主流四核移动处理器解析 - 全文

　　移动设备的硬件可谓一年一个台阶，从去年双核刚刚普及之后，今年四核就成为了市场的宠儿，继全球首款四核手机HTC One X上市之后，相继又有像三星GALAXY SIII、魅族MX四核版等多款四核手机面世。而各家对于旗下四核芯片的态度也大相径庭，都在说自己的技术是多么多么高端，自己的产品是多么多么成熟，而真的是这样吗？下面我们就来对目前市面上已经有的或者已经成型即将发布的四核芯片做一个解读，希望能帮助用户更好的了解四核芯片。

　　架构

　　再解读四核芯片之前，首先要来明确一下产品的底层构造。目前市面上已经上市的四核芯片有两款，分别是Nvidia的Tegra 3和三星的Exynos 4412，同时还有高通已经成片但还没上市的APQ8064以及流言中的MTK MT6588。这四款产品均采用了ARM公司提供的Cortex-A架构开发而来。Cortex-A是一系列V7指令集产品的集合，包括了A5、A7、A8、A9、A15，性能随着数字的变大而增强。而上面提到的四款四核芯片， MTK MT6588采用了Cortex-A7四核架构，Tegra 3和Exynos 4412采用了A9架构，而高通的APQ8064采用的是基于A15构架二次开发而来的Krait架构，从架构情况来看，MTK更趋向于高性价比，这符合其市场的定位，而NV和三星均采用了技术更加成熟的A9架构，高通则倾向于更高性能的A15。

　　从大方向来讲，高通的APQ8064更加先进，毕竟采用的是ARM公司全新的A15架构开发而来。不过目前芯片厂商对于四核的看法不一，像***联发科（MTK）这样的企业认为价格才是王道，因此选择廉价四核产品，这样的芯片真实性能或许还不如高端的双核芯片，但是价格优势会非常明显。

　　四核解析之Nvidia Tegra 3

　　英伟达（Nvidia）的Tegra 3是全球首颗量产的四核处理器芯片，这颗芯片采用了A9架构，单核最高达到1.5GHz，台积电40nm工艺制程，跟上一代产品Tegra 2制程相同，相比目前已经成片的另外两款四核处理器三星4412和高通APQ8064来说，Tegra 3的制程是最落后的，只有40nm。我们都知道，制程越小，单位面积内包含的晶体管数量也就越多，因此制程越小，处理器的整体性能也会越强大，控制电量的成本也会更低。而从目前看来，Tegra 3只能算的上是Nv试水四核市场的敲门砖级产品，性能上没有优势可言。

　　不过Tegra 3上采用的节电技术与众不同，众所周知目前手机的续航时间受电池技术的拖累变得越来越短，因此更耗电的四核芯片如何能保证手机的续航时间成为所有芯片厂商关注的焦点。Nvidia在Tegra 3上首次提出了4+1核心的概念，一个CPU内部，除了有四个主要用于性能工作的核心之外，还有一个从属的核心，也就是4+1里面的1，这颗从属核心可以在手机待机、电话、短信等基础作业的时候工作，由于其最高频率只有500MHz，因此可以大幅度降低能耗。

　　图形处理器上，Tegra 3采用了GeForce ULP，相比自家上一代的图形处理器，在处理单元上，从上一代的8单元增加到了12单元，官方提供的数据是性能提升500%，不过实际测试中这颗GPU的性能实际提升幅度并没有标称值高，当然这需要一个合适的驱动程序。

　　目前使用Nvidia Tegra 3处理器的手机有HTC One X、LG Optimus 4X HD、天语大黄蜂II。

　　四核解析之三星Exynos 4412

　　三星Exynos 4412是全球第二款出货的四核心处理器，和Tegra 3一样，4412也采用了A9架构，单核达到1.4GHz，HKMG 32nm工艺制程。从制程方面来说，已经突破了40nm大关，从性能上相比Tegra 3有着显著的提高。而32nm带来的最显著的提高是能耗方面，在之前45nm的4210时代，待机能耗成为了三星的致命伤，但是将架构更新到32nm之后，这个问题得到了较大的改观，按照官方的说法，能耗问题被减小的20%。而4412支持的内存是双通道LPDDR2 1066，这相比仅有单通道LPDDR2 1066的Tegra 3来说要好很多。

　　和Tegra 3一样，4412也被看作是三星从成熟双核向成熟四核过度的产品，去年的11月，三星电子发布了全新的Exynos 5系列处理器，采用了更出色的ARM Cortex-A15架构打造，不过制程依旧是32nm。

　　图形处理器方面，三星4412搭载的是经过“超频”的Mali-400MP，相比双核上的Mali-400MP，4412上已经将原先的核心频率从之前的266MHz升级为400MHz，从而实现了图形处理能力50%的提升。不过这颗图形处理器有一个很大的缺点，就是兼容性一般，这主要是由于支持的纹理单一。并且不兼容许多主流特效造成的。而兼容性问题会在一些大型游戏中得到体现。

　　目前使用三星Exynos 4412处理器的手机有三星GALAXY SIII、魅族MX四核版、联想K860。

　　四核解析之高通APQ 8064

　　高通是本文中介绍的三款四核处理器中最晚成片的，迄今为止还没量产出货，而高通官方发言人称这颗处理器会在9月全球铺货。而这颗迟来的四核处理器性能却不一般，采用了高通开发的ARM授权类似Cortex-A15的Krait架构，单核达到1.5-17GHz，最高可达2.5GHz，28nm工艺制程，从基本参数来看，8064显然要比上述两颗处理器的工艺更加先进。

　　能耗方面，根据官方描述称，Krait架构在性能上等同于Cortex-A15，但是在能耗方面更低，而8064采用的异步四核技术，能根据手机运行程序的情况自动增加或减少内核工作数量，从而达到降低能耗的目的。官方数据显示，相比第一代Scorpion架构，Krait在能耗上降低了65%。

　　图形处理器方面，APQ 8064采用的Adreno 320 GPU是高通Adreno系列GPU中目前最先进的产品，据官方称它能提供和微软XBOX 360或者索尼PS3相仿的图形处理能力，这也就是为什么小米在发布米2的时候声称小米手机图形处理能力强过XBOX的原因。而由于没有真实测试，只能根据官方数据阐述，高通称Adreno 320的图形处理能力将是第一代Adreno的15倍。

　　目前使用高通APQ 8064处理器的手机有小米二代。

　　性能比对

　　而在性能测试方面，我引用了外媒测试的数据，同时也放出一张自己亲身测试的高通APQ8064开发机的跑分测试图，如下：

　　从成绩来看，NV的Tegra 3和三星的4412其实从性能上差距并不大，还没有达到不可逾越的程度。但是相对于采用28nm，A5架构的高通APQ 8064来说，成绩已经和前两者拉开了不小的距离，这也能看出28nm、A15构架与A9构架32nm以及40nm的差距是非常明显的。

　　不过由于没有测试样机，我无法测试待机以及发热量等状况，需要等待小米二代上市之后再进行测量。

　　总结

　　其实除了上述这三颗处理器之外，四核芯的处理器还包括了华为海思的k3v2、MTK 6588以及TI的OIMAP 5系列产品，但是他们目前不是没有任何官方数据以及真机体验就是还处于研发阶段，因此没有出现在本文中。四核已经成为未来移动设备核心技术发展的趋势，尤其是以Android为首的一些产品，包括手机，平板，笔记本以及智能电视等等，而高性能的芯片技术将推动移动终端智能化的进程，当然在这之前需要解决的是性能和能耗这一对永恒的矛盾问题。