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CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

2018年07月02日 11:50 次阅读

上一期的“手机芯事”给大家解读了去年手机芯片的基本格局变化,其中,在阐述高通联发科时,我们简单谈到为什么减少了核心的骁龙820更务实,而看似更多核的联发科X10算不上高端。今天我们将进一步阐释,一颗好的手机芯片到底该是什么样的。我们在面对各种核心数的营销轰炸时,如何理性的选择最合适自己的产品是一个重要的课题。

CPU重要但不是全部

CPU(中央处理器)是大家最耳熟能详的参数,从名字中就能看出它对芯片的重要性,甚至于不少人直接把它等同于整颗芯片。实际上,手机芯片更确切的叫法是片上系统(SoC),CPU只是其中的一部分,负责控制运算,直接决定着手机的运行流畅与否。

判断一颗CPU性能如何,普通消费者大多被各种无节操的营销和线下一知半解的销售员带偏了,只关心有多少颗核和多高的主频,然而这些只是构成最终性能表现的一部分,最核心的决定性因素是架构!

目前主流SoC无论出自何手,采用的几乎全是ARM公司的精简指令集架构,区别在于有实力的厂商只采用该公司的ARMv7/v8指令集,自己会再进行架构上的设计,比如苹果和高通就是典型代表。自从A6开始,苹果就开始自行设计CPU架构,一年后的A7更是凭借Cyclone架构成为首款64位的移动处理器,领先业界一年;而高通在32位时代则靠基于ARMv7指令集打造的Krait架构树立了自己江湖一哥的地位,最新的骁龙820则基于ARMv8打造了新架构Kryo。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

另一种方案就是直接购买使用ARM设计好的公版架构,我们常见的Cortex-A7/A8/A9/A53/A57/A72就是ARM设计好的架构名称。其中字母A后是一位数的为32位的ARMv7指令集,两位数的就是64位的ARMv8指令集,联发科、海思就是采用公版方案。

举个形象的列子,第一种方案就好比ARM打好了地基,厂商可自由选择怎么建房子,好处是灵活性强,性能、功耗往往控制得比公版架构好,但对金钱、时间、技术都有较高要求。第二种方案相当于ARM不光打好了地基,还把图纸也画好了,厂商买了之后只需要按照图纸施工就可以,能大大降低整颗SoC芯片开发的时间和成本。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

不同的架构直接决定了性能的基础,比如市面上千元机里常见的处理器虽然有八个核心、主频超过2GHz,但由于多采用A53低功耗架构,性能方面还不如双核的高性能架构A72,特别在单线程运算能力上更是相形见绌。这也就是为什么,苹果至今坚持双核选择,但性能却一直遥遥领先的根本原因。

其实,这和电脑处理器是一样的,英特尔著名的TIck-Tock战略就是不同年份专注于架构和制程工艺两方面交替提升,最终实现性能的逐年上涨。所以除了架构外,再重要的就是制程工艺了。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

制程工艺是指芯片内电路与电路之间的距离,目前主流的工艺是28nm和20nm,最先进的是16/14nm,先进的工艺能减低处理器的耗能和热量,缩小芯片面积,提升性能。理解了这一点,就知道为什么同样是4颗A57+4颗A53的big.LITTLE大小核架构,20nm工艺的骁龙810发热、功耗备受诟病,而14nm的三星Exynos 7420却表现优异的原因。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

如果再讲细一点,半导体的制程工艺还可分2D结构的MOSFET(金氧半场效晶体管)和3D结构的FinFET(鳍式场效晶体管),FinFET架构主要是改动了控制电流的闸门,能大幅改善电路控制并减少漏电流。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

即便是同样的制程工艺,也可能因为技术改进产生迭代。比如去年苹果A9的代工门风波,理论上更先进的14nm表现却不如台积电的16nm,原因在于三星是从28nm直接跳到14nm LPE工艺,而台积电则按部就班的从28-20-16nm顺序过度,技术相对成熟,良率与漏电控制更好。但三星显然已经吸取了教训,近期推出了第二代14nm LPP工艺,比一代LPE工艺性能提升15%、功耗降低15%,台积电今年也推出了改良版的16nm FinFET+,所以看似相同的工艺也回因为具体版本不同而产生差异。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

