1 cpu
1.1概述
目前,智慧型手機多採用以arm為代表的risc架構cpu,而中高階手機多採用arm v7架構的cpu。
arm公司一直致力於32位risc cpu開發,其設計的微處理器結構已經從v3發展到現在的v7。arm v7架構是在arm v6架構的基礎上誕生的。該架構採用了thumb-2技術,它是在arm的thumb**壓縮技術的基礎上發展起來的,並且保持了對現存arm解決方案的完整的**相容性。thumb-2技術 比純32位**少使用31%的記憶體,減小了系統開銷,同時能夠提供比已有的基於thumb技術的解決方案高出38%的效能。arm v7架構還採用了neon技術,將dsp和**處理能力提高了近4倍。並支援改良的浮點運算,滿足下一代3d圖形、遊戲物理應用以及傳統嵌入式控制應用的需求。此外,arm v7還支援改良的執行環境,以迎合不斷增加的jit(just in time)和dac(dynamicadaptlve compilation)技術的使用。
cortex系列處理器是基於arm v7架構的,分為cortcx m3、 cortex r和cortex a三類。arm cortex m3處理器是為儲存器和處理器的尺寸對產品成本影響極大的各種應用專門開發設計的;arm cortex r系列處理器目前包括arm cortex r4和arm cortex r4f兩個型號,主要適用於實時系統的嵌入式處理器;而arm cortex a8處理器是一款適用於複雜作業系統及使用者應用的應用處理器。cortex a8是arm公司有史以來效能最強勁的一款處理器,主頻為600mhz到1ghz,在65奈米工藝下,其功耗低於300毫瓦,而效能卻高達2000mips。
目前市場上主流的中高階android手機所採用的arm v7 cpu主要由三個廠家提供,即德州儀器(ti)的omap 3430/36x0系列,三星系列和高通(qualcomm)的sanpdragon(msm7230/8225/8255等)系列。
1.2omap3系列
ti購買了arm cortex a8的生產執照,沒有任何修改就投產,產品即omap3系列cpu。omap3系列cpu多見於moto推出的android智慧型手機和iphone 3gs手機。omap3系列中常見的cpu為omap3430和36x0(3630/3640)。omap 3430(l1 64kb,l2 256kb,支援256m ddr)是業界第乙個運用arm v7指令集的cpu,它完全採用arm公司提供的cortex a8構架,沒有修改,所以推出產品的速度很快),正因為是第乙個採用新構架的cpu,所以效能比原先的arm 11構架的u提高很多,一般認為同頻下arm 7效能是arm 11的200%(諾基亞目前的旗艦機n8仍在使用600mhz左右的arm 11構架cpu,htc早期的g1,g2,g3這些也使用arm 11構架的cpu)。omap3430採用65nm製造工藝,最高只支援256m的ddr2 ram。
omap 36x0最大支援支援512m ddr2 ram,也採用cortex a8架構,它和omap 3430的區別在於採用了45nm工藝,使得其具有更高的頻率和更小的耗電和發熱量。
omap3系列的cpu最大特點在於具有很強的超頻能力,但功耗控制較差。例如omap3640的主頻為800mhz,但應用於moto的milestone2和droid 2手機上時被硬性超頻到1ghz,omap3640的設計頻率為1ghz,但應用於droid2國際版時被硬性超頻到1.2ghz。
omap 3430和omap 36x0都採用powervr sgx 530作為gpu,不過因為65nm工藝的cortex a8架構無法解決功耗問題,所以ti在刻意控制omap 3430頻率的同時把sgx 530的頻率也降低了(sgx 530設計頻率是200mhz, omap 3430裡面的sgx 530頻率只有110mhz),這個也是為什麼moto的milestone和蘋果的iphone 3gs都採用omap 3430 cpu,但前者遊戲顯示效能不如後者的原因。
1.3三星系列
三星同樣購買了cortex-a8的生產執照,但是聯合蘋果進行了修改,製造出以s5pc110代表的arm cpu。s5pc1000多見於三星智慧型手機(如i9000,s8500)和魅族m9。該cpu是目前cortex a8構架中顯示效能最強的cpu,它同樣採用了cortex a8的構架,只是修改了晶元內部的核心的排布,減少了面積(蘋果iphone 4用的a4 cpu(即s5pv210)構架和s5pcc110差不多,但是簡化了不需要的元件,另外把二級快取提高到了640kb,提高了效能和減少了功耗)。
