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狂热?进化?革命? 这是移动平台“核”战争
  • 2013-5-13 10:30:45
  • 类型:原创
  • 来源:电脑报
  • 报纸编辑:薛昱
  • 作者:
【电脑报在线】这是一个移动互联的时代,移动设备上的各种新应用在给生活带来便利的同时,也对移动设备处理器的性能提出了更高的要求,这使得移动处理器领域爆发了“核战”。在短短2年多的时间之内,多核处理器就已经成为了市场上的绝对主流。

    这是一个移动互联的时代,移动设备上的各种新应用在给生活带来便利的同时,也对移动设备处理器的性能提出了更高的要求,这使得移动处理器领域爆发了“核战”。在短短2年多的时间之内,多核处理器就已经成为了市场上的绝对主流。接下来我们就为大家来梳理一下移动多核处理器的进化之路。


诞生


    1945年7月16日凌晨,在美国新墨西哥州洛斯阿拉莫斯沙漠地区,一个高达30米的铁塔高耸入云,直指苍穹。这座有十几层楼高的钢架顶端安放着一个大家伙,这就是世界第一枚原子弹,代号“小玩意”。5点30分,原子弹爆炸,空中形成了一朵硕大的蘑菇云,在原子弹的爆炸中心,温度超过了100万℃。核爆过后,那座30米的高塔大部分已经融化,在钢塔的脚下,炸出了一个大坑。这颗原子弹当量达到了1.9万吨,远远超过了洛斯阿拉默斯实验室主任科学家奥本海默的预期。


2011年1月

Tegra2


    智能手机的兴起推动了手机软硬件的发展。在移动互联蓬勃发展,层出不穷的新应用对手机处理器提出更高要求的时候,单核移动处理器即便是提升至1GHz的高频,仍然也无法满足用户对于性能的需求。当处理器频率已达极限时,多核处理器就成为智能手机发展的必然选择,只是首款推出双核处理器的厂商有些让人意外。

    作为ARM阵营的新军,NVIDIA在2008年才开始进入这一领域,但是首款ARM处理器Tegra表现并不好。为了站稳脚跟,NVIDIA选择了以速度制胜。所以NVIDIA早早便开始了Tegra2的研发,并在CES2011上抢先发布了移动消费市场上的首款双核处理器——Tegra2。Tegra2采用40nm工艺制程,其中CPU部分为两个ARM Cortex-A9核心,默认核心频率为1GHz,采用的是异构多核架构设计,每个核心独立进行不同的任务。

    值得一提的是,Tegra2的出现也抢走了苹果不少的风头,同样是在2011年初,苹果也发布了双核的A5处理器,但是全球第一款移动双核处理器的头衔已经被抢走,所以在苹果发布会上,称A5为首款量产的双核处理器。可以说就是从Tegra2开始,整个移动处理器市场正式开始进入了双核时代。

    实战:1945年日本败局已定,但为了促使日本早日头像,8月6日,美国第一次在广岛实战使用了原子弹。B-29轰炸机投下的原子弹在距离地面600米高的位置爆炸,冲击波以每秒3.2千米的速度从爆炸中心向外传播,并迅速上升了每秒数百米,然后减慢到声速,为每秒335米,腾起的烟尘形成巨大的云雾,广岛市立即成为焦热的火海。


 

2011年2月 

双核处理器群雄逐鹿

    在2011年,移动设备仅凭双核卖点就足够吸引人了,正是这一点,各大厂商纷纷下单订购,各种搭载Tegra2的手机首先开始爆发,LG Optimus 2x、摩托罗拉Atrix 4G、天语W700、三星i9103等新机型大量出现在了我们面前,一时间Tegra2几乎成为双核处理器的代名词。其中首台双核手机还经过了一番争夺,LG Optimus 2x和摩托罗拉Atrix 4G两款手机几乎同时发布,但是凭借着早上市的优势,首款双核手机的头衔被LG Optimus 2x摘走。但在平板市场上摩托罗拉却成功抢先,搭载Tegra2处理器的摩托罗拉XOOM终于抢在iPad2之前开卖,将全球首款双核平板的头衔又抢了过来。


    其他ARM厂商也开始纷纷跟进,双核处理器大量上市,德州仪器拿出了双核45nm制程的OMAP4系列处理器,采用的是ARM Cortex-A9核心。其中OMAP4430设计频率为1GHz,OMAP4460则设置为1.5GHz。前者是为手机平台打造,而后者则针对的是平板电脑。

    高通拿出的双核处理器是MSM8x60系列,但这款处理器的核心继续采用了与其单核处理器类似的Scorpion内核。三星的首款双核处理器是Exynos 4210,虽然发布时间较晚,但规格却是最高的。CPU部分为两个Cortex-A9核心,频率也达到了1.2GHz。

    然后我们就看到了MWC2011上双核设备密集发布的局面,双核处理器开始成为移动设备上的主流。而且随着小米等国产品牌产品的发布,双核设备的价格也降了下来,在很短的时间之内就实现了全面的普及。


氢弹研究:


    1952年11月1日,美国在恩尼威托克岛试验场进行了世界上首次氢弹原理试验。不过这这颗氢弹采用的是液体重氢和三重氢的“温式燃料”,不具备实战能力。于是在1954年,第一颗干式氢弹在比基尼岛上又试验成功。不过,日本人又成为了氢弹的第一批牺牲品。当时在离爆炸中心200公里处,有一艘名叫“福龙丸”的日本渔船正在作业,由于受到放射性尘埃污染之害,船上23人回家后,其中1人死亡,其余的成了残废。