经过上面的叙述,相信大家已经大体知道如何去判断CPU的好坏,总结起来就是架构和工艺比核心和主频更重要,而高性能架构大幅优于低功耗架构,工艺越先进处理器越强。

游戏核心——GPU

好的CPU只是做好一颗高端芯片的第一步,它虽然让整机运行流畅稳定,但在手机娱乐属性越来越强的今天,特别是年轻人喜欢用手机来代替掌机玩游戏的当下,GPU无疑是更不可忽视的部分。

GPU中文译为图形处理器,关系到图形渲染能力的强弱,直接决定了游戏是否能流畅运行。目前主流的移动GPU厂商有ARM、高通、ImaginaTIon Technologies(以下简称ImaginaTIon)、NVIDIA四家,其中高通的Adreno和NVIDIA的Maxwell GPU只用在自己的骁龙、Tegra芯片上,所以对外出售的只有ARM Mali、ImaginaTIon PowerVR两个系列。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

虽然经常有三星、苹果在自研GPU的传闻,但至今为止各芯片厂商都只能购买ARM或Imagination提供的方案集成在芯片中,比如华为海思、三星Exynos采用ARM Mali系列,Imagination PowerVR则多用在苹果A系和联发科芯片中。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

由于不同厂商采用的架构不同,比如有统一渲染、分离渲染等区别,所以单凭架构或核心并不能判断移动GPU的性能强弱,业界通常做法是看其三角形输出率和像素填充率,当然自从各类评测软件诞生后,比较就变得更直观了。如果大家记不住各种排名也没关系,了解清楚各厂商的命名规则心中就大致有数了。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

通常来说,移动GPU的命名都是有字母加数字构成,如Adreno 530、Mali-T880、PowerVR GT7600等,其中第一位数字一般表示代数,数字越大代数越新;第二位数字代表定位,数字越大性能越强。以上三款GPU就是已经商用的最新最高端型号。不过,ARM的Mali GPU有点特别,除了要看型号外,还得注意核心数(命名最后的MPx,x是多少就代表多少核心),比如麒麟950和Exynos 8890虽然都用了最新的Mali-T880,但麒麟950只有4个核心,而Exynos 8890却有12个核心,性能自然不可同日而语。

通信中枢——基带

手机最核心的作用还是通讯,对于这一点,CPU和GPU再强也无能为力,最终还得看基带。

基带直接决定了手机支持什么样的网络制式,我们用手机打电话、上网、发短信等等,都是通过上层处理系统下发指令给基带部分,并由基带部分处理执行。可以说,基带是整颗芯片中技术含量最高的部分,德州仪器、意法爱立信、NVIDIA等厂商多就因为SoC中没有整合基带或者技术落后被市场淘汰出局。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

判断基带的优劣最直观一点就是看它支持的制式和频段多少,一般号称全网通的手机就是采用了高端的基带,从4G的LTE到3G的WCDMA/CMDA/TD-SCDMA再到2G的GSM/EDGE全部制式支持,用户只需购买手机插卡即可使用,不用去费心考虑支不支持、换卡怎么办的问题。

除了制式支持外,4G时代基带的另一个重要特性是LTE的UE接入能力等级,也就是UE能够支持的传输速率,一般用Cat x表示,x的数字越大上传下载的速度就越高。麒麟950遗憾的一点就是用了只支持Cat 6的老基带Balong 720,没用采用最新支持Cat 12/13的Balong 750。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

说到基带,这是高通强项,高通在多年前的第一代骁龙处理器S1中就集成了基带,简化了手机的研发难度,加快了周期。最新的骁龙820集成的X12 LTE基带不仅支持全网通,而且LTE接入能力达到了目前最高的Cat 12/13。

多媒体性能

以上三个大件稍微关注电子领域的消费者多少还是知道一些的,相较之下,SoC中的其他多媒体性能反而不怎么显眼,这里我们分类给大家介绍一下。

首先是视频编码器,它关乎着手机最终支持多少格式的编码解码方案,比如ARM的Mali-V550和骁龙820都支持4K分辨率H.265 HEVC格式视频的编解码。有的SoC中还会集成音频解码器,比如联发科。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

再来的是显示控制器,它影响着最终手机能上多高分辨率、多少帧率的屏幕,前两天ARM才发布的Mali-DP650就能轻松带起4K分辨率、60FPS帧率的屏幕,除了用在移动设备上外用在4K电视上也没有问题。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

