如今人們買手機,都比較關心采用了什么CPU,因為CPU直接決定了這臺手機的性能,CPU之于手機就好比人的大腦,它是整臺手機的控制中樞系統(tǒng), 也是邏輯部分的控制中心。又相當于車的發(fā)動機,發(fā)動機越強勁,車子就跑得越快,同理CPU性能越強,手機運行起來也會越流暢,大型游戲高清視頻都不在話 下。
這里說的CPU并不局限于狹義的CPU,可以理解為一顆集成度很高的SoC。
一顆CPU的誕生需要很多廠商一起合作,需要的技術含量非常高,沒有一定的技術沉淀是沒法完成一個CPU的設計制作量產,市面上主流的幾家CPU廠商,它們的情況又是什么樣的呢?
手機的CPU總體上來說跟電腦CPU差不多,首先是要有相應的指令集、核心架構,接著就是設計,然后是制造,測試和封裝。
先從CPU指令集開始說起,指令集是一顆CPU誕生最原始的必要條件,簡單的說,就是吩咐CPU去做什么事情,給它下的命令。
目前來看,具有手機CPU指令集研發(fā)能力的就兩個公司:ARM和Intel。
ARM的ARMv5/ARMv6/ARMv7/ARMv8指令集
常見的芯片設計廠商例如蘋果、三星、高通、MTK、英偉達、海思等芯片廠商都是基于ARM指令集,占據(jù)了市場上百分之九十的市場份額。ARM是一個設 計芯片指令集和架構的公司,技術功底雄厚,它的使用的是精簡指令集(RISC),特點是指令格式統(tǒng)一,種類比較少,效率高。它不做CPU,只是把這些技術 授權給硬件廠商們,從中盈利。
Intel的X86指令集
大家對Intel的印象可能還停留在電腦CPU呼風喚雨的層面,如今,這個電腦CPU制造的大咖面對日益繁榮的智能手機芯片市場,也忍不住要發(fā)力了,兩年前開始涉足便攜終端的CPU市場。
英特爾有著非常雄厚的資金和技術實力,不僅有自主知識產權的指令集和架構,還具有CPU的獨立設計和制造能力,像ARM純粹是設計核心架構來授權獲 利,其他芯片廠則是獲得ARM的授權去設計或者制造,而英特爾這種得天獨厚的優(yōu)勢別的廠商無法比擬,不過就算如此,現(xiàn)階段它在手機CPU的市場的表現(xiàn)有點 力不從心,雖然有著牛逼的多線程技術,最新的產品還是一年多以前那顆凌動Z2580。
說完CPU的核心指令集,接下來就是核心架構問題。
除了Intel有這個實力去自主研發(fā)指令集,當然ARM自己也提供架構給廠商,也是授權的方式,但是有些廠商不甘于平庸,或者有特殊要求,實力也允許,就拿ARM提供的指令集,去研發(fā)自己的CPU架構。
ARM Cortex-A架構
ARM 是業(yè)界領先的微處理器技術提供商,提供最廣泛的微處理器內核,ARM牛逼的地方就在于它不僅有指令集,還有Cortex-A架構,像三星、MTK、英偉 達、海思都是用的ARM的指令集和架構,高通最新的驍龍810就是八核Cortex-A57+Cortex-A53。
高通Krait架構
高通(Qualcomm)是一家美國的無線電通信技術研發(fā)公司,他最擅長的還是它在基帶通訊方面,它的優(yōu)勢在于在手機處理器中把CPU、GPU和基帶 等打包在一起,驍龍之前也用ARM的Cortex架構,自從驍龍400、600、800、801、805后就一直用Krait架構,不過現(xiàn)在的810貌似 又要回到ARM的Cortex-A架構懷里了。
高通現(xiàn)在的市場占有率是最高的,這不出奇,手里握著一堆通訊專利,在CPU的性能和穩(wěn)定性方面應該是做的最好的,自主設計的Adreno系列GPU處理器性能出色,集成度非常高,研發(fā)省時省力,就是貴了點。
