開始閱讀文章之前,首先我們要提出一個最基本的問題: 公仔箱論壇8 w9 h# U% l/ K! D
智能手機的硬件規格近年來經歷了爆炸式的增長,2 x6 w! `* w3 {9 j5 Z( d
但我們(消費者)究竟從中得到了什麼?
+ f6 i. X0 r9 m5 i) R公仔箱論壇這是一個回答起來輕鬆簡單,但解釋起來無比複雜的問題。5.39.217.77+ `* A2 }# C2 ~* e+ f1 ^9 C
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- X! L( E6 [) B, ] z1 H6 wTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇- Q+ m A! X/ a$ h5 s% O
從2007年iPhone發佈開始,手機開始邁入真正的智能時代。
+ m4 u+ W1 M, H1 |* H7 s公仔箱論壇處理器從最早的ARM11 400MHz一路飆升;" r+ l4 i, O; j1 j, O: _ o
2008年我們擁有了ARM11 533MHz;
3 n* a5 \/ [& x5 d3 M& e( ~2009年進化到Cortex A8 400MHz;
- {; m. L$ t% e: i' g* ^2 MTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。2010年則瞬間提升至Cortex A8 1GHz;3 f& ^; v7 _6 D, ]0 }$ Y A
2011年,雙核Cortex A9 1.2GHz開始普及;
- L. N) T# P# a: Y5 c公仔箱論壇2012年,四核Cortex A9 1.4GHz出現......TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。' d9 |# E; I0 }) T% {
智能手機處理器的運輸能力幾乎以每年2.5倍的速度在提升。如果以平台的壽命來看,tvb now,tvbnow,bttvb G& a/ G$ c& e! D/ m: ^8 e
ARM9平台大約擁有5年的壽命,tvb now,tvbnow,bttvb9 C2 G2 R7 M5 A! H! s
ARM 11為4年,
# R {) e+ L/ z& K( F- P在這之後,Cortex A8在主流市場堅持了一年半,
8 X4 \& o, f2 ?& E公仔箱論壇而單核Cortex A9被直接跳過,雙核Cortex A9一年、四核Cortex A9也是一年。tvb now,tvbnow,bttvb4 M5 g6 h0 q% \
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為何市場會出現如此強大的推動力,讓企業可以集中全行業的技術和利潤,
% a/ ~ e+ j5 ?, L, _( Qtvb now,tvbnow,bttvb去瘋狂推動一台小小的手機瘋狂升級?
+ O3 ]: _% c: D2 JTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。最主要的原因是因為手機本身的定位發生了變化,過去大家需要用PC實現的應用和功能,5 J. p# \8 [. g% f4 G
如今都開始往手機上轉移,這是推動手機硬件爆炸發展的原動力。2 I: P4 T! }' W
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2 G8 I K, x2 k' L6 z這樣的需求轉變給手機帶來了無窮無盡的性能需求,也催生了手機的大屏化——
u; r# d) U; `TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。我們需要呈現越來越多的信息,手機的屏幕自然就要同步增大。第一輪洗牌的贏家是蘋果& S) s4 f+ {, x* h/ p
(必須承認的是,即便沒有蘋果,這個時代依然會到來,因為硬件性能的提升是客觀存在且不會停止的)。
0 h; R& F( K( I9 sTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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然而,硬件規格大幅提升之後,伴隨而來的是同樣大幅增加的功耗和發熱。! G3 T0 A$ ]% [7 B/ c! x- k2 v) H
瘋狂的硬件軍備競賽催生出了智能手機的黃金時代,也給整個行業埋下了定時炸彈,一場危機近在眼前。
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「安裝飛機發動機的自行車」
/ ?" P' v$ `( K公仔箱論壇如果我們給私家車安裝1000馬力的發動機,可以獲得與超級跑車相近的性能嗎?公仔箱論壇$ n6 w& [1 V; O/ q. U3 E6 F
答案是否定的,因為私家車的車體根本無法承受這樣的動力輸出。tvb now,tvbnow,bttvb& f, J9 B4 B, [! h
同樣的道理,我們把英特爾i7處理器裝在手機上也沒有意義,因為手機根本無力承擔它的功耗。\
" {5 w$ J+ v& \ z4 ]5 U在這個層面上,我們是理性的,廠家也是理性的,至少在相當長一段時間內是這樣。: Q% X' @: O6 |$ j# U; S3 E" c
然而,這部分理性如今卻在逐漸消失。
s6 J0 H! @ X9 p5.39.217.775.39.217.774 d/ f3 F; h( ]/ X/ k2 u3 `. H
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一個被業內視為默認規則,而聽起來又異常奇怪的現象是:tvb now,tvbnow,bttvb1 h, \; O' k# W4 H8 y4 v Q N& \
2012年之後的旗艦智能手機,沒有幾台能讓CPU做到長時間滿負荷工作不降頻。
8 b* \6 ~: O" i" U& z* ^" \! T廠商不斷地往手機裡塞入更快、更強大的硬件,與此同時,卻不得不限制它們的工作頻率與工作時間。6 ^9 O8 Y$ X6 W$ c/ j; Q
你看到的產品手冊上赫然寫著「四核1.7GHz」,但實際使用中你永遠無法得到這樣的性能。5.39.217.77. [; v# P0 z2 P9 B' L# N
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0 q; w" r: z+ A2 _: sTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇# s2 G n. O- D1 s$ Y
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這方面的例子比比皆是,從Nexus 4冷櫃跑分暴漲30%,到K3V2的GPU頻率縮水6成,
6 R6 o- J, U% w) Y; y4 K0 r+ ^ T大多數旗艦手機都無法發揮出它應有的性能。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 i) U- ]9 N; A9 k8 d4 L. y# ^

: [5 ?1 s, T) s6 D1 Stvb now,tvbnow,bttvb來自Anandtech的著名測試:把Nexus 4扔進冰箱,結果跑分提升了20%以上!
