手机的大脑——主流处理器的盘点 - 全文

　　目前市面上各种各样的手机冲击眼球，在这个硬件大比拼的年代，没个双核1.0G的处理器，你都不敢把手机拿出来，高通、TI、英伟达、三星等厂商的双核、三核乃至四核处理器逐渐在市场上流行起来，作为消费者我们应该怎么选择手机？那么多牌子的处理器我们又该怎么选择呢？下面我们来了解一下市面上流行的处理器

　　高通骁龙Snapdragon处理器

　　高通公司成立于1985年7月，成立之初主要致力于为无线通讯业提供项目研究、开发服务，以在CDMA技术方面处于领先地位而闻名。高通骁龙Snapdragon处理器是高通集团推出的手机芯片，由于具备处理速度快、功耗低、领先的无线通讯技术以及高集成度的特点，目前已经成为当下市场占有率最大的智能手机芯片组。

　　骁龙Snapdragon集众多功能于一身。

　　高通骁龙Snapdragon发展到现在，已经推出了四代产品，性能由低到高依次为S1、S2、S3、S4，每一代新产品的推出都具有更强的性能和更低的功耗。并且每一代产品都拥有不同的定位。

　　各代骁龙Snapdragon定位说明

　　高通骁龙Snapdragon S1

　　高通骁龙Snapdragon S1是针对当今大众市场的智能手机所开发的处理器，是全球首款达到1GHz主频的移动单核产品。采用了65nm工艺并集成Adreno 200图形处理器（GPU），代表型号为QSD8650/8250。QSD8650/8250采用的是Scorpion核心，主频为1GHz。Scropion是高通在Cortex-A8的基础上修改的。特点是在相同的频率下Scropion比A8节省30%左右的能耗，或者同功耗时，频率高25%。以后的S2、S3都是采用了Scorpion核心。 代表机型：HTC Desire。

　　高通骁龙Snapdragon S2

　　骁龙Snapdragon S2是高通公司是针对高端单核智能手机而设计的第二代处理器。其特点在于拥有最新设计和优化的多媒体子系统。S2全部采用45nm工艺制程，主频提升至1.4GHz，集成Adreno205 GPU，支持HSPA+高速网络，以及支持720p高清视频播放。并且功耗相比第一代处理器降低30%。第二代处理器代表型号为MSM8655/8255。代表机型：索尼爱立信LT18i和HTC Desire S。

　　高通骁龙Snapdragon S3

　　高通骁龙Snapdragon S3是运算速度高达1.5GHz的全球首款移动异步双核产品，用于高端双核智能手机。S3依然采用了45nm工艺，由于采用异步的处理方式，在能耗方面比其他的双核处理器会有比较明显的优势。S3集成Adreno 220图形处理器，支持使用Open GLES 2.0和Open VG 1.1技术的3D/2D图形引擎，支持1080p视频播放，最高可支持1600万像素摄像头。整体性能上提升了将近1倍。代表型号：MSM8260/8660。代表机型：HTC Sensation、小米手机、索尼LT26i。

　　Adreno性能提升

　　高通骁龙Snapdragon S4

　　高通骁龙Snapdragon S4是高通公司最新一代的处理器，采用了代号为Krait（环蛇）的全新架构，Snapdragon S4处理器是业内首批采用最新28纳米处理技术的移动处理器，在频率调节、功耗和尺寸压缩方面具有先天的优势。

　　骁龙Snapdragon S4拥有全新四核、双核及单核芯片组。此系列包括单核MSM8930、双核MSM8960和四核APQ8064，每个内核最高运行速度可达2.5GHz，较当前基于ARM的CPU内核全面性能提高150%，并将功耗降低65%。

　　高通骁龙Snapdragon S4集成了Adreno 225图形处理器。从上图我们可以看出，新的GPU比Adreno 220性能提升了50%，比Adreno 200性能提升了5倍。支持3D显示与1080p HD解码，支持3G和LTE多模信号处理。另外骁龙Snapdragon S4还加入了扩增实境功能，为全新的移动应用和服务带来新的机遇。

