手机芯片生产厂商众多,生产的手机芯片更是种类繁多。为我们所熟知的芯片厂商主要有高通、三星、联发科(MTK)、英伟达、英特尔、博通、苹果、海思、德州仪器、Marvell、爱立信、展讯等等。而在这些厂商中,除了英特尔使用x86架构之外,其他公司基本上都在使用ARM架构,由于ARM架构价格便宜,低功耗,性价比高,所以得到广大厂商的支持。两种架构各有特点,ARM架构是开源架构厂商只要向ARM购买产权即可使用;而x86架构属于私有架构,它的特点就是性能高,但是缺点是功耗比较大,价格偏高。各个公司最新产品如下:
一、展讯:是地道的国产公司,目前市场上主要的产品有SC8810和SC6820两款入门级智能手机芯片。SC8810 和SC6820采用1GHz CortexA5处理器, 40纳米制程工艺、Mali 400 GPU和电源管理单元。均是面向低成本智能手机市场。由于能给手机生产商提供完整手机技术方案,是一般没有核心技术的国产手机常用芯片之一。
二、爱立信的STE 9500是一枚主频1GHz ARM Cortex-A9架构的双核处理器,并搭配Mali400图形处理芯片,其性能不亚于MT6577,但市场上应用并不是很多。爱立信将于近期推出一款处理速度打3GHz的的NovaThorTM L8580智能手机平台,爱立信首席执行官表示,该产品集成若干项市场上最先进的技术,包括意法半导体的28nm FD-SOI制造工艺,在处理速度、功耗和整体性能方面,新一代平台创造了一个真正的业界记录——将CPU速度提升35%,同时GPU和多媒体加速器提速20%。手机市场越来越大,爱立信的声音却是越来越微弱了,和其他厂商似乎还有很大差距的。
三、Marvell:这几款芯片将是美满在13年上半年的主打的几款芯片PXA988/ 986 /1088;PXA988/986,处理器为高达1.4GHz的双核ARM Cortex A9,拥有1080p编解码能力;PXA1088四核ARM Cortex-A7架构的。可以轻松实现1080p视频编码和解码。
四、德州仪器:OMAP4470 1.5GHzCortex-A9双核智能多核心处理器,降低功耗,提高实时响应能力。384MHz PowerVR SGX544图形核心,图形性能可达到OMAP4430的2.5倍。;支持最高3屏高清输出,最大QXGA(2048x1536)分辨率,HDMI 3D立体支持。双通道LPDDR2 466MHz内存,更高内存带宽。其性能从配置上就明显高于三星的猎户座。
五、海思:
K3V2四核处理器是12年初业界体积最小的四核A9架构处理器。他是一款高性能CPU,主频分为1.2GHz和1.5GHz,是海思(华为子公司)自主设计,采用ARM A9架构40NM制程。采用手机芯片中最高端的64bit带宽DDR内存设计来充分释放四核的性能;K3V2还只是单纯的CPU+GPU,并没有集成无线模块。电子产品尤其是拥有核心技术的产品总感觉国产的和别人的还有很大差距,毕竟在技术上还是有一定的差距的,希望国产能够迅速崛起。海思的这枚芯片市场反应貌似还不是很大;很期待海思的下一代K3V3能够有良好的表现。
六、苹果:(并不能算是智能手机厂商,它只是为了适应自己的产品才走入这个行列的,有谣言称苹果一直在寻找“优秀”的芯片,一旦找到合适的芯片将会放弃自己设计芯片——这个可能性应该很小,毕竟在这方面已经投入了很大的精力)
苹果A6处理器是苹果公司发布的最新移动处理器,主频可以在550MHz至1.3GHz之间自动调节,采用非标准的ARM架构,32nm制程的双核处理器,集成了一颗三核芯的PowerVR SGX 543MP3,整体性能是A5的两倍。苹果的芯片并不是他的优势,苹果的优势是他的优化能力,能够发挥出芯片的性能。使得A6的跑分成绩也并不逊色。当然从目前来看,A5处理器的特点之一就是核心面积巨大,作为一颗移动产品的低功耗ARM芯片,它的122平方毫米的尺寸确实太大了,不利于功耗的降低和成本的控制;当然了成本对苹果而言不是问题。反观NVIDIA的Tegra2,芯片面积49平方毫米,CPU部分一样,解码能力等甚至比A5高;虽然A5的GPU理论性能比Tegra2高大约4倍,但是实际测试性能测试折算之后只高1.6倍。
七、博通:
定位于高端市场的BCM28150是基于ARM Cortex-A9结构的双核处理器,主频为1.1Ghz,支持双通道LPDDR2 400M、支持4G HSPA+和1080p全高清视频的芯片。在机顶盒市场及其他市场,博通很出色,但在智能手机市场,就略显逊色了。
八、英特尔:
PC机芯片大佬,在手机市场并不怎么显眼,虽然也在手机市场打拼了一段时间了,但我们能看到的产品并不多,这主要是因为他仍采用高性能的x86架构,但该架构的功耗太大,虽然已有所优化但总的还是比不了ARM架构。最新推出的一款芯片,待机的状态也不过才8~10小时,真正跑起来的话不是要带着充电器?
