群雄争霸——主流手机处理器格局浅析

强尼

无论桌面还是移动，处理器无疑是驱动所有结构工作的核心动力；在移动领域除了ARM这个家长在为需要高性能低功耗的嵌入式领域设计规范之外，高通、NV、三星以及新晋Intel都积极的在此规范之上、依靠自己在计算、通信、图形各个领域的经验长处打磨着专属自己的处理器平台。

几年的争斗催生了移动领域以远大于PC领域的前进速度诞生着新品，当然其中有的叱咤风云有的黯然离场有的后来居上；对不同平台的选择也直接影响到你在用手机时所看重的应用场景——究竟是偏重多核的性能、寡核的功耗表现，还是GPU的游戏表现——于是如今的移动市场又被怎样的格局划分，或许应该成为你所应该知道的一部分。

雄霸90%以上份额的ARM阵营

俗话说一流的公司卖标准，在手机芯片领域ARM就是以这样的身份存在的；除了刚刚商用并不算久的Intel Atom平台（智能手机领域的Atom），我们所见到的智能手机处理器几乎都源自ARM所设立的标准。ARM公司通过出售芯片技术授权，建立起新型的微处理器设计、生产和销售商业模式，并将其授权给世界上许多著名的半导体、软件和OEM厂商（后面提到的高通、NV等），每个厂商得到的都是一套独一无二的ARM相关技术及服务。也就是说不卖产品，只卖配方。

相比PC平台，移动领域所需要的计算并不复杂，因此ARM的优势就在于利用精简指令集RISC在有限的手机硬件上实现性能和功耗的双丰收；这也正是一直沿袭CISC复杂指令集的Intel在移动领域所望其项背的地方，Atom也在一直被质疑功耗对于手机平台来说过大。

整个ARM的体系非常之庞大，智能手机所涉及到的主要是基于ARMv7A指令集设计的Cortex-A5、A7、A9以至A15架构。目前A15的双核处理器由三星首次推出，而四核首次露面则是NVIDIA的Tegra4，代表着目前最高性能的A15还未大面积出现。而对于未来ARM也已经公布了基于ARMv8 64位指令集的第一套处理器“Cortex-A50系列”，并且剑指企业级服务器领域。

四系列覆盖 高通骁龙处理器

高通的骁龙系列如今应该是个机友圈家喻户晓的名字，即使你对此一无所知，那么去年末今年初“5英寸四核1080p”旗舰机的大肆轰炸也应该让你知道所有的平台都采用的是高通骁龙Krait架构的S4 Pro APQ8064。

不同于多数厂商采用的标准ARM Cortex架构，Krait是高通在ARMv7-A指令集的基础上自主设计的、采用28纳米工艺的全新处理器微架构。能够实现每个内核最高运行速度可达2.5GHz，较高通第一代的Scorpion CPU微架构在性能上提高60%以上，并将功耗降低65%。

高通骁龙平台特色

如今骁龙所独有的Krait架构的特点在于将微架构设计为异步对称式多核处理器系统（aSMP），相比当前的同步SMP架构，在aSMP中每个内核都拥有独立的时钟、电压和二级缓存，这使每个CPU内核都能够根据处理的工作类型，以最有效的电压和频率运行，从而获得最佳功耗。

此外，高通平台的特色还在于SoC出色的All-in-One整合能力和为低端市场提供的QRD方案——其中整合能力表现为将CPU、GPU、3G/4G移动基带、gpsOne引擎、视频解码支持、显示屏支持、摄像头支持等统一整合到SoC当中。

高通骁龙重点产品对比

高通平台目前在中高端智能手机领域非常普遍，200/400/600/800系列的划分直接对应了从入门到旗舰级别的各个类型平台。在新的系列命名之前广为流行的还是骁龙S4系列，从Play到Prime分别定位低中高端，除Play系列采用Cortex-A5架构之外，其他均采用自由的Krait架构，并且均为先进的28nm制程。

