臨一個瓶頸,從明年來看,似乎GPU要登上舞臺了。
GPU的重要性愈發(fā)凸顯
熟悉電腦的人都知道GPU與CPU一樣重要,對于智能手機來說亦是如此。從廣義上來比喻,CPU是領導者,主要責任是“分配任務”;而GPU是執(zhí)行者,主要 責任就是“執(zhí)行任務”。CPU工作干的好,那也只是工作安排更快、更合理,想要將這件事情最終快速執(zhí)行,還得靠GPU。美國高通公司業(yè)務拓展全球副總裁沈 勁曾接受采訪也稱未來GPU的重要性將會超過CPU。
回顧2013年手機中的GPU,高通的Adreno 300系列繼續(xù)扮演著領 跑者的角色,Imagination Technologies的PowerVR SGX系列依舊保持著可圈可點的作為,英偉達的GeForce由于產(chǎn)品 不多也沒交出一份滿意的成績,而ARM的Mali系列則依舊以中低端的GPU示人。
高通Adreno一直引領手機GPU領域
而在即將到來的2014年,我們已經(jīng)在GPU方面看到了很多的新鮮東西。在前不久,高通正式公布了最新的驍龍805處理器,其中就裝備了最新的Adreno 420 GPU,雖然具體細節(jié)我們目前還不得而知,但高通方面表示這款GPU將會有跨越式的進化。而在ARM方面,最新的Mali- 760 GPU已經(jīng)公布于眾,其9.6GP/s像素填充率、1066.6MT/s三角形生成率、326.4GFLOPS的浮點性能讓人對這款GPU充滿了 期待。
Mali-T760或成為ARM未來最強武器(圖片來自techreport)
英偉達Tegra明年要上Kepler
而英偉達代號Logan的Tegra處理器在明年也將會引入Kepler GPU,英偉達這價公司大家都是知道的,其多年來在桌面端圖形技術上的優(yōu)勢是其未來在移動端GPU最大的財富,并且更是放言會讓明年智能手機GPU能力媲美Xbox 360游戲機。
Intel未來的Bay Trail平臺將使用HD 4000
寫在最后
2013年基本已經(jīng)算是畫上圓滿的句號,在這一年中,雖然大部分手機處理器依舊還停留在四核芯,但其性能和前年第一代四核處理器已經(jīng)不能同日而語;雖然八核處理器還是在今年見到了,但對于其性能筆者只能用“呵呵”二字形容。
我們一直在說,手機處理器用了短短幾年的時間就走完了PC十幾年的道路,在明年,除了本文以上詳細提及的這三點,包括64位、LPDDR4內(nèi)存、20nm甚 至14nm的晶體制造工藝等也都將會是明年手機處理器發(fā)展的主旋律。如果說以前處理器是在追求性能,那么未來處理器或許將會追求智能:更合理的性能、功耗平衡機制、更有效的芯片協(xié)同工作。
當然還不能忘記芯片巨頭企業(yè)Intel,其目前最頂級的Clover Trail+平臺Z2580使用的是PowerrVR SGX系列GPU,但是2014年Bay Trail平臺會采用Intel第七代圖形核心,也就是目前IVB平臺上使用的HD 4000系列核心,支持DX 11、 OGL 3.2,算得上是令手機和電腦齊步走了。