什么造就了优秀的手机芯片？

本文由半导体产业纵横（ID：ICVIEWS）综合

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核心时钟速度比核心数量更重要吗？
手机内的处理器不仅仅是一个处理器——它是一个提供多种功能的完整包，称为SoC（片上系统）。

SoC 是一种集成电路，它包含驱动设备“大脑”的大部分组件。在典型的手机或平板电脑中，SoC 具有设备的处理器和 GPU 核心、用于AI 加速等功能的其他处理器、用于缓存数据和系统所需内存的保留空间、用于摄像头捕捉和音频等功能的数字信号处理器 (DSP)、用于各种通信协议的外部接口以及用于连接的无线调制解调器。

还有一些设备，例如定时器、稳压器或电源管理 IC，它们实际上不会影响性能。还值得注意的是，某些无线调制解调器和设备内存模块可以位于 SoC 中，也可以位于外部，具体取决于设备。

简而言之，一块小小的芯片内部有很多东西需要运行，需要大量电力，而且运行时会产生极热。

有些公司会定制 SoC 以提供独特的体验，而有些公司则会设计 SoC 以适用于多种设备。每种方法都有利弊，但您的设备很可能使用的是高通等公司生产的后一种 SoC 。这些公司努力制造出按设计使用时性能良好的芯片；为智能手表设计的芯片并不适合手机，反之亦然。但它们都使用相同的基本概念 — 构建一个硬件组合，其中每个组件都与其他组件相辅相成，结果也补充了用户与之交互的硬件。

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数量决定速度

对于您期望从手机等设备获得的性能，您最需要的是平衡。最好是一些核心不是非常快，一些核心速度很快，并且软件设计为以提供速度和电池寿命的正确组合的方式分配负载。而这在各个层面上都很难做到。

CPU（中央处理器，大多数计算任务都由它完成）核心每次只能做一件事。所有计算机处理都是数学运算，而 CPU 内部的核心无法真正向前思考或向后看；它只能解决眼前的一个问题，然后再处理下一个问题。

时钟速度 — 您在规格表中看到的 GHz 数字决定了每项操作的执行速度。所有操作都以令人难以置信的速度完成（每秒数百万次操作），速度越高，每项操作的执行速度就越快。

核心决定了可以同时执行多少任务。如果一个核心每秒可以执行 100,000 项任务（没有哪个 CPU 核心的速度这么慢，但这个数字很容易计算），那么五个核心每秒可以执行 500,000 项任务。CPU 的核心越多，可以同时运行的任务就越多。

线程是一组针对 CPU 核心的指令。它们与创建它们的进程共享相同的资源，但它们的切换速度非常快，以至于看起来好像一个 CPU 核心同时在做多件事。

如果您拥有一个具有多个快速核心的 CPU，那么线程就会使多件事快速发生，以至于它们看起来像是同时发生的，因为我们的大脑远不如 CPU 核心快。

为了获得良好的用户体验，您需要在单核上实现快速的按序处理计算性能、在单核上实现快速的无序（使用线程）计算性能，以及在多核上实现超快的按序和无序计算性能。这就是软件发挥作用的地方。

一般来说，CPU 核心越快，应用程序在手机等电脑上就能快速运行。多核越快，后台就能执行更多操作，包括同时运行多个应用程序。这就是单核和多核性能都很重要的原因。

某些软件（例如游戏或视频编辑程序）可以以利用多个 CPU 内核的方式编写，从而在单个应用程序中跨内核分布进程和线程。

核心时钟速度比核心数量更重要吗？这个问题没有答案，因为核心数量、核心速度以及使用核心的软件的正确组合才是真正重要的。

从原来的性能跑分，到今天的 SoC 片上系统，虽然大部分用户购买手机的时候，已经不怎么关注参数了，因为基础算力都是足够的，但芯片正在变得更加重要，当你真正长期使用下来，会发现体验上的差别，而随着智能手机的渗透延展，任何一个体验细节，都可能带来巨大反差，如果说手机是人类肢体的延伸，那芯片就决定着你的扩展能力有多强。