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手機CPU知識掃盲 淺析手機CPU架構與原理(新手必看)

2020-04-25 12:53:03
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供稿:網友

CPU是手機上面最復雜,最貴的Soc(芯片),擔任的也是手機中大腦的位置,是手機跑分性能的決定性硬件。智能手機發展到今天,各大手機CPU廠商也從春秋戰國逐漸到了現在四國鼎立的時代(高通,MTK,三星,蘋果A系列)。當然最大的CPU廠商還是Intel,只不過intel的主力是在x86架構的處理器,主打PC與服務器產品。而我們今天的主角還是ARM架構的移動端處理器(手機CPU)。

一、我們先來看看手機CPU中的分類:

AP應用處理器:

手機CPU中最主要的一部分,手機的系統運作還有APP的運行,靠的都是AP應用處理器。例如:蘋果A9處理器指的就是AP。

BP基帶處理器:

其實很多玩家都只聽過基帶這個東西,但不知道這個到底是什么?;鶐幚砥鞴芾淼氖鞘謾C一切無線信號(除了wifi,藍牙,NFC等等),一款手機支持多少種網絡模式,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,其實高通發家靠的就是優秀的BP基帶處理器,而不是AP應用處理器。

可能大家對高通的BP沒有什么印象,這里我就跟大家舉幾個使用高通BP的手機。iPhone4到iPhone6sp全系列手機都是使用高通的BP(這些手機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的手機產品也都是使用高通的BP。那么高通在BP領域的是什么地位就不用我說了。

CP多媒體加速器:

其實每個廠商對CP都有不同的名字,比如蘋果把它叫做協處理器,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單任務。

但是各大廠商發現,CP的性能其實也可以很高,于是開始處理的東西越來越多?,F在的CP已經可以處理虛擬現實,增強現實,圖像處理,HIFI,HDR,傳感器等等。

二、手機CPU核心數真的越多越好嗎?

從2011年英偉達發布一款雙核手機CPU開始,手機CPU的核戰就爆發了,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。

在這里我可以很明確的告訴大家核心數越多肯定不代表更加好。現在ARM架構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。因為CPU運算邏輯部件的面積大小決定了CPU晶體管的數量(下圖白灰色部分)。下圖就是三星獵戶座7420和蘋果A9的大小對比圖,我們不難發現蘋果A9雙核CPU運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?

當然不是,多核心比在多任務處理和功耗方面確實會表現的更加優秀。但是很多時候我們真的需要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的運用后臺處理機制是有很大關系的(ios在運行大量APP之后就會把之前的APP關閉)。

但是不愛關閉后臺的安卓需要多少核心才行了?我想驍龍820已經告訴了我們,4核就已經夠了。

三、ARM架構和X86架構的區別:

ARM架構:

ARM架構使用的是精簡指令集,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:

X86架構使用的是復雜指令集,我們可以把它看成一架飛機,在之前一直都是高性能的代名詞。

最開始也是因為低功耗,所以移動端的設備,都是使用的ARM。但是隨著移動端的高速發展,ARM架構的處理器的性能也開始變得原來越強大。

那么ARM架構的CPU對比PC端的CPU實際運行起來到底有什么區別了?

比如一條指令來了,要把一個貨物從北京運送到上海,這個時候我們會發現飛機必須快過汽車,但是如果另一個指令是要把一個貨物從街頭運到街尾了?這個時候,飛機發現,它要想做到基本是不太可能,這個時候只有在增加一條新的指令集(相當于要重新制作一架大小適合的飛機了)。

但是隨著移動端設備的高速發展,ARM架構的性能已經變得越來越強了,ARM架構的性能超過X86架構已經只是時間問題了。

CPU的里面的學問很多,今天我就只寫出以上三點,都是比較有用的干貨,希望對小白的朋友有所幫助。其實決定手機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,并不是單個方面強,性能就一定強。

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