最后是关乎拍照录像的图像处理器(ISP),它负责处理影像传感器传回的数据,影响着白平衡、对焦、曝光、噪点抑制、人脸识别、运动补偿等各种基础高级的影像功能。该领域最出名的要数受三星、锤子青睐的富士通Milbeaut方案,但单独加入ISP会加剧功耗、发热、设计的复杂情况,所以目前厂商更倾向于在SoC集成ISP,比如高通、海思、苹果的芯片都是集成的自研技术。

CPU小常识,教你如何判断一颗CPU的性能

总结

除了CPU、GPU、基带、多媒体四方面,SoC中还有着非常多的组成部分,比如协处理器、电源管理、I/O连接等,看似不受重视,却最终决定了手机能不能快速充电、支不支持最新的LPDDR4/UFS 2.0运存方案、WiFi是否稳定等等情况。所以,普通消费者在选购手机时,不能只看CPU有几个核,而应该综合考虑,看看图形、通信、多媒体性能几何,别被厂商营销牵着鼻子走。就今年而言,已经登场的高端芯片有海思麒麟950,即将登场的是高通骁龙820、三星Exynos 8890和联发科Helio X20,大家在选购产品时可以特别留意。

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发表于 2018-06-13 09:40 207次阅读
怎样让手机电量续航,减少CPU功耗和发热的方法议...

有一种管理CPU快速存取内存的新流程,耗能减少高...

这种想法本身并不是全新的概念。在IBM的一些Cell处理器以及索尼的PlayStation 3(基于...

发表于 2018-06-13 08:34 788次阅读
有一种管理CPU快速存取内存的新流程,耗能减少高...

“内核战争”爆发 英特尔与AMD互怼

自从AMD在2017年发布Ryzen处理器系列以来,英特尔和AMD似乎始终处于“内核战争”之中。显然...

发表于 2018-06-12 17:11 956次阅读
“内核战争”爆发 英特尔与AMD互怼

不科学的iOS12 苹果如何让它在iPhone上...

事实证明,苹果确实在 iOS 12的优化上下了很大的工夫,在提升性能和速度的同时、也减少了内存的消耗...

发表于 2018-06-12 15:59 1578次阅读
不科学的iOS12 苹果如何让它在iPhone上...

AMD在CPU和GPU领域双管齐下,直接向死对头...

虽然说AMD和NVIDIA两家公司生产的显卡在挖矿热潮下都不愁卖,但是两家企业在GPU方面的竞争也是...

发表于 2018-06-11 14:56 1457次阅读
AMD在CPU和GPU领域双管齐下,直接向死对头...

当把8086、i7-8086K两颗相距40年的C...

1978年6月8日,Intel发布第一款16位处理器、第一款x86架构处理器8086,制造工艺为3....

发表于 2018-06-11 09:37 250次阅读
当把8086、i7-8086K两颗相距40年的C...

STM32中DMA模块的使用

DMA_Mode_Normal,正常模式,当一次DMA数据传输完后,停止DMA传送,对于上例而言,就...

发表于 2018-06-11 08:49 571次阅读
STM32中DMA模块的使用

Arm宣布推出全新的高端客户解决方案

Arm近日宣布推出全新的高端客户解决方案套件,包含了Arm计算和多媒体IP,不仅能够为智能手机领域的...

发表于 2018-06-10 09:50 1131次阅读
Arm宣布推出全新的高端客户解决方案

AMD表示二代‘线程撕裂者’处理器的具体发售时间...

目前在国内售卖的MateBook D是15.6寸,配置是8代酷睿i5+MX 150独显,所以价格方面...

发表于 2018-06-08 16:26 2614次阅读
AMD表示二代‘线程撕裂者’处理器的具体发售时间...

存储芯片行业何时会用上EUV工艺?

美光CEO Sanjay Mehrotra日前在参加伯恩斯坦年度战略决策会上回答了有关的工艺问题,...

发表于 2018-06-08 14:29 586次阅读
存储芯片行业何时会用上EUV工艺?

ARM发布新的高性能CPU和GPU设计

ARM发布新的高性能CPU和GPU设计,分别是Cortex A76和Mali G76。A76由Aus...