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根據第三方測試,目前的旗艦手機能以最高頻率工作的時間少則數十秒,多的也只有幾分鐘,
! i" S5 A$ j# Y# E3 |1 ?5.39.217.77之後便不得不降低頻率以緩解發熱。消費者聽著「性能提升xx%」的宣傳,tvb now,tvbnow,bttvb. m8 R1 q" \7 E8 z$ r
花費高額費用抱著「四核1.7GHz」的手機回家,卻只能享受30秒的快樂,這難道不是一種諷刺?5.39.217.776 U4 z r+ V; U8 H1 ?7 U1 ~
往一台手機裡安裝根本無法全速運行的「強大」處理器,與開頭提到的往奇瑞QQ上安裝1000馬力的發動機有什麼區別呢?4 Z( H! y, X, B( e0 X# D& W
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下面的表格是一個實例:LG為Optimus G Pro配備了強大的驍龍600處理器,
6 A# C# o+ ^3 X) `1 W5 V- g$ O但持續高負載工作3分鐘後,實際性能卻不如搭載了上一代APQ8064芯片的SONY Xperia Z。
' r' o) c7 ~! l- s6 ?* c5.39.217.77配置更高的新產品,在實際使用中卻輸掉了「性價比」,我們得到了配置,卻沒有得到性能。
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- s# U( F# z: H) B: b' L' T* y你也許會說,反正價格沒有更貴,能不能全速沒啥損失,但這樣的觀點也是錯誤的。
( @: P# J+ ?+ x+ V- B: Q公仔箱論壇記住:你永遠是在為手機的標稱性能埋單,而不是為實際性能埋單。
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八核手機即使只能發揮出四核手機的性能,它的價格也是「八核」級別的。5.39.217.778 O4 C4 ~, ?" V+ g3 V8 v- c
硬件上所有的成本最終都會以各種形式轉嫁在消費者身上。公仔箱論壇7 {; u1 [/ j; {+ z$ G# t
問題是:我們為什麼要為發揮不出來的性能埋單呢?
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! K Q( \1 ?) C這樣的趨勢在2013年乃至更遠的未來並沒有緩解的跡象。作為消費者,我們必須要明確自己的立場:
, J8 s! r/ G, D1 c( Z4 o, s4 V這種趨勢是錯誤的,我們有必要制止它進一步惡化!否則我們所付出的金錢將只能換來幾個紙面上的數字," n- l/ }+ `& C& _- Y1 T- p0 R, r9 g
而「安裝飛機發動機的自行車」遲早有一天要到來。公仔箱論壇' K) `/ w% a6 l3 f
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3 p& P- L* i4 K# g# k q公仔箱論壇5.39.217.77: K4 s& {5 c( s0 ~+ @% Z6 w
/ t/ X: y; Q, z2 M; M3 C/ G2 T$ \3 @7 M公仔箱論壇然而,指出錯誤很簡單,糾正錯誤卻很困難。如果無法得到一個對於正確的評價標準,
# M, j3 O$ Q& K& r3 o: yTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。那麼對於未來的分析也就沒有意義,這就啟發我們去尋找一些不會被技術所改變的東西,作為衡量正確與錯誤的標準。# s1 j0 x+ d6 I: W
接下來,我們將提出一個相對客觀的評價標準,並以之為準繩,對2013-2014年市面上主流的手機處理器進行逐個分析。
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! z$ I( |* |% N! M" z* Z「不可踰越之牆」tvb now,tvbnow,bttvb- c) J/ g( y" q8 ?, w
什麼是技術所無法改變的事物?對於智能手機而言,/ L7 b3 C3 u" Z" O4 n/ U8 z
一是客觀存在的物理定律,二是人的生理需求。4 |! j2 w P5 h0 r# G4 E- }
因為本文的主題是處理器,因此我們把目光集中在處理器系統上。公仔箱論壇6 Z3 J' f; I+ T- L
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- F: U& J8 j2 K, QTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇# G8 c6 @0 H9 X
可以確定的是,只要技術還沒有進步到手機可靠意念操作,那麼人體對設備溫度的可以接受上限就是確定的;
5 Q' }5 J: T) c9 a b, k而只要手機還符合物理定律,在一定溫度下它所能散發的熱量也是固定的(不考慮主動散熱,例如內置風扇),
: n7 ~: D4 a) x! x5.39.217.77這就勾勒出了一條「生死線」——在舒適的前提下,一個確定尺寸的手機,改採用的硬件功耗,3 b* o/ T) \# i, f0 G1 \5 ]
或者說處理器系統的功耗是有極限的,只要超越這條線,就必須要降低工作頻率,
2 n# y+ u3 [/ a+ j' ~( o( u否則將會無法阻止溫度的上升,性能自然也就無從談起。因此我們認為,
% w' }0 ~8 `2 u& K6 r; Q4 X: N5.39.217.77「手機的極限功耗不應該超過其最大可散熱功耗」可以作為衡量產品的準繩。
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, U. X0 Z8 V& } j" ?& p( }長久以來,業界都習慣於用配置和價格的關係作為評價標準,& i; ]! F2 p" i
但是如果聯繫到配置與性能脫節的現實,這個標準已經瀕臨失效,
^0 ~2 s: g( x* f; d5 _1 P$ k4 @TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。因此我們需要提出一個新的評判標準,不妨姑且將其稱為「體效值」。
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+ U5 ]7 f( I7 A$ ~& Etvb now,tvbnow,bttvb何謂體效值?我們將體效值定義為設備體積與能耗係數的乘積,它代表了一台手機所可以連續提供的極限性能。2 {" G* R3 g/ e7 f
將這個參數與理論最大性能聯合評價,能得出以下的結論:8 i1 L* m% [# M Y
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如果系統的體效值小於最大性能,那麼這套系統就必然是錯誤的,因為存在著浪費。tvb now,tvbnow,bttvb6 y0 V3 |- o3 U) A F
但是如果體效值大於最大性能,那麼這套系統有可能陷入「性能不夠用」的疑問。0 q" s0 C1 H6 k) u* z
最佳情況是體效值和最大性能相同,這意味著這套系統所蘊含的性能可以全部發揮,公仔箱論壇3 N% Y: G1 h& P7 a