 

2011年11月

Tegra3


    桌面级处理器其从双核到四核用了一年半的时间,而四核开始整整普及,时间久更长了。但是在移动处理器上,从双核到四核的时间大大缩短了。距离双核的Tegra2发布仅仅大半年的时间,以速度见长的NVIDIA又拿出了首款四核移动处理器——Tegra3。

    Tegra3处理器采用了40nm工艺制程vSMP架构。处理器部分不仅拥有四个最高工作频率1.5GHz的 Cortex-A9核心,此外还有一个频率为500MHz的协处理核心。虽然系统不会显示出协处理核心,但是它的作用却是非常的重要。当手机执行电话短信、邮件等简单应用时,Tegra3的四个主核心都会自动关闭,仅留下协核心运行。当运行比较复杂的应用,对性能要求较高的时候,就会自动启用主核心。这样的设计完全是为了应对在目前电池不够给力的情况下,四个核心带来的功耗增加的问题,实现性能和续航时间的共同提升。

    Tegra3的发布使得移动设备进入双核时代还不到一年,四核时代也开始接踵而至。各大厂商同样大力跟进,四核处理器逐渐成为手机、平板的标准配置。这次吃螃蟹的是华硕,在2012年1月发布了采用Tegra3核心的华硕Transformer Prime平板电脑。

    值得一提的是,在四核的浪潮中,国内芯片厂商也在迎头赶上,全志A31、瑞星微RK3188也逐鹿市场,并且推动国产平板也在朝着四核的方向发展。


2013年1月

三星 猎户座Exynos 5 Octa

代表机型:三星GALAXY S4


    号称是全球首款八核移动处理器,也是一款颇有争议的产品。三星 猎户座Exynos 5 Octa基于ARM的ARM big.LITTLE/Cortex A15架构,28nm制程工艺,虽然核心总数为八个,但却是由两个四核处理器组成,分别为1.8GHz的A15架构处理器和1.2GHz的A7构架处理器,这八个核心并不能同时工作。A15处理器负责处理整段的高负荷任务;A7处理器负责碎片化的轻量级任务。正是这个原因,三星 猎户座Exynos 5 Octa“假八核”的说法一直没有停止过。

    之所以猎户座Exynos 5 Octa要把A15和A7两种架构的核心协同工作,就是因为A15架构核心的功耗太高,会极大地缩短手机续航时间。而通过big.LITTLE技术,把A15的强悍性能以及A7的超高能耗比的优点都发挥出来,某种程度上算是一种妥协的做法。

    不过对于八核处理器,除了三星吃了一次有争议的螃蟹之外,其他厂商普遍表示兴趣不大。虽然2012年底有消息爆料称联发科会在2013年发布八核处理器,但是在MWC2013上,高通以及联发科的相关负责人不约而同的表示他们目前对八核心处理器没有任何的兴趣,而且消费者对此暂时也没有需求,所以短期内路线图上不会有八核心处理器诞生。

    

武器当量一年一个样

多核处理器性能的提升

    在短短的几年之内,移动处理器就走过了PC处理器十几年的道路,性能、核心数量都是成倍增长。所以就有用户好奇,现在主流的多核移动处理器,其性能究竟提升了多少呢? 

1945年 首颗原子弹“小玩意”

当量:1.9万吨

高通骁龙MSM8255单核

安兔兔跑分:CPU整数性能:612

            CPU浮点性能:250

    凭借着Cortex-A8架构优化而成Scorpion架构,加上1GHz的主频,高通骁龙MSM8255的性能在单核处理器中位列中上游,但就是这么一款处理器,在与双核的Tegra2比起来,差距非常的明显。

NVIDIA Tegra2

安兔兔跑分:CPU整数性能:1381

            CPU浮点性能:1089

    虽然频率与前面的高通骁龙MSM8255相同,都是1GHz。但是凭借着更先进的Cortex-A8架构,以及多了一倍的核心数量,安兔兔的跑分成绩中,在CPU整数性能上实现了一倍的提升,而CPU浮点性能的提升就更大了。可以说,从单核到双核,移动处理器的性能实现了质的飞跃。

1945年 广岛“小男孩”

当量:2万

德州仪器OMAP4430

安兔兔跑分:CPU整数性能:1044

            CPU浮点性能:1163

三星Exynos 4210

安兔兔跑分:CPU整数性能:1718

            CPU浮点性能:1308

    德州仪器OMAP4430、三星Exynos 4210与前面提到的NVIDIA Tegra2都是最早出现在市场上的双核处理器,这三款处理器核心部分都是Cortex-A9架构。但是通过成绩我们可以看出,核心频率对于性能的重要性,德州仪器OMAP4430和NVIDIA Tegra2频率同为1GHz,所以得分基本相同,但是1.2GHz的三星Exynos 4210成绩,明显好于前者。

氢弹研究:俄罗斯“大伊万” 

当量:5000万吨

NVIDIA Tegra3

安兔兔跑分:CPU整数性能:3870

            CPU浮点性能:3038

    升级到四核之后,移动处理器的性能再次大幅提升。与单核处理器相比,Tegra3的性能提升了五倍,与上代双核的Tegra2相比,Tegra3也有一倍的提升。只是四核处理器性能足够强大了,但对于目前主流的应用来说强大得已经过剩了,如何让应用跟上性能,这个问题越发的明显。

 
本文出自2013-05-13出版的《电脑报》2013年第18期 A.新闻周刊
(网站编辑:pcw2013)


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