手機(jī)CPU知識(shí)掃盲 淺析手機(jī)CPU架構(gòu)與原理(新手必看)

CPU是手機(jī)上面最復(fù)雜,最貴的Soc(芯片),擔(dān)任的也是手機(jī)中大腦的位置,是手機(jī)跑分性能的決定性硬件。智能手機(jī)發(fā)展到今天,各大手機(jī)CPU廠商也從春秋戰(zhàn)國(guó)逐漸到了現(xiàn)在四國(guó)鼎立的時(shí)代(高通,MTK,三星,蘋果A系列)。當(dāng)然最大的CPU廠商還是Intel,只不過intel的主力是在x86架構(gòu)的處理器,主打PC與服務(wù)器產(chǎn)品。而我們今天的主角還是ARM架構(gòu)的移動(dòng)端處理器(手機(jī)CPU)。
一、我們先來看看手機(jī)CPU中的分類:
AP應(yīng)用處理器:
手機(jī)CPU中最主要的一部分,手機(jī)的系統(tǒng)運(yùn)作還有APP的運(yùn)行,靠的都是AP應(yīng)用處理器。例如:蘋果A9處理器指的就是AP。
BP基帶處理器:
其實(shí)很多玩家都只聽過基帶這個(gè)東西,但不知道這個(gè)到底是什么?;鶐幚砥鞴芾淼氖鞘謾C(jī)一切無線信號(hào)(除了wifi,藍(lán)牙,NFC等等),一款手機(jī)支持多少種網(wǎng)絡(luò)模式,支持4G還是3G,都是由基帶部分決定的。BP做的最有名的是高通,其實(shí)高通發(fā)家靠的就是優(yōu)秀的BP基帶處理器,而不是AP應(yīng)用處理器。
可能大家對(duì)高通的BP沒有什么印象,這里我就跟大家舉幾個(gè)使用高通BP的手機(jī)。iPhone4到iPhone6sp全系列手機(jī)都是使用高通的BP(這些手機(jī)都是我親手拆解過的,iPhone3Gs等等我不能肯定是不是高通的BP),還有全部3G版的iPad,加上三星這幾年的旗艦也是都是使用的BP,還有大量使用高通CPU的手機(jī)產(chǎn)品也都是使用高通的BP。那么高通在BP領(lǐng)域的是什么地位就不用我說了。
CP多媒體加速器:
其實(shí)每個(gè)廠商對(duì)CP都有不同的名字,比如蘋果把它叫做協(xié)處理器,高通820叫做“低功率島”。在早期CP只用于解碼視頻和處理音頻等等簡(jiǎn)單任務(wù)。
但是各大廠商發(fā)現(xiàn),CP的性能其實(shí)也可以很高,于是開始處理的東西越來越多?,F(xiàn)在的CP已經(jīng)可以處理虛擬現(xiàn)實(shí),增強(qiáng)現(xiàn)實(shí),圖像處理,HIFI,HDR,傳感器等等。
二、手機(jī)CPU核心數(shù)真的越多越好嗎?
從2011年英偉達(dá)發(fā)布一款雙核手機(jī)CPU開始,手機(jī)CPU的核戰(zhàn)就爆發(fā)了,到之后的4核,8核,10核。甚至intel向外界展示過80核的處理器原型,但至今沒有能利用這一處理器的系統(tǒng)。
在這里我可以很明確的告訴大家核心數(shù)越多肯定不代表更加好。現(xiàn)在ARM架構(gòu)性能最好的處理器是蘋果的A9X(iPad Pro使用的處理器),但是A9X只是雙核CPU而已。
那么為什么一些雙核CPU的性能都要比那些所謂8核的CPU要好了。因?yàn)镃PU運(yùn)算邏輯部件的面積大小決定了CPU晶體管的數(shù)量(下圖白灰色部分)。下圖就是三星獵戶座7420和蘋果A9的大小對(duì)比圖,我們不難發(fā)現(xiàn)蘋果A9雙核CPU運(yùn)算邏輯部件的面積比三星8核還大,這就代表這A9的晶體管數(shù)量比三星7420要多。正是這樣才使得A9比7420的性能好很多。
那么這樣說多核心就沒有好處了嗎?
當(dāng)然不是,多核心比在多任務(wù)處理和功耗方面確實(shí)會(huì)表現(xiàn)的更加優(yōu)秀。但是很多時(shí)候我們真的需要8核嗎?蘋果告訴我們,不管安卓怎么樣,反正ios雙核心就足夠了,這和ios的運(yùn)用后臺(tái)處理機(jī)制是有很大關(guān)系的(ios在運(yùn)行大量APP之后就會(huì)把之前的APP關(guān)閉)。
但是不愛關(guān)閉后臺(tái)的安卓需要多少核心才行了?我想驍龍820已經(jīng)告訴了我們,4核就已經(jīng)夠了。
三、ARM架構(gòu)和X86架構(gòu)的區(qū)別:
ARM架構(gòu):
ARM架構(gòu)使用的是精簡(jiǎn)指令集,我們可以把它看成一輛汽車,在之前一直都是低功耗的代名詞。
X86架構(gòu):
X86架構(gòu)使用的是復(fù)雜指令集,我們可以把它看成一架飛機(jī),在之前一直都是高性能的代名詞。
最開始也是因?yàn)榈凸模砸苿?dòng)端的設(shè)備,都是使用的ARM。但是隨著移動(dòng)端的高速發(fā)展,ARM架構(gòu)的處理器的性能也開始變得原來越強(qiáng)大。
那么ARM架構(gòu)的CPU對(duì)比PC端的CPU實(shí)際運(yùn)行起來到底有什么區(qū)別了?
比如一條指令來了,要把一個(gè)貨物從北京運(yùn)送到上海,這個(gè)時(shí)候我們會(huì)發(fā)現(xiàn)飛機(jī)必須快過汽車,但是如果另一個(gè)指令是要把一個(gè)貨物從街頭運(yùn)到街尾了?這個(gè)時(shí)候,飛機(jī)發(fā)現(xiàn),它要想做到基本是不太可能,這個(gè)時(shí)候只有在增加一條新的指令集(相當(dāng)于要重新制作一架大小適合的飛機(jī)了)。
但是隨著移動(dòng)端設(shè)備的高速發(fā)展,ARM架構(gòu)的性能已經(jīng)變得越來越強(qiáng)了,ARM架構(gòu)的性能超過X86架構(gòu)已經(jīng)只是時(shí)間問題了。
CPU的里面的學(xué)問很多,今天我就只寫出以上三點(diǎn),都是比較有用的干貨,希望對(duì)小白的朋友有所幫助。其實(shí)決定手機(jī)CPU性能的決定性因素主要由:核心、主頻、工藝、GPU等多方面決定,并不是單個(gè)方面強(qiáng),性能就一定強(qiáng)。
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