手机与电脑中CPU不同架构的区别及说明

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        手机与电脑中CPU不同架构的分类与区别
        2017-03-22 13:00:53
         

          手机CPU主要是ARM ISA的,然后基于ARM ISA还有ARM-v7和ARM-v8,不过现在基本都是64位的ARM-v8,基于ARM-v8又有一堆microarchitecture,公版的Cortex-A53、A57、A72、A73,苹果的Cyclone、Typhoon、Twister、Hurricane、Zephyr,三星的Mongoose,高通的Kryo、Kryo280,各种架构定位性能功耗都不一样,A53和Zephyr是低功耗处理器,A57和Cyclone是最早的一批64位,A72是A57改进的,A73是A17改来的,苹果的目前一直都是改进之前的,高通的Kryo据说是A57大改的,不过效果并没有A72/73好,Kryo280据说是A72改的

          华为用的公版,只是集成了自己的基带,差别和联发科没区别,包括澎湃,能有自助架构的是高通,苹果,三星。扯句题外话高通苹果的GPU之所以强是因为他们都有AMD血统,高通GPU业务是原班AMD移动处理器imageon的人马(AMD做移动处理器都推出两代了,但是主业务受挫,就被放弃卖给给高通),而苹果A则是当年把AMD GPU的核心领导人挖走了

          CPU是手机上面最复杂,最贵的Soc(芯片),担任的也是手机中大脑的位置,是手机跑分性能的决定性硬件。智能手机发展到今天,各大手机CPU厂商也从春秋战国逐渐到了现在四国鼎立的时代(高通,MTK,三星,苹果A系列)。当然最大的CPU厂商还是Intel,只不过intel的主力是在x86架构的处理器,主打PC与服务器产品。而我们今天的主角还是ARM架构的移动端处理器(手机CPU)。

        一、我们先来看看手机CPU中的分类:

        AP应用处理器:
        手机CPU中最主要的一部分,手机的系统运作还有APP的运行,靠的都是AP应用处理器。例如:苹果A9处理器指的就是AP。

        BP基带处理器:
        其实很多玩家都只听过基带这个东西,但不知道这个到底是什么。基带处理器管理的是手机一切无线信号(除了wifi,蓝牙,NFC等等),一款手机支持多少种网络模式,支持4G还是3G,都是由基带部分决定的。BP做的最有名的是高通,其实高通发家靠的就是优秀的BP基带处理器,而不是AP应用处理器。
          可能大家对高通的BP没有什么印象,这里我就跟大家举几个使用高通BP的手机。iPhone4到iPhone6sp全系列手机都是使用高通的BP(这些手机都是我亲手拆解过的,iPhone3Gs等等我不能肯定是不是高通的BP),还有全部3G版的iPad,加上三星这几年的旗舰也是都是使用的BP,还有大量使用高通CPU的手机产品也都是使用高通的BP。那么高通在BP领域的是什么地位就不用我说了。

        CP多媒体加速器:
        其实每个厂商对CP都有不同的名字,比如苹果把它叫做协处理器,高通820叫做“低功率岛”。在早期CP只用于解码视频和处理音频等等简单任务。但是各大厂商发现,CP的性能其实也可以很高,于是开始处理的东西越来越多。现在的CP已经可以处理虚拟现实,增强现实,图像处理,HIFI,HDR,传感器等等。

        二、手机CPU核心数真的越多越好吗?
          从2011年英伟达发布一款双核手机CPU开始,手机CPU的核战就爆发了,到之后的4核,8核,10核。甚至intel向外界展示过80核的处理器原型,但至今没有能利用这一处理器的系统。
          在这里我可以很明确的告诉大家核心数越多肯定不代表更加好。现在ARM架构性能最好的处理器是苹果的A9X(iPad Pro使用的处理器),但是A9X只是双核CPU而已。
          那么为什么一些双核CPU的性能都要比那些所谓8核的CPU要好了。因为CPU运算逻辑部件的面积大小决定了CPU晶体管的数量(下图白灰色部分)。苹果A9双核CPU运算逻辑部件的面积比三星8核还大,这就代表这A9的晶体管数量比三星7420要多。正是这样才使得A9比7420的性能好很多。
          那么这样说多核心就没有好处了吗?当然不是,多核心比在多任务处理和功耗方面确实会表现的更加优秀。但是很多时候我们真的需要8核吗?苹果告诉我们,不管安卓怎么样,反正ios双核心就足够了,这和ios的运用后台处理机制是有很大关系的(ios在运行大量APP之后就会把之前的APP关闭)。但是不爱关闭后台的安卓需要多少核心才行了?我想骁龙820已经告诉了我们,4核就已经够了。

        三、ARM架构和X86架构的区别:

        ARM架构:
        ARM架构使用的是精简指令集,我们可以把它看成一辆汽车,在之前一直都是低功耗的代名词。

        X86架构:
        X86架构使用的是复杂指令集,我们可以把它看成一架飞机,在之前一直都是高性能的代名词。最开始也是因为低功耗,所以移动端的设备,都是使用的ARM。但是随着移动端的高速发展,ARM架构的处理器的性能也开始变得原来越强大。

          那么ARM架构的CPU对比PC端的CPU实际运行起来到底有什么区别了?
        比如一条指令来了,要把一个货物从北京运送到上海,这个时候我们会发现飞机必须快过汽车,但是如果另一个指令是要把一个货物从街头运到街尾了?这个时候,飞机发现,它要想做到基本是不太可能,这个时候只有在增加一条新的指令集(相当于要重新制作一架大小适合的飞机了)。
          但是随着移动端设备的高速发展,ARM架构的性能已经变得越来越强了,ARM架构的性能超过X86架构已经只是时间问题了。

        快捷租赁点评:
          CPU的里面的学问很多,其实决定手机CPU性能的决定性因素主要由:核心、主频、工艺、GPU等多方面决定,并不是单个方面强,性能就一定强。


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