做到了設計可以得到的極限。你可以把「體效值」簡單理解為「每瓦特性能」。! @8 X* [9 L( B6 e6 |! A4 z
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手機絕對性能的測量相對簡單,因此體效值中最關鍵的部分是「體」,即手機體積所能容納的最大功率。公仔箱論壇- x* w$ [4 N$ _9 I3 Z+ o
這方面目前沒有明確的行業標準,因此我們需要做一些假設。
1 I: v# B1 U- _: U1 v JTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。首先,我們假設在現在以及將來的一段時間內,手機將主要依靠外殼進行被動散熱,tvb now,tvbnow,bttvb7 t) G" I) V7 a, w( y5 r. l
不會像電腦一樣引入風扇等主動散熱手段。
* l6 }3 w7 m2 ]( l: s" m0 G其次,我們將人體感溫度舒適上限設為40度,而耐受極限設為50度。
6 @- G. j+ ]+ j/ H& j% Z5.39.217.77最後,我們將手機工作時環境溫度設為25度,並且假定沒有氣流存在。
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2 f# ~# i9 t% k$ n1 F5.39.217.77無外界對流時,手機的熱量散發主要依靠空氣的自然對流與本身的輻射。
% m5 V; t& v. ?3 q+ ^( S$ i& {. o. r. H% [假定手機的溫度為介於舒適上限與耐受極限之間的45度,那麼與環境溫度的差值即為20度。
0 L U3 q3 H* l; b8 ]TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。相對於手機這個體積的設備而言,四個邊側面的散熱貢獻可以忽略不計,5.39.217.778 \0 O+ L' N; v' G% a" Y [
主要的散熱面為前後兩個面。計算時假定手機為垂直放置。/ P) f8 @! Z4 q5 R
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. \4 y5 s0 R2 W) E! b) [6 j1 L5.39.217.77下面計算開始,首先計算對流散熱量,我們選擇iPhone 5作為標準對象。
6 H5 |) N$ ]! Ltvb now,tvbnow,bttvbiPhone 5的尺寸為123.8×58.6×7.6毫米,因此正面的面積為0.0073平方米。
" T5 y' U% i# U5 vtvb now,tvbnow,bttvb垂直放置的情況下,iPhone 5一個正面的傳熱係數為4.65W/(m2•℃),* j3 M7 G) |3 o4 e2 L, D
也就是說這樣一個表面可以靠對流散發的熱量是0.68W,
% R) w2 x% i+ \& t% B, w2 Y公仔箱論壇由於有兩個表面,因此靠機身自然對流可以散發的熱量為1.36W。* ?! ?: Q2 u5 W* v( z+ p+ m
考慮到還有側邊的存在,我們可以認為這個功率是1.5W。公仔箱論壇* s* x! S, Z0 \
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% m) ~& F: h- HTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。接下來計算輻射熱量。由於iPhone 5的材質是鋁合金和玻璃,氧化鋁合金的輻射率大約在0.3左右,tvb now,tvbnow,bttvb0 R5 C- ^5 ~$ m) ` N
而玻璃的輻射率大約是0.85,因此整體輻射率取0.6,那麼在外殼溫度整體為45度的時候,
* f) J2 N( }8 u9 V* N+ G, v7 D5.39.217.77靠輻射可以散發的熱量經過計算大約是1.16W。tvb now,tvbnow,bttvb( |- K4 e5 k; t! e
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- T2 Y) a0 w& c" |! |4 m* J/ D5.39.217.77tvb now,tvbnow,bttvb' O5 C1 ?1 x1 o- f2 M2 S& r9 F% O7 U- W9 @
% t* Y$ }! `' j: O) C: b公仔箱論壇也就是說,一台通體45度,垂直置於靜態25度的環境中的iPhone 5,可以散發的熱量極限是2.66W。
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' @. w6 z# n% c6 W1 Q公仔箱論壇TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。$ W4 z! N3 e4 W/ D' ?. {+ w9 Z
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" j; V8 d8 b# f0 C9 x/ S+ @5.39.217.77實際環境中,考慮到用戶體驗,手機不會也不可能做到整機均勻發熱,這無疑會降低手機的散熱能力,
4 j7 q+ R. @1 E3 F! c( j! mTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。但由於人體與手機的接觸也可以帶走一定的熱量,因此兩者互有增減,
5 U2 L3 {9 O9 j R5.39.217.77相信整體的散熱功率不會與計算數值差距過大。
" I! K3 f2 q) V' i因此,大約2.66W就是iPhone 5所能承受的最大整機功率5.39.217.77& X+ m) h6 H" l& {% R* L4 i5 y8 }
(這裡直接使用了整機功率,這是因為目前電子產品除了天線部分以外," E* I5 X/ I" i, F
消耗的電能絕大部分都轉化成了熱量,耗電量和發發熱量基本相等)。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。) h6 x9 x. }( F/ O9 x
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3 m e; I+ ?' C+ v5 |7 V }TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。再來看看Galaxy S4。由於計算的方式是相同的,因此過程就不給出了,
5 G% A. Z& b: a6 |1 L* k公仔箱論壇唯一的不同是,作為塑料外殼的Galaxy S4,在熱輻射效率上要遠高於鋁合金的iPhone 5,
Y& S, U0 D8 dTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。具體來說在0.9左右(看來塑料機還是有一些好處的)。& s6 K' a2 r3 u% b! S
結果直接給出,Galaxy S4在同等條件下的散熱量為4.15W。