发表于 2018-06-08 01:05 574次阅读
ARM发布新的高性能CPU和GPU设计

PCI总线与PXI总线之间的特点,性能比较

PCI总线是一种树型结构,并且独立于CPU总线,可以和CPU总线并行操作。PCI总线上可以挂接PCI...

发表于 2018-06-07 15:02 120次阅读
PCI总线与PXI总线之间的特点,性能比较

Intel发布28核处理器,为解决散热问题竟用上...

AMD今天发布了32核64线程的第二代Threadripper处理器,Q3季度上市,不论核心数还是进...

发表于 2018-06-07 14:59 837次阅读
Intel发布28核处理器,为解决散热问题竟用上...

声卡是怎么工作的?

说到声卡,应该90后的朋友大多都不会有深入的了解,也许概念就只停留在知道它是让电脑发出声音的一个部分...

发表于 2018-06-07 14:46 595次阅读
声卡是怎么工作的?

下代 PS5 主机将使用 AMD 的 Ryzen...

在 AMD Ryzen 处理器还没发布前,AMD 是以半客制化处理器业务,尤其以 Sony、微软的游...

发表于 2018-06-07 14:46 455次阅读
下代 PS5 主机将使用 AMD 的 Ryzen...

一项名为“GPU Turbo”的革命性图形处理加...

据介绍,该技术借鉴汽车领域涡轮增压的核心技术原理,对系统底层传统的图形处理框架进行重构,从而打通软硬...

发表于 2018-06-07 14:30 2377次阅读
一项名为“GPU Turbo”的革命性图形处理加...

紫光展锐是中国芯片行业的领导者之一,肩负着振兴中...

紫光展锐高级副总裁John Rowland 先生表示:“作为中国本土的芯片公司,我们正在朝着世界顶级...

发表于 2018-06-07 11:30 1297次阅读
紫光展锐是中国芯片行业的领导者之一,肩负着振兴中...

中国芯硅谷——IC PARK

6月30日,IC PARK正式交付,中国“芯硅谷”呼之欲出,在IC行业同样是一件大事。北京兆芯、兆易...

发表于 2018-06-07 09:23 565次阅读
中国芯硅谷——IC PARK

7个让你电脑降温加速的小技巧

电脑作为一种无论前台还是后台都能够运行程序的计算设备,只要启动应用不关闭,它们还是会缓缓的消耗系统 ...

发表于 2018-06-06 17:13 1372次阅读
7个让你电脑降温加速的小技巧

韩国业界正努力朝向存储器中心的运算迈进

全球服务器大厂慧与科技也携手三星、SK海力士、美光(Micron)、超微(AMD)、安谋(ARM)及...

发表于 2018-06-05 15:14 658次阅读
韩国业界正努力朝向存储器中心的运算迈进

自主CPU生态好不好应当具体情况具体分析

中国国家超级计算无锡中心副主任、清华大学副教授付昊桓介绍,新加坡国家超算中心在2016年参观完之后,...

发表于 2018-06-05 14:25 656次阅读
自主CPU生态好不好应当具体情况具体分析

ARM推出的Cortex-A76被描述为一种“完...

一提到当前的旗舰手机处理器,大家首先都会想到高通骁龙、三星Exynos、华为海思——不过,如果你对相...

发表于 2018-06-05 09:20 436次阅读
ARM推出的Cortex-A76被描述为一种“完...

Intel核显开始发力,不比独显差多少

Intel靠着买CPU送GPU变身全球第一大GPU厂商,70%的份额比AMD、NVIDIA两家加起来...

发表于 2018-06-05 08:17 277次阅读
Intel核显开始发力,不比独显差多少

芯片开发商ARM宣布对CPU与GPU的一系列改进...

芯片开发商ARM宣布对CPU与GPU的一系列改进,当芯片在Windows笔记本上运行时,性能大幅提升...

发表于 2018-06-04 14:54 544次阅读
芯片开发商ARM宣布对CPU与GPU的一系列改进...

AMD新APU处理器曝光,9代APU?

AMD和Intel都预告了要在今年的台北电脑展上推出重量级新品,AMD更是号称将带来“前所未见的新硬...

发表于 2018-06-04 14:50 1038次阅读
AMD新APU处理器曝光,9代APU?