蘋果Swift&Cyclone
蘋果自從iPhone4開始,CPU就開始打上自家的名號,首次命名為A4,其實也是一款基于ARMv7指令集、Cortex-A8架構設計的 CPU,到了iPhone5的A6開始,就自己設計了Swift架構,采用ARMv7-A指令集,性能介于Cortex-A9和Cortex-A15之 間,到了A7首次使用64位ARMv8架構的Cyclone,如今的A8處理器,性能更加強勁,得益于第二代出色的Cyclone架構設計,專門針對 iOS單線程優(yōu)化,即使參數(shù)不漂亮,但是也達到了理想的性能并保證了足夠低的功耗。
除了高通和蘋果有過自己架構外,像三星、MTK、英偉達等都是拿ARM現(xiàn)成的方案
三星半導體
三星半導體在CPU方面的實力也是不賴,早期蘋果的CPU都是采用三星,雖然沒有設計指令集和架構的技術,但是它更像一加傳統(tǒng)的半導體公司,它有自己 的制造工廠,自己設計自己制造,只是集成性方面沒有高通那么全面,由于三星手機出貨量大也算是自給自足,偶爾還賣一部分給別人。
制造工藝方面值得肯定,蘋果CPU一直是三星代工,據(jù)說A8處理器的訂單被臺積電搶去了,Exynos5430是世界上第一款20nm制程的處理器, 下一代有望采用 14nm工藝,只是三星處理器目前沒有集成成熟的基帶、GPS、WIFI等模塊,開發(fā)難度較高,這也讓一部分手機廠商望而卻步。
MTK
MTK算是芯片界的一匹黑馬(其實也不算黑馬,只是近年來知名度高一些),發(fā)家于山寨機風行的年代,但是近些年不斷的努力,穩(wěn)扎穩(wěn)打,漸漸拿出了不少好的產品,也逐漸擺脫了山寨低廉的印象。
MTK是個單純的芯片設計公司,它沒有工廠也沒有自己知識產權的架構等,但是它芯片的集成度僅次于高通,集成了基帶、ISP、GPS、WIFI等電源管理模塊,功耗控制理想,最主要還是價格實在。
MTK是一家有著工程師思維且實在的芯片廠,宣傳推廣方面有待加強,從產品的命名上面也難一眼分出高低端,近來拿出的MT6595一度在跑分上占據(jù)鰲頭,不管如何,MTK算是唯一一家能夠與高通霸主抗衡的廠商吧。
英偉達
英偉達擅長的圖形處理芯片,近幾年才參與手機cpu的開發(fā)和制作,如Nvidia Tegra系列,Tegra 4就用在了小米3上面,強處在于GPU,跑分雖不錯,但功耗大是一個問題,最新的Tegra 1也因功耗太大,只適用于平板。
英偉達在CPU方面是一個后來者,自從推出Tegra 4這顆手機芯片后一年多了,還未見其新芯片亮相,是否是曇花一現(xiàn)的試水之作也難以捉摸,可見這個市場沒有一定的技術沉淀,很難獲得市場,因為已經(jīng)有足夠優(yōu) 秀的競爭對手,強大如Intel也沒能快速獲得市場,何況英偉達。
海思
海思半導體稱得上本土芯片的佼佼者,依靠華為在手機市場的份額,也可以在手機處理器市場分一杯羹,麒麟928的表現(xiàn)也算是可圈可點,自給自足不受牽制于供應商,還真有點令人羨慕。
手機CPU這些事,現(xiàn)在看來高通仍舊是春風得意,雖然高高在上的感覺讓人有點不爽;三星是顆好苗子,就是有點自娛自樂,羈傲不遜;MTK從低端開始站 穩(wěn)腳跟,是否能夠完成蛻變,獲得更多認可呢?蘋果一身本事,但不食人間煙火;英偉達則步履維艱,海思在自己的一畝三分地里也還可活得滋潤。
還有一些曾經(jīng)熟悉,現(xiàn)在遠去的背影:德州儀器、馬維爾、意法半導體……