" r, n; \$ c$ e% q0 kTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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' g' c* L2 N* T/ q7 s" @tvb now,tvbnow,bttvbGalaxy S4旗艦安卓手機的代表,因此更大尺寸的機器我們就不計算了。結果顯而易見,
3 I9 K7 J, m& q( u( D5.39.217.77對於iPhone 5這種尺寸的手機而言,系統的極限功率是2.66W,而Galaxy S4尺寸的產品則為4.15W。
! l: ^$ c* m/ ?' t8 O4 J公仔箱論壇體積處於兩者之間的產品,散熱能力則介於它們之間。至此,體效積中的體就已經有了結論。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 Y3 h+ S, l9 a6 ?9 a
因為這個參數是不會因為技術提升而改變的,所以它可以作為我們判定未來新技術與新可能的良好標準。5.39.217.776 a9 `/ f0 p% r- R
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3 Y, Y* U, a7 ~TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。也就是說,對於一台5吋手機而言,我們可以得到的最大性能就是4.15W×每瓦特性能,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。 {# j3 w \! e6 R. ]$ ]& ?
不論這台手機的理論性能有多麼強大。換句話說,只要一台5吋手機的整機最大功耗超過了4.15W,
C/ |7 x2 l) S% k3 C6 w8 m那麼我們就一定可以判定:它的性能無法發揮。
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# Z D0 | o( R* b; OTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。: Z* _# K3 s5 |/ d
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進一步的,對於一台手機而言,屏幕所佔據的功耗大約從4吋的1.2W到5吋的1.8W不等,tvb now,tvbnow,bttvb9 \4 t) n) a* m, C" H9 T3 \9 Q
因此我們可以得出,極限散熱功耗中,留給CPU、GPU、內存等計算系統的功耗上限,5.39.217.772 t6 V( {. Q1 |- }: z" u" q8 f
對於iPhone 5尺寸的手機而言是1.5W左右,對於Galaxy S4尺寸的手機而言是2.5W左右。(功耗上限)
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需要說明的是,在計算散熱量時,我們所關注的對象是手機外表面,至於內部是如何傳熱的,對結果不會有影響。tvb now,tvbnow,bttvb5 E' ]0 s2 Y, d
可能你會存在疑問,某手機內含熱管,某手機擁有石墨散熱膜,散熱要好得多——這是錯誤的,
3 K _( v4 e4 T& H& R公仔箱論壇輔助散熱措施只是增加了手機內部的熱傳導效率,最終效果是提高手機整體的溫度均勻性,: [: Q0 O0 N1 |; l
而我們在計算的時候已經假定了這個數值是100%,也就是內部熱傳遞設計為完美狀態的極限結果。tvb now,tvbnow,bttvb: y- a6 k3 d! ]+ X9 M# j
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至此,我們可以對智能手機「核戰爭」帶來的問題給出一個精確的描述:5.39.217.77$ F& r. Q8 J: k7 Q
由於近年來手機配置的瘋狂提升,導致手機的最大性能已經超越了體效值。
. r2 d: w' {' C" y這個前提下,任何理論性能的提升都是紙面的,功耗已經成為了一堵不可踰越的牆。5.39.217.776 c( P0 {" ^% g) ?; g. [+ ]
在可以預見的未來,如果我們希望繼續提升手機的性能,那就只能在能耗係數上下功夫。
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帶著這個結論,讓我們來重新審視一番市面上的主流手機處理器。tvb now,tvbnow,bttvb, n% E. }0 r `# p, W
產品審查:高通驍龍800 5 [. A: q( N1 o8 g0 y* h5 E1 p
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首先我們來看一看高通。之所以首先觀察高通,是因為相對而言高通的產品是變化幅度最小的,
1 h& Q8 k# z' r公仔箱論壇因此我們可以借用的歷史數據就最多。在《四核處理器•上》成文時,高通的最新產品是S4 Pro APQ8064。
x: i" {% q0 ~8 ^3 c4 e: o. e" Q而在我們撰寫本文時,高通重新命名了它的產品線,S4 Pro有了繼任者驍龍600。tvb now,tvbnow,bttvb J# q9 K; h* h
這是一顆和APQ8064區別很小的芯片,
3 W) {8 e/ H6 O1 o, v/ xtvb now,tvbnow,bttvb最大的提升在於內存從雙通道LPDDR2 533變成了雙通道LPDDR3 1066,因此我們不打算深究這顆芯片。
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0 I- J, A: e4 F6 d8 [, z3 w5 F8 j5.39.217.77高通的重頭戲,以及下半年乃至明年的主打,將是驍龍800。它擁有改進後的Krait 400核心,
0 ~; E( J6 J$ d" YTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。主要改動是調整了內部緩存架構,降低異步設計帶來的影響。- |, y2 B0 M5 o. l4 ?/ T. S
同時,驍龍800引入了HPM工藝,主頻達到了2.3GHz,成為手機SoC中的一個超過2GHz大關的產品。公仔箱論壇) N- I5 G# F9 z1 f% R) |; q2 \- q6 e1 H% i
除此之外,驍龍800還集成了新的Adreno 330 GPU,性能與規模再次翻倍。
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8 a( n4 x8 w% t) y: m$ D1 htvb now,tvbnow,bttvb文件壓縮速度,驍龍600的Krait 300內核同頻性能甚至不如Cortex A7公仔箱論壇9 _' h2 e0 h9 S& D
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相信看過之前的文章後,現在的你已經不會被上面充滿誘惑力的宣傳所擊倒。是的,我們再次重複一遍:
, b+ x0 [0 p+ r2 V3 h% q( H5.39.217.77絕對性能的提升沒有意義,決定用戶體驗的是體效值,或者說每瓦特性能。
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那麼驍龍800的每瓦特性能有沒有提升呢?