1.4snapdragon系列
高通只購買了arm cortex 8指令集,再次基礎上自行重新設計出snapdragon架構,其實際效能比同頻的cortex a8 cpu高5%左右,而且功耗和發熱控制的較好。snapdragon 8x50 cpu採用adreno系列gpu,內建dsp支援720p h.264硬解碼(其他格式需軟解碼)。
snapdragon系列cpu包括:
第一代產品:擁有1ghz增強核心的qsd8x50
第二代產品:擁有1ghz增強核心與多**優化的msm8x55與擁有1.3ghz增強核心的qsd8x50a
第三代產品:配備1.2ghz 增強核心的msm8260(小公尺的8260是高電壓版,1.5ghz並非超頻)與msm8660,以及配備1.5ghz 增強核心的qsd8672,三款產品均為雙cpu架構。
snapdragon的一大優勢在於其高整合度策略,即將移動通訊、寬頻連線、多**處理等功能(如cdma2000 1x ev-do、wcdma(umts)/hsdpa/hsupa、廣播電視和多**、wi-fi、藍芽以及gps採集)整合在單一晶元中,為手機廠商提供了一體化的解決方案,同時也大大縮小了手機的體積並降低了功耗。
2 gpu
2.1概述
目前中高階智慧型手機的主流gpu主要分為兩大系列,即英國imagination公司powervr sgx系列和高通(qualcomm)的adreno系列(高通購自amd的imageon)。兩大系列中主要型號的gpu效能引數如下:
型號多邊形生成速率(萬個/秒)
畫素填充速率(億個/秒)
代表機型
sgx530
1400
5moto milestone, moto milestone2
sgx535
2400
5iphone4, ipad
sgx540
2800
5samsung i9000, 魅族m9
adreno130
4000.53
htc hero
adreno200
2800
1.33
htc desire, htc hd2, 聯想樂phone
adreno205
4500
2.45
htc desire z, htc desire hd
adreno220
88005小公尺
其中,powervr sgx系列gpu多與德州儀器(ti)的omap3系列和三星的cpu搭配,adreno系列gpu只與qualcomm自家的snapdragon系列cpu搭配。
3 主流機型硬體配置對比
下表不一定全面和準確,僅供參考
機型cpu
主頻工藝
gpuram
通訊制式
google nexux s
s5pc110
1ghz
45nm
sgx540
512m
wcdma/wimax
htc desire hd
msm8255
1ghz
45nm
adreno205
768m
wcdma/edge/gsm
htc desire z
msm7230
800mhz
45nm
adreno205
512m
wcdma/edge/gsm
htc desire s
msm8255
1ghz
45nm
adreno205
768m
wcdma/edge/gsm
htc incredible s
msm8255
1ghz
45nm
adreno205
768m
wcdma/edge/gsm
samsung i9000
s5pc110
1ghz
45nm
sgx540
512m
wcdma/edge/gsm
a41ghz
45nm
sgx535
512m
wcdma/edge /gsm
moto milestone2
omap3630 1ghz
45nm
sgx530
512m
wcdma/edge /gsm
moto defy(me525)
omap3610 800mhz
45nm
sgx530
512m
wcdma/edge/gsm
魅族m9
s5pc110
1ghz
45nm
sgx540
512m
wcdma/edge/gsm
樂phone
qsd8250
1ghz
65nm
adreno200
512m
wcdma/edge/gsm(也有cdma2000和td版)
智慧型手機回歸硬體之爭
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