　　德州仪器

　　德州仪器（Texas Instruments），简称TI，是全球领先的半导体公司，为现实世界的信号处理提供创新的数字信号处理（DSP）及模拟器件技术。除半导体业务外，还提供包括传感与控制、教育产品和数字光源处理解决方案。德州仪器推出著名的OMAP系列手机处理器。

　　OMAP（Open Multimedia Application Platform）开放式多媒体应用平台是一种为满足移动多媒体信息处理及无线通信应用开发出来的高性能、高集成度嵌入式处理器。其中以OMAP 3430和3630最为人熟悉。TI OMAP系列处理器目前已经推出了五代产品。

 

　　德州仪器

　　OMAP™ 1处理器

　　2003年推出的OMAP1710处理器能够将各种移动应用的性能提高40%，而功耗仅为已有 TI 应用处理器的一半。OMAP1710处理器采用与所有OMAP芯片相同的软件环境，这使应用开发者和手机设计者能够完全基于当前软件进行再次使用和构建。该处理器被广泛应用于大家熟知的诺基亚手机上，代表产品有诺基亚6680、E70、N70、N73、N80、N90等众多机型。

　　OMAP™ 2处理器

　　2005年推出，德州仪器 （TI） 的 OMAP™ 2 处理器可为移动电话提供多媒体性能。利用TI久经验证的OMAP 2构架，OMAP2430采用高级IVA 2硬件加速器，与先前可用的解决方案相比，使移动电话的视频处理提高4倍，使图像处理提高1.5 倍。该处理器的高视频性能有助于进行高级编解码器算法，可使压缩比例更高，进而使得网络可以支持更多数据，为服务供应商降低了成本，并且有助于供应商部署创收服务，如手机至手机游戏。代表产品为：OMAP2430/2431、OMAP2420。代表产品为诺基亚N93、N95等。

　　OMAP™ 3处理器

　　TI的OMAP™ 3系列多媒体应用处理器推出了全新级别的性能，能在多媒体手持终端中实现如同笔记本般的效率和高级娱乐功能。OMAP 3设备可支持各个级别的手持终端，从入门级多媒体手持终端到高端的移动因特网设备（MID）。OMAP 3的主要特点为：1、将移动娱乐和高性能生产应用组合在一起。2、集成了先进的超标量 ARM Cortex-A8 RISC内核。3、采用45nm（OMAP36x）和65nm（OMAP34x）CMOS工艺技术设计。主要型号有OMAP36x0、OMAP34x0。代表机型为：摩托罗拉DEFY+、诺基亚N9。

　　OMAP™ 4处理器

　　OMAP™ 4 处理器专为智能手机、平板电脑和其它具有丰富多媒体功能的移动设备而设计，使用IVA 3硬件加速器，能够实现全高清1080p、多标准视频编码/解码，更快、更高品质的图像和视频捕捉功能，具有高达2000万像素的仿单反 （SLR-like） 成像能力。具有对称多处理（SMP）功能的双核 ARM® Cortex™-A9 MPCore™。集成的POWERVR™ SGX540图形加速器，可驱动3D游戏和3D用户界面。主要型号为：OMAP4430、OMAP4460、OMAP4470。代表机型：摩托罗拉里程碑3、三星I9100G。

　　OMAP5432

　　OMAP™ 5处理器

　　OMAP 5高级多核架构包含各种内核，其中包括 ARM®通用处理器、多个图形内核和多种专用处理器，用于平衡可编程性、性能和功耗。提供的两款OMAP 5产品旨在满足客户的不同需求。这两款设备都采用TI定义的低功耗28纳米制造工艺，同时拥有两个ARM Cortex-A15 MP内核处理器均具有高达2GHz的速度，两个ARM Cortex-M4处理器可实现低功耗负载和实时响应。OMAP5430适用于要求最小尺寸的产品（例如智能手机），支持双通道、LPDDR2 堆叠封装（PoP）内存。OMAP5432适用于移动计算和消费产品，它们要求更低成本，没有极端的尺寸限制，支持双通道 DDR3/DDR3L内存。