而且去年底以来Android阵营的旗舰机都采用了骁龙S4或600系列的处理器，甚至蔓延到了Windows Phone 8系统以及新诞生的Blackberry 10系统，诺基亚920、HTC 8X等以及黑莓Z10均以骁龙MSM8960作为处理器。

高通骁龙平台代表手机

高通的地盘奇大，明星机型因此众多；不过其在中国市场打开名声很大程度要归功于小米手机的影响力；跑分神器让人了解了当初MSM8260的性能长处，小米手机2更是采用了S4 Pro级别也就是后来驱动很多5英寸四核1080p进行的APQ8064。除此以外，诺基亚的Windows Phone从800开始就以骁龙S2的8255作为处理器，到920时代仍然沿用双核8960。

骁龙系列最近一次的爆发，当然要数去年底HTC Butterly的推出所引起的各品牌5英寸、四核、1080p屏幕旗舰机的层出不穷，随后OPPO Find 5、索尼Xperia Z、LG Optimus G Pro等等纷纷以非常相似的硬件配置登场，而它们背后正是骁龙S4 Pro处理器的支持。

独特4+1结构 NVIDIA Tegra处理器

如果说高通的传统在于无线通信，那么NVIDIA是大家熟知的PC时代的图形专家；Tegra是NVIDIA于2008年洞察到移动领域的巨大潜力，而适时推出的基于ARM构架通用处理器品牌。

“4+1”协处理器

自从Tegra3起，NVIDIA开始在Tegra处理器当中采用为功耗考虑的独特“4+1结构”，特色在于在“动态待机”（即运行后台进程）和音乐、视频播放这种低负载任务时，全部四个主核心皆关闭节能，仅留下协核心运行。而在运行需要更高性能的应用时，则按需逐个开启主核心，同时关闭协核心。

GeForce ULP

另外GeFroce ULP的加入让Tegra平台从2代开始拥有独享的NVIDIA专用游戏专区TegraZone，专门的优化使得Tegra平台游戏具备分辨率更高的纹理、高动态范围（HDR）照明、各种镜头光晕和更加绚丽的爆炸效果。

NVIDIA Tegra重点产品对比

Tegra2已经渐渐离我们远去；不过采用双核Cortex A9架构、最高主频可达1.2GHz的Tegra2平台还是给我们留下了不少代表作为，诸如LG Optimus 2X，摩托罗拉Artix 4G、Xoom，宏碁A500，华硕 Eee Pad TF101，戴尔Streak 10 Pro等等。

至2011年移动领域首款四核处理器Tegra3诞生，Tegra3（代号“Project Kal-El”）采用了独特的4+1结构，内置一个协处理核心，NVIDIA将这种架构称为vSMP（可变对称多处理，Variable Symmetric Multiprocessing）。而全球首个四核Cortex-A15架构的处理器Tegra4在今年CES上面发布，采用了和Tegra3同样的4+1设计，配有72颗GeForce GPU核心，使用28nm制程，据称在显示性能方面是Tegra3的六倍。虽然没有成品的推出，但是开发平台泄露的种种数据表明Tegra4无论综合性能还是图形性能都有十分的潜力。

除了Tegra4，NVIDIA也在今年3月公布了远至2015年的移动平台路线图。其中代号为Logan（或者Tegra 5）的平台将采用Kepler架构GPU，引入CUDA 5.0并且弥补Tegra 4并不支持OpenGL 3.0的遗憾而直接支持OpenGL 4.3。据悉Tegra 5将会带来并行计算、曲面细分、计算着色器、几何着色器等等全套高级特性。

NVIDIA Tegra平台代表手机

除了Tegra2时代的摩托Atrix 4G以及Xoom平板等，伴随Tegra3处理器出现的首款四核并以拍照为特色的HTC One X让更多人认识到这一平台；随后中兴U950、U986，LG Optimus 4X HD等智能手机，以及谷歌的Nexus7平板，微软的Windows RT系统平板Surface也采用了这一平台。可能你会听到某些产品采用“5核”这样的宣传策略，其实就是指的Tegra3。