8 h+ a6 p- ?, g8 c, B3 b/ r5.39.217.77首先我們來看一看CPU部分。由於緩存的增強,Krait 400核心的執行效率必然會得到一定的提升,9 v2 }* l, }6 B8 t6 w& x( C% s- ~9 v: A5 q
但是Krait核心從本質上來說依然是一個「增肥」版的Cortex A9,2 V% U: ]; X' N1 D" i! N
它所面對的最大問題其實是由於指令隊列的不足,導致架構的IPC受限。
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0 r2 d) p1 P3 h0 N- U- X2 n9 eKrait的後端就像是規模巨大的工廠,而經過持續的升級,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 Y7 Q+ r) D, B% t+ i
Krait的前端已經從小港口變成了大型碼頭——但是連接它們的依然只是一條省道。tvb now,tvbnow,bttvb5 y* K8 {" d/ j( x+ y0 L9 d. K! K# o
這樣的架構也許可以在理論測試中獲得極高的成績,但是在實際變幻莫測的應用代碼面前,往往無法發揮應有的效率,
4 Q0 N7 X3 a n( q' ~根據某些第三方測試,在諸如視頻解碼、文件壓縮與解壓縮等應用中,
& | H% x# U; m; aKrait 300核心的同頻性能有時會不如Cortex A9甚至A7。這雖然不足以定性的給這個架構下結論,至少也可以說明一部分的問題。$ O" G7 u& ~+ ~0 d# ~0 V: R1 u, l
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因此,綜合來看,Krait系列核心的能耗,恐怕是比較悲觀的,
0 ]7 @; l; w* U/ k8 _5.39.217.77即APQ8064的執行效率並不如Cortex A9,Krait 400核心雖然經過了兩次升級,
, m% c1 [* ]- m3 s5.39.217.77但是考慮到Krait 300的實際表現,我們認為其執行效率至多只能達到略高於A9的水平。公仔箱論壇9 B" F) J, E. y. |
也就是說,Krait 400架構效率上並沒有大幅超越Cortex A9。& p* K9 E0 o4 X8 a" I
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! s t2 w: a/ X, h) A8 i$ y8 W公仔箱論壇那麼產品效率呢?在這之前筆者需要稍微岔開一些話題。不知道你是否發現,
1 g: Z$ m# l0 O: \6 [TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。我們在對比效率的時候往往都會和Cortex A9相比,準確來說是和SAMSUNG Exynos 4412相比。
8 G/ K% I/ \1 e z0 m: w5.39.217.77為何要用它作為基準?這並不是因為偏心或是對於三星有著額外的好感,原因很簡單,9 j. m+ C' l, T+ [1 P
那就是根據之前我們對手機極限功耗的定義,在那樣的功耗限制之下,
( s4 V' C7 _- p; l2 p' s. } LExynos 4412是體效值與絕對性能之間最接近的產品:Exynos 4412的核心,5.39.217.770 u8 u! I% c" k6 g$ n
工作在1.4GHz時單顆功耗約為440mW,1.6GHz約為600mW,總功耗即為1.8W與2.4W。* h8 G2 D! V& H: `' @
因此Exynos 4412是一個極好的標準——如果有產品的效率比4412高,tvb now,tvbnow,bttvb4 J; A4 a' h; M2 J- N
它就可以發揮出比4412更加優越的實際性能,否則就只能在降頻中工作。
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在驍龍800以外的產品中,高通採用的是28LP SiON/Poly工藝,這會導致漏電增加,- s: e8 Y0 `) {! q9 O
繼而降低能耗比。在上篇中我們引用外媒Anandtech的結論,
$ L n f, y, a& J5.39.217.77得知28LP工藝的驍龍APQ8064,運行在1.5GHz的頻率下,單個核心的功耗大約是700mW。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。+ m1 h$ s0 a$ g5 s& [4 J8 I
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/ [; |$ b# O: F( U$ {TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。而到了驍龍800,高通終於引入了先進的HKMG技術,將工藝更換為了28HPM。5.39.217.77& I! x# p0 o9 H3 j( z5 O' i* |
那麼,這個工藝是否能提升驍龍800的能耗比?根據TSMC對於28HPM的工藝描述,
# b# p# H% K5 T$ ?. S g+ [# ?: U5.39.217.77我們認為這個答案同樣也許是比較悲觀的,因為28HPM本質上是用來提升性能的工藝,tvb now,tvbnow,bttvb& z- |& { H$ |$ i- g8 B; x
它的主要目的是讓驍龍800得以運行在使用28LP的驍龍600所無法達到的高頻下,
b5 m% K8 B0 w9 c2 ^6 U但是處理器本身的漏電並不會因此而減小。! r& k x' b+ x# a' B
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台積電四種28納米工藝的區別
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! p! |3 S5 Y/ C我們粗略估計,運行在2.3GHz下的Krait 400核心,即便只考慮頻率的提升,單個核心滿載的功率也將超過1W,
3 \ v5 z! P. M0 r7 O2 \3 I5 e5 b公仔箱論壇四核心的總功耗則會遠超2.5W的散熱功耗上限。至於能耗比,在低頻段,驍龍800的能耗比也許可以略超龍600,$ d& s) E5 G; s; T
但是總體來說我們並不認為驍龍800在CPU部分的能耗比會大幅領先於Cortex A9,公仔箱論壇# }: v, A( R! ^: m5 u2 v
也就是說驍龍800的體效值將明顯小於極限性能。