　　NVIDIA Tegra处理器

　　Tegra是NVIDIA公司于2008年推出的基于ARM构架通用处理器品牌（即CPU，NVIDIA称为“Computer on a chip”片上计算机），能够为便携设备提供高性能、低功耗体验。截止到现在Tegra一共推出了三代产品。

　　NVIDIA Tegra处理器

         Tegra系列

　　2008年2月11日，NVIDIA发布了用于智能手机与PDA平台的APX 2500应用处理器。该处理器集成了一个ARM处理器和一个显示核心。Tegra的首批产品有两款，分别是Tegra 600和Tegra 650，基于ARM11架构，APX 2500亦更名为Tegra APX 2500。集成的显示核心是基于GeForce 6，但加入对CUDA和双精度浮点运算的支持。APX 2500芯片的制程是65纳米，核心频率750MHz，并集成256KB的L2缓存。芯片亦内建GeForce核心，支援OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM11 MPCore架构，其低耗电设计，使手机可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支援720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支持HDMI 1.2和双显示输出。

　　Tegra 2系列

　　在CES2010展会上，NVIDIA发布了全新的Tegra 2平台，这是基于ARM核心的第二代Tegra平台。采用了最新40纳米技术的芯片的耗电量低于之前产品，双核ARM Cortex-A9 CPU可实现更快Web浏览速度、更短响应时间以及更高整体性能的全球首款移动双核CPU，而且还支持高清HD视频播放和HDMI接口。采用Tegra2处理器的代表产品有LG Optimus 2X，摩托罗拉Artix 4G、Xoom等。

　　NVIDIA Tegra处理器

　　Tegra 3系列

　　2011年11月9日，NVIDIA推出“全球首款移动四核处理器”Tegra 3，同样

　　采用台积电40nm工艺制造，四核心最高频率1.4GHz，单核最高1.5GHz，运算能力13800MIPS，是目前Tegra 2的3倍。其手机版本则可选四核或双核版本，支持1366x768分辨率屏幕。采用Tegra 3处理器的代表产品有LG Optimus 4X HD，中兴 Era等。

　　三星Exynos处理器

　　2011年2月，三星电子正式将自家基于ARM构架处理器品牌命名为Exynos。Exynos由两个希腊语单词组合而来：Exypnos和Prasinos，分别代表“智能”与“环保”之意。Exynos系列处理器主要应用在智能手机和平板电脑等移动终端上。另外，我们经常看到Exynos和猎户座这两个名词被放在一起讲。实际上该系列芯片的开发代号为Orion，中文就是猎户座的意思。而Exynos是其正式代号。

　　三星Exynos处理器

　　Exynos早期产品

　　熟悉苹果手机的朋友应该知道，苹果的前三代产品用的都是三星的处理器，S5L8900处理器首先应用于2007年发布的第一代iPhone上，其后也使用在iPhone 3G上，该处理器主频为412MHz，当时搭配的GPU是PowerVR MBX-Lite。
       
       Exynos 3系列

　　提起“蜂鸟”处理器想必大家不会陌生，他就是著名的S5PC110，使用在2009年推出的iPhone 3GS上，同时，魅族M9、三星P1000（Galaxy Tab），三星i9000（Galaxy S）等产品也是应用的该款处理器。S5PC110采用优化的Cortex-A8架构，它包含了32/32KB数据/指令一级缓存，512KB二级缓存，主频达到1.0GHz。拥有独立的硬解视频子系统PowerVR VXD370，支持H.264，VC-1，MPEG4等多格式视频格式 ，最高到1080P。同时内含HDMI1.3接口，能将手机移动产品下载或拍摄的多媒体内容传送到其它多媒体显示设备上进行播放。性能十分强大。