GALAXY银河闪耀 三星Exynos平台

三星自从GALAXY系列智能机诞生就势如破竹的统治了大半个Android市场，于是自家推出的Exynos平台也越来越为更多人所熟知；首款Exynos品牌的产品为4210，拥有两枚主频为1.2 GHz的Cortex-A9通用处理核心，拥有32/32 KB I/D Cache， 1 MB L2 Cache，并且集成Mali-400MP GPU。它应用于当初大红大紫的GALAXY SII和GALAXY Note，以及魅族MX。

三星Exynos平台特色

说起来三星的Exynos并无太多突出的特色，既无自己设计的架构、又没有“4+1”这样的协处理模式；不过它的强大性能以及稳定性和所采用的Mali GPU良好的兼容性也堪称低调内敛的优势，正是凭借这些才默默捧红了三星GALAXY系列的二三四代机型。

三星Exynos平台重点产品

正式沿用Exynos品牌之后，继上面提到的4210之后，三星GALAXY S3诞生时带来了四核Exynos 4412，Cortex-A9架构，32nm HKMG制程，支持双通道LPDDR2 1066。Exynos 4412四核处理器仍然集成Mali-400MP GPU，但三星公司已将这颗图形处理器主频由此前的266MHz提升至400MHz。应用于S3以及后来的Note II。

向来站在硬件配置顶峰的三星今年带来了Exynos Octa——首个基于ARM big.LITTLE架构的双四核心处理器，采用四核Cortex-A15代表“超高性能”的集群和四核Cortex-A7代表“功耗节省”的集群组合；综合表现方面据官方称将比上一代Exynos处理器性能提升70%，而功耗可以下降20%。

三星Exynos平台代表手机

Exynos处理器目前除了三星GALAXY SII/S3以及Note/Note II等在用之外，还有魅族MX、联想K860等产品使用，不过并不采用Exynos品牌命名；虽然并没有太多像之前两家亮眼的技术加入，但是整个平台由于采用的是Mali-400MP，除了性能表现之外游戏兼容性还是很不错的，就实际测试来说不太经常会出现其他平台常见的游戏场景贴图错误。

借性价比遍地开花 联发科MTK平台

顶着山寨之王帽子的联发科在智能手机时代虽然依旧在中低端徘徊，但是却依靠高性能低功耗低成本的策略抢占了非常大的市场，2012年6月MT6577才刚发布，而就2012年的千元机市场来说就几乎无一不MT6577。

联发科2011年9月推出第一款面向智能手机设计的处理器——MT6573，2012年2月份推出基于Cortex-A9架构的MT6575，主频首次达到1GHz，6月份推出双核Cortex-A9架构的MTK6577。

联发科MTK平台特色

“双核Cortex-A9、频率1.0-1.2GHz、PowerVR 531、支持1280x720分辨率屏幕”的组合，还有双卡双待的标配，看起来对于新手来说还算够用，不得不说联发科的出现对于中国市场庞大的功能机用户 向智能机转型的趋势起到了很大作用。也许手握三星苹果HTC这些品牌高端机型的用户看不上这样千篇一律的路数，但是确实有用。

于是乘胜追击的联发科推出了四核产品MT6589，内置四个Cortex-A7架构核芯，集成PowerVR SGX544图形处理器，支持720p（1080×720像素）的屏幕、1300万像素摄像头和1080p视频播放。虽然达到四核水平但目前来看整体性能 相比其他四核并无太多亮眼之处，或许还需要价格来打天下。

联发科MTK平台代表机型

至于采用MT6577或者MT6589平台的就比较好认了，目前采用的品牌也都非常多，多为国产，一般以双核1GHz或者1.2GHz作为宣传并且不怎么突出处理器品牌的一般就非MTK莫属。虽然身份并不是太高，但是稳定性与性价比还是很合适的。