Intel表示,将发布比去年的18核CPU更令人...

几乎每隔一段时间,就会有关于Intel所谓“放弃”PC的论调,坦率来说,以Intel如今的地位,倘若...

发表于 2018-06-04 14:48 172次阅读
Intel表示,将发布比去年的18核CPU更令人...

Stifel将AMD的股票目标价从14美元提高到...

从AMD的预告来看,台北电脑展上准备了不少干货,CEO苏姿丰和高级副总Jim Anderson也会联...

发表于 2018-06-04 14:46 695次阅读
Stifel将AMD的股票目标价从14美元提高到...

中国服务器CPU的现状,Arm架构服务器CPU的...

作为一家商业公司,Arm对中国的市场规模和地位也是不容忽视的。相反,为了进一步扩大用户群,吸引和鼓励...

发表于 2018-06-04 14:36 1349次阅读
中国服务器CPU的现状,Arm架构服务器CPU的...

Arm即将于6月下旬左右在北京发布全新的CPU内...

去年12月5日,高通在夏威夷举行了2017年度骁龙技术峰会。高通不仅公布了新的骁龙845平台,还联合...

发表于 2018-06-04 14:25 1271次阅读
Arm即将于6月下旬左右在北京发布全新的CPU内...

手机cpu和电脑cpu的性能比较_影响CPU性能...

本文首先介绍了手机cpu和电脑cpu的性能比较,其次介绍了影响cpu的性能因素有哪些,具体的跟随小编...

发表于 2018-06-04 11:14 626次阅读
手机cpu和电脑cpu的性能比较_影响CPU性能...

手机cpu型号比较_如何判断手机CPU的好坏

如今的社会高速发展,人们秀玉 高科 技的需求量越来越大,对于高科技的技术要求也越来越高。因此,手机市...

发表于 2018-06-04 10:59 405次阅读
手机cpu型号比较_如何判断手机CPU的好坏

手机cpu是什么_手机cpu介绍

手机cpu在日常生活中都是容易被消费者所忽略的手机性能之一,其实一部性能卓越的智能手机最为重要的肯定...

发表于 2018-06-04 10:39 691次阅读
手机cpu是什么_手机cpu介绍

AMD将在台北电脑展推多款新品?

6月5日开幕的台北电脑展(ComputeX 2018),AMD确认参加,时间定在6月6日上午10点,...

发表于 2018-06-02 10:53 110次阅读
AMD将在台北电脑展推多款新品?

PROFIBUS-DP连接智能从站实例:主站S7...

本例以S7-400 为主站,通过PROFIBUS 连接从站S7-300。一般,此种情况下先配置从站。...

发表于 2018-06-01 15:37 994次阅读
PROFIBUS-DP连接智能从站实例:主站S7...

ARM发布新的高性能CPU和GPU设计,分别是C...

6月1日早间消息,ARM发布新的高性能CPU和GPU设计,分别是Cortex A76和Mali G7...

发表于 2018-06-01 14:31 246次阅读
ARM发布新的高性能CPU和GPU设计,分别是C...

FPGA如何能让程序员们更好友好的开发

为了达到并行化计算,FPGA 内部包含了查找表(LUTs),寄存器(register),片上存储(o...

发表于 2018-06-01 08:56 2852次阅读
FPGA如何能让程序员们更好友好的开发

智能电视的CPU应该怎么选?怎样判断CPU的性能...

对比这两家,业内普遍认为,Mstar 技术底蕴深厚,其处理器产品工作更稳定,智能电视厂家、用户也更偏...

发表于 2018-05-31 15:22 1811次阅读
智能电视的CPU应该怎么选?怎样判断CPU的性能...

一项Gmail新功能-智能撰写,为电子邮件写作提...

当然,确定使用这种建模方法后,我们仍需要调整不同的模型超参数,并在数十亿个样本上训练模型,这些加起来...

发表于 2018-05-31 10:18 2006次阅读
一项Gmail新功能-智能撰写,为电子邮件写作提...

为什么数据中心使用FPGA越来越多?

本文首先介绍了PGA基本特点与三大优势,其次介绍了FPGA工作原理及典型的应用领域,最后阐述了在数据...

发表于 2018-05-31 09:12 3337次阅读
为什么数据中心使用FPGA越来越多?