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# t. ]/ J; m0 I# x按照我們之前的分析,驍龍800在手機上的長期性能表現就將不會比Cortex A9提升太多tvb now,tvbnow,bttvb! d5 f* a; X7 a! j' J
(短期性能表現,例如基準測試,會因為設備的熱容以及溫度滯後效應而大幅提升,
% H- b0 I4 V/ j但是只要工作足夠長——不超過三分鐘——的時間後,性能將會降低到Cortex A9水平)。
+ t) Q |! x. w @6 x# i! OTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
1 S* Y2 b3 ~2 s" [5.39.217.77使用工具監控驍龍APQ8064的CPU頻率變化,運行2分鐘以後,CPU頻率降低到了1GHz以下TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* H4 i& r- f8 N" j8 d' @/ t$ n6 v2 e
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^$ f- I G9 X' ~/ R( K* s5.39.217.77那麼GPU部分呢?這方面的問題可能會比CPU更加嚴重。
) L( R" s7 f- c! v/ Z# o1 i( X Gtvb now,tvbnow,bttvb高通Adreno 300系列GPU的超低能耗比已經是眾人皆知的問題,其嚴重程度遠超CPU。5.39.217.77, M( C% c' j6 j. w) n5 m" j5 Y( A
由於GPU相對於CPU而言是低頻大規模電路,因此它對於漏電的敏感程度要遠高於CPU,
) F8 a+ u+ Y" O7 W+ M* B5.39.217.77對於頻率的敏感程度則不如CPU。驍龍800所集成的Adreno 330相對於Adreno 320而言規模提升了一倍,tvb now,tvbnow,bttvb1 r# E9 W: p- H' y0 n
因此功耗的提升幅度自然也不會小到哪裡去,我們假定Adreno 330可以借助HPM工藝,
& o" t+ ?$ ^8 k! z5.39.217.77完全避免功耗的提升,它的能耗比能有多高?
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* y5 |! l, J* W6 m9 Q5.39.217.77使用工具監控驍龍600的CPU頻率變化,Krait 300核心根本無法維持全速工作
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; f) V0 S3 \ g% |2 _1 yTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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對於這個問題,我們可以通過一個粗略的測試來判斷。Galaxy S4和配備了驍龍600的手機,7 J h( v% A6 j9 f m( v
在3Dmark中的得分基本是相同的,但是根據耗電量得出的整機功耗估值方面,
$ h) |! y$ r: b7 h/ d5.39.217.77Galaxy S4所具備的SGX544MP3 GPU的功耗幾乎只有Adreno320的15%甚至更低,
: p6 R/ S" {2 `$ @7 m0 j換句話說就是SGX544MP3的能耗比幾乎是Adreno330的7倍——
, ?5 N' u! n$ O% V( B/ a實際上,根據粗略測試的結果,Adren 320的功耗已經達到了大約6W,
5 s3 P4 I) ?8 t# z) a不論這個數字是否精確,Adren 320早已遠遠超過了2.5W,甚至4.15W的散熱功耗極限。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。; s$ ~; \# _% P0 _" b. x
性能翻倍dreno 330即使維持功耗不變,也將和CPU一樣,5.39.217.77! J+ k2 ~; _5 X+ q* r
在實際工作中也將永遠不可能發揮出其最大性能,它的體效值同樣遠遠小於理論最大性能。
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$ t( `2 ]* V" m T最終,我們對於驍龍800的預期表現是比較悲觀的。我們認為,在CPU部分,
9 n% g: l5 A* P$ e$ {7 _- C配備驍龍800的產品,並不能讓用戶得到遠超四核心Cortex A9如宣傳、測試以及參數上那樣的實際體驗,
, N6 z( v; [8 G8 I而GPU方面則更會遠遠不如SGX544MP3,不論理論測試有多麼強大。$ t4 j6 K3 U$ C
驍龍800並沒能有效提升能耗比,因此裝有驍龍800的產品,其體效值將遠遠小於宣傳的性能,作為結果,公仔箱論壇7 q- h4 R b9 R
消費者購買的大部分參數和數字,將會永遠停留在紙面上——當然,還有基準測試軟件裡。tvb now,tvbnow,bttvb+ t' A; L5 Q; j) E" T
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% _4 Q+ Y% Y* }" C2 z. V5 _1 ]+ K公仔箱論壇產品審查:Tegra 4與Tegra 4i ' p p# C5 W' W8 z
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! s2 R& e. H0 n+ n9 L% Q7 N# P+ @雖然都屬於Tegra 4家族,但是實際上Tegra 4和Tegra 4i的核心並不相同:
# G8 }6 m k: J5 z5 g. }, a前者基於Cortex A15,而後者基於改進版Cortex A9。對於後者我們不會多加論述,我們將主要關注前者。
/ F, u% c& p& [$ f( f4 `tvb now,tvbnow,bttvb如同Tegra3,Tegra 4也引入了nVIDIA自行設計的vSMP 4+1技術。因此對於Tegra 4的效率分析,; L, R2 n5 A: t- `# U$ M
將會分為兩個部分:4核部分與附加單核部分。
! f- Z n x) C" B. H; W3 \TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。
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/ @4 W% `& ?) q4 s3 |公仔箱論壇首先是4核部分。Tegra 4的所有核心都是典型的Cortex A15架構,工藝使用了TSMC 28HPL,0 e7 ~: @8 D) u/ I3 x