不食人间烟火的苹果A系列平台

苹果向来是个奇葩，虽然嘴上毫不强调硬件性能，但是背地里总能把iOS优化的在怎样的硬件上都无比流畅；大多数时候甚至单核800MHz所实现的流畅度都成了Android阵营双核甚至四核产品的秒杀对象。苹果此前的处理器都来自于三星，但毕竟处理器是整个硬件平台的核心，为了避免泄露太多的技术细节苹果也招兵买马开始自己设计芯片。

于是iPhone 4得以搭配A4处理器诞生，仅仅单核水平、工作频率固定在1GHz（iPhone 4为800MHz）的iPhone 4的流畅程度目前依然是许多Android产品所无法比拟的；随后推出的A5处理器可以自行改变运行频率，并且从Cortex-A8架构提升至A9，采用双核配置。

当然更让我们惊讶的还是双核CPU+三个GPU核心的A6这颗奇葩，虽然基于ARMv7指令集，但A6是苹果第一款非标准ARM架构处理器，全手工排布使得A6处理器为iOS系统做出更多优化，从而获得了更好的性能较之A5处理器。A6处理器性能是前者的两倍，而在实际使用阶段，配备A6处理器的iPhone 5应用加载速度更快，Pages加载速度达到之前的2.1倍，Keynote加载速度也有之前的1.7倍。

不过话说回来，在苹果这样软硬件一家包揽的世界里，单纯讨论硬件性能是没有什么意义的；按照苹果的逻辑不会一味扩张性能，而是要在性能、功耗以及iOS的用户体验三方面寻求权衡；对于苹果什么也不必猜测，只需要等待一个个惊喜。

跨行后起之秀 Intel X86平台

抛开庞大的ARM阵营，移动领域还有另外一位重量级选手——Intel。就年龄来说，Intel算是新人；可是就资历和经验来说可一点儿都不年轻。Intel在智能手机的平台让我们所熟知来自于与联想共同推出的K800，随后采用升级版——Atom Z2480单核2GHz处理器的摩托罗拉MT788真正大放异彩，打破了长久以来单纯论“核战争”的局面——你有多核我有单核多线程，还要算跑分？单核秒杀你绝大多数双核，由此x86与ARM的战争也逐渐拉开。

超线程、睿频、Smart Idle

虽然在核心数上并不占优，但是Intel Atom处理器支持PC上才有的超线程技术，确保处理器能并行执行两个指令线程，以单核模拟双核环境，实现了当前多任务环境下的性能和系统响应能力。实际的性能测试也显示它在核心方面足够具备以一敌二、以二敌四的能力。

除此之外，睿频技术的采用使得处理器能够动态突破到更高的性能，让智能手机能按照需求提供更高的性能，并优化功耗。额外的Smart Idle Technology技术可以让CPU核心和处理器其他部分关闭时，操作系统依然保持待命的开启状态。

既然性能不是问题，大家选择Intel平台所存在的顾虑就可能是由于x86与ARM所采用的指令集的不同，造成为ARM设计的Android系统当中的应用程序无法在x86上面正常运行。其实X86平台已经为此做出了不少努力，通过BT转换将ARM指令转换为X86可以识别的形式再进一步执行。

Intel X86平台代表手机

作为为国内用户所熟知的联想首部Intel X86架构处理器的手机K800，拥有1.6GHz主频，单核性能表现彪悍直逼主流双核处理器水平，也可以兼容大多数应用；但当时来说对于游戏的兼容性尚且不够完善。此后推出的摩托罗拉MT788则更加成熟，而在我们之前做过的很多测试当中，Atom平台的产品无论性能还是功耗都足够让人满意。如果说K800只是简单地试水，联想K900看起来更加来势汹汹；Intel Clover Trail+平台的露面再一次选择了联想，而K900更是一款外观与性能并驾齐驱的高端定位机型。

几年的争斗催生了移动领域以远大于PC领域的前进速度诞生着新品，对不同平台的选择也直接影响到你在用手机时所看重的应用场景——究竟是偏重多核的性能、寡核的功耗表现，还是GPU的游戏表现——于是如今的移动市场又被怎样的格局划分，或许应该成为你所应该知道的一部分。□