　　Exynos 4210结构图

　　Exynos 4系列

　　2011年推出的Exynos 4210是Exynos系列的第一款产品。Exynos 4210采用45 nm制程，拥有两枚主频为1.2GHz的Cortex-A9通用处理核心，拥有32/32 KB I/D Cache，1MB L2 Cache，并且集成ARM Mali 400 MP图形处理核心。在视频方面，Exynos 4210支持单路WXGA和双路WSVGA视频输出，支持HDMI v1.3a高清标准，可以拍摄1080p、30fps标准高清视频；Exynos 4210提供了6.4GB/s的内存带宽，支持LPDDR2/DDR2/DDR3内存。代表产品有三星 Galaxy Tab 7.7、Galaxy S II（i9100）、Galaxy Note，魅族MX等。

　　2011年9月发布的Exynos 4212在Exynos 4210的基础上再加改进：首先制程变为32nm，比起之前的45nm能够节省超过50%的能源。其次，虽然同样为Cortex-A9架构，但Exynos 4212主频升至1.5GHz，比起4210更为强劲，3D性能约为后者的2倍，可用在手机及平板电脑上。

　　Exynos 5系列

　　2011年11月，三星宣布了基于ARM Cortex- A15架构的Exynos 5250处理器。Exynos5250处理器采用32纳米工艺，双核Cortex-A15架构设计，工作频率2.0GHz，其内存带宽达到惊人的12.8GB/s，并可以来驱动高达WQXGA（2560x1600的）分辨率的显示设备，计算性能是三星1.5GHz双核Cortex-A9架构的Exynos 4210的2倍，3D性能则是现有产品的4倍。

　　联发科 MTK

　　介绍完国际大牌芯片厂商，接下来我们来说说国内的芯片厂商，MTK（联发科）是国内最大的解决方案提供商。专注于无线通讯及数位媒体等技术领域。公司提供的晶片整合系统解决方案，包含无线通讯、高解析度数位电视、光储存、高解析度DVD等相关产品。

 

　　

　　MTK联发科

　　MTK处理器最大的特点就是价格低廉，MTK主要针对的市场是千元级的国产手机或者“山寨”手机。MTK采用了比较落后的架构和制程工艺。所以相对于其他处理器芯片，性能上有一定的差距。不过好在价格非常低廉，为市面上千元以内的智能手机提供了有力的支持。

　　虽然MTK处理器的性能一般，但是为国产手机品牌的发展却带来了重大的影响。在MTK之前，手机用户接口，驱动，内置程序等基本都靠厂商自己编写，技术门槛很高。MTK解决方案出现以后，将主板、芯片、GPRS以及系统软件等整合在一起出售给手机厂商。这种方案可以使终端厂商节约成本，加速产品上市周期。

　　　

　　MTK芯片图片

　　MTK公司的产品因为集成较多的多媒体功能和较低的价格在大陆手机公司和手机设计公司得到广泛的应用。加上MTK的完工率较高，基本上在60%以上，这样手机厂商拿到手机平台基本上就是一个半成品，只要稍稍的加工，做个外壳，加上电池和屏幕，就可上架出货了。这也正是许多“山寨”手机都使用MTK的最主要的原因。 对于有一定技术研发能力的手机厂商，只要进一步调制，改变UI，也能做到相对个性化，用MTK高仿其他手机也成为可能。由此，基于成本与效率的要求，形成了国内特色的手机设计生产模式。

　　MTK并不是直接对口手机加工厂，下面还有很多很多的项目设计公司，他们就是主板的设计公司，通常由基带工程师，射频工程师，软件工程师，结构工程了等数十人构成的团队就能完成一个项目的设计，而一些大型的设计公司就是由很多这样的团队构成。他们利用MTK的平台，设计多种主板线路，但万变不离其宗，原理都是一样的，只是根据不同手机成品外观设计不同外观结构的主板形状，外围原件采用不同的型号规格组合，同一块主板可以设计出很多个软件，换上不同的外观壳体就变成了很多款手机。

　　总体来说，MTK解决方案价格低廉，性能够用。对手机性能要求不高的用户来说，是不错的选择。