因此對於這一部分的分析我們可以找到一個極好的參照物,那就是Nexus 10所配備的Exynos 5250。
, }7 v3 { e$ S g/ Vtvb now,tvbnow,bttvb後者是一枚雙核Cortex A15、32nm HKMG LP工藝、工作頻率1.7GHz的SoC。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。9 X3 v" I$ p" |
根據已有的測試結果,Exynos 5250的CPU功耗為4W,也就是說單核功耗為2W。
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* r; E* R6 {3 R% v+ C) tTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。公仔箱論壇% k, o/ O. f5 U2 x5 G
% }8 _% J1 s' R! F5.39.217.77這項對於Exynos 4412的440/600mW而言是一個相當大的數值,這也意味著Cortex A15的性能必須要四倍於Cortex A9,
! o+ Z1 d; g [* u5.39.217.77才可以維持效率的一致。NV做到了嗎?很明顯,也很遺憾,沒有。
' ^9 ~0 \& ^( g) Rtvb now,tvbnow,bttvbCortex A15的性能提升幅度遠遠沒有功耗提升幅度大,
4 O& Y. E6 K; |$ LTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。兩者之間的差距導致了Cortex A15的每瓦特性能相對於Cortex A9來說有著至少一半的下降。# X+ r" e' F6 K& v
( Q1 G5 C8 t* }: Z7 i公仔箱論壇
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& | Z; X% @& g: atvb now,tvbnow,bttvb那麼回頭來看看Tegra 4。由於核心是相同的,我們只需要對比工藝。TSMC 28HPL相對於三星32nm HKMG LP,
. P. Z& O6 J% f3 I4 o, A# Q究竟有沒有性能和漏電方面的提升我們很難判斷,但是大體上兩者屬於同一時代的同一水準工藝,
0 E, `! a4 [5 |9 p; }TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。相信差距並不會過大,我們假設台積電的28LP工藝總體能耗比三星降低30%——
9 R- J# a; A3 E5.39.217.77這已經幾乎是同一代工藝可以存在的最大差距——這也遠不足以抵消Cortex A15和Cortex A9近乎200%的差距,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。* s$ `% M6 _$ {* C4 e) U3 G q: [
更何況Tegra 4的主頻高達1.9GHz,這進一步降低了它的功耗可以低於2W/核心的可能性。tvb now,tvbnow,bttvb2 I* i# k$ I6 k! }$ X
這也就意味著,即便只有一顆核心工作,Tegra 4的功耗就已經逼近了4吋手機的散熱功耗極限,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。7 U. d9 w( r4 B2 j; @1 G/ I4 m; `, N
而四核同時工作,如果不加限制,CPU部分的總功耗必將輕鬆突破8W。公仔箱論壇& [# ]1 q& [ L- m) h. H
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Tegra 4功耗有多大NV很清楚,所以給自家的Shield遊戲機裝上了風扇!. g q7 D% [3 |5 ?
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% D K( Z8 r: [# V5 x( _# x0 F既然能耗比如此之低,那麼技術有何改變、理論性能有何提升、在哪裡提升就完全沒有意義了。
f# Q) L' X2 U% k5.39.217.77在手機上,Tegra 4的四枚Cortex A15所能發揮出的長期性能,除了極少數情況下,$ w6 i P* M9 T) e
可以幾乎肯定的說,將遠不如一個設計優秀的四核Cortex A9處理器。
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那麼輔助的拌核部分呢?NV沒有公佈拌核的細節資料,我們假設它工作在1GHz,
) \$ K' u4 s; u- ?由於HPL工藝帶來的低漏電,預計可以讓這枚核心的功耗降低到0.6W左右,公仔箱論壇- p$ i3 ]' d' | w
大約等同於一顆1.6GHz的Cortex A9。在這個工作條件下,Cortex A15的能耗比和Cortex A9比較接近,
! _: c/ o7 t: T$ ?4 w因此它們具備了接近的體效值。但是此時的Tegra 4,絕對性能只有四核Cortex A9的四分之一,
2 k' I+ R7 r* R4 a+ ~TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。體效值遠遠高於絕對性能,這也就意味著此時的Tegra 4會因為過慢而無法滿足用戶需求。
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綜上所述,Tegra 4不論在哪個模式下,所能提供的最大性能都難以超越四核心Cortex A9處理器,
$ ^, l2 g. \9 l/ s( V0 [TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。把這樣一顆處理器做進手機唯一的意義也許只有一個——想方設法讓手機堅持滿載運行三分鐘,公仔箱論壇8 T' i/ R2 C0 P" z5 @
跑出一個驚世駭俗的基準測試分數,給手機發燒友作茶餘飯後跑分攀比的資本,
' F$ L n u- ^0 c! q$ R就好比購買超級跑車上下班,除了炫耀以外沒有任何意義。
* q/ V$ A7 y) T5.39.217.77 TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。7 I8 _% u2 n7 Z: ]; _' @$ b0 ` D
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至於Tegra 4的GPU部分,由於目前資料較少,所以無法給出分析對比。當然我們也需要明白,
8 d4 j' X2 M7 f' ~9 \# D2 ktvb now,tvbnow,bttvbTegra 4的悲劇並不全是由於Tegra 4本身或是nVIDIA的技術實力導致的,究其根本,
/ l3 c5 X$ B; C3 ]' F$ ^公仔箱論壇元兇還是Cortex A15核心過低的能耗比。這也決定了不僅是nVIDIA,
: z+ o: M2 x* R8 \) \tvb now,tvbnow,bttvb其他任何試圖在產品中引入標準Cortex A15架構的廠家,例如未來的華為海思K3V3," Z; F+ a, d h* k/ _
最終都將難逃「性能超不過A9」的魔咒。 q( e5 |6 I$ @ v4 c8 w1 q
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對於手機等便攜式設備而言,Cortex A15毫無疑問是一個失敗的設計,
1 Y8 ?& l M6 T! _; ^tvb now,tvbnow,bttvb也無怪乎高通和蘋果在幾年前就決定放棄這個架構,自行以Cortex A9為基礎發展自己的強化核心。
0 p0 A9 t2 J. ^9 z+ J$ V0 G這也從另一個方面看出,至少在目前可以看到的ARM產品中,
% M" M4 t2 m3 PTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。Cortex A9依然是可以提供最強實際性能的產品,即便它已經問世超過了2年。
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最後提一下Tegra 4i。相信NVIDIA規劃這樣一個產品,也是因為NV實際上非常明白Cortex A15是一顆怎樣的核心。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。/ i2 I1 N5 {& \
因此,我們甚至可以理解為,Tegra 4i才是針對手機市場所推出的高性能產品。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。1 ]* O! i) l, J r1 i
改進的Cortex A9 r3p1核心可以帶來最多15%的同功耗性能提升,也就是更高的體效值與實際性能。
4 ?' O2 n" B3 f9 w: P# j8 U$ H0 j) I但是Tegra 4i卻如同驍龍800一般選擇了HPM工藝,並且因為需要集成基帶而無法在2013年上市,
$ k; T9 h$ x j# Z* W這對於Tegra 4i和NVIDIA而言無疑是徹頭徹尾的悲劇,尤其是如今Cortex A12箭在弦上的情況下。
7 V& T8 B! ]6 e1 v2 M8 LTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。如果說Cortex A15可以看作ARM在被成功沖昏了頭腦之後的大躍進,tvb now,tvbnow,bttvb$ P( C# B( U0 p$ ` R$ t
那麼後者就可以看作是ARM在大躍進失敗後的反省之作,肩負了Cortex A9正統繼任者的使命。tvb now,tvbnow,bttvb1 y/ U; B6 t& y+ i
對於它,我們在後面予以討論,這裡暫不多言。
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9 A8 D2 M' Y2 a" k" X7 o+ OTVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。5.39.217.77& j! m: m0 z+ F5 m$ ]6 T2 }
產品審查:三星Exynos 5 Octa- ~* R) Q5 m4 o
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最後來談一談技術最為複雜,同時爭議也最大的三星Exynos 5 Octa(Exynos 5410)。TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。0 W4 |/ y2 r$ n4 A0 k: N
這個芯片最大的特色就是整合了ARM的big.LITTLE技術,內部集成了8個核心——四個Cortex A15為一組,
7 ]# Z1 y4 N2 W1 T; U3 a9 W' z四個Cortex A7為一組,從而成為了手機上第一枚超越四核的片上系統。
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也許你會提出質疑,NV的Tegra 3和Tegra 4實際上也擁有5個核心,為什麼它不能算作是五核SoC呢?
/ [; D. K6 W N( q/ x公仔箱論壇原因很簡單,因為Tegra多出來的那一枚核心其實設計上是作為四個主核心其中之一的映射, P. H3 X: V( ?0 y0 m
在實際工作中系統是識別不出這一顆核心的。
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但Exynos 5 Octa不同,它的八顆核心在某些情況下是可以同時運行的,因此可以稱之為八核SoC,TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。& _! Q' x0 C+ m; \5 J1 \. \6 W
雖然實際情況下這樣的工作模式不一定會被用上,關於這點,即Exynos 5 Octa是否是偽八核,
7 T0 V0 T) l8 h+ H% g; d5.39.217.77同樣也是圍繞這顆芯片的眾多爭議中最大的一個,對此後面我們會詳細討論。
" ?4 A, n: @) ]公仔箱論壇TVBNOW 含有熱門話題,最新最快電視,軟體,遊戲,電影,動漫及日常生活及興趣交流等資訊。6 p' F8 m/ q/ ?" h0 V5 N
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除了big.LITTLE以外,Exynos 5 Octa本質上是一顆非常典型的處理器,9 T# h6 w; R" d) x) x1 s: N8 `2 S
它擁有標準的Cortex A15核心、標準的ARM系統IP,支持的規格與系統配置也一如三星以往的風格,頂級而不頂尖。, D( m3 z# @$ f$ z
LPDDR3 1600的內存支持與12.8GB/s的理論帶寬在手機SoC中實為翹楚,
' `0 C% e3 G" L- @$ Y! e5.39.217.77而PowerVR SGX544MP3運行在533MHz的高頻下,假如不考慮信息尚不明確的Tegra 4,
! t3 z; ? H/ W' `0 x公仔箱論壇性能也足以進入ARM世界的前三:僅次於iPad4的SGX554MP4和驍龍800的Adreno 330。
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