1、英特尔12年推出的首款智能手机芯片Atom Z2460,整个芯片由于CPU、GPU以及二级缓存和视频编解码模块组成,其中CPU部分代号是Saltwell,基于32nm工艺设计,是一颗单核心双线程处理器,处理器频率为1.6GHz,二级缓存方面采用的是双通道LPDDR2方案,二级缓存容量为512KB,除此之外还设计有256KB的隐藏缓存,隐藏的缓存采用低压低功耗版SRAM,拥有自己的电压调整策略,可以在CPU进入深度休眠状态时存储CPU状态和L2缓存中的数据。GPU则采用PowerVR SGX 540其核心频率为400MHz,其性能相较同级别产品有所提升。Atom Z2460采用了Imagination Technologies的VDX385和VDE285两个模块,支持对1080P全高清视频的解码和编码工作,在视频是出方面可支持1920x1080分辨率。Z2460平台包含一个集成的可编程图像信号处理器,支持最高每秒2400百万像素(mpps)的超高吞吐量,用户可以在短短1秒钟时间内拍摄多达10张照片。并且集成了硬件加速视频编码和解码引擎,可用于高清视频(MPEG4.2,H.264,WMV、VC1)的播放以及能够实现高质量捕捉的编码(MPEG4.2, H.264)。英特尔GMA支持最高分辨率为1280x1024的内部显示,以及30fps的1920x1080 HDMi输出,通过配备HDMI视频输出接口,它可以支持全高清1080P视频播放。英特尔的强悍的技术功底能为他夺回本身弊端造就的缺憾吗?
2、Clover Trail+:英特尔低功耗Atom Clover Trail将接替Oak Trail处理器,采用32nm工艺技术制造。能够提供8和10小时的电池续航和待机时间。从架构上说,Clover Trail+仍然使用Medfield平台,但增加了第二个CPU核心(并启用超线程),大幅改进GPU性能,引入了Clover Trail中采用的增强版内存控制器。而相对Clover Trail来说,CT+的改进主要在GPU方面。CT+的一个大改进在于GPU核心。之前Medfield的Penwell SoC集成了单个PowerVR SGX 545核心,而CT+则具备两块PowerVR SGX 544核心。Intel在设定CT+的GPU频率时非常大胆。Z2520中的544MP2最大运行频率为300MHz,而Z2580最高则可以飙到533MHz。Z2580以最高频率运行时将可以达到和苹果A5X差不多的Shader性能,和iPhone 5的A6 SoC也能与之一战。Intel宣称GLBenchmark 2.5 Egypt HD offscreen的成绩在30FPS左右,已经接近Qualcomm Adreno 320的水平。改进的GPU可以支持更高的分辨率,最高1920 x 1200。CT+的内存至系统仍然采用2 x 32-bit LPDDR2架构,但最大数据传输率提升到1066MHz。CT+将有4种工作模式:零功耗的C6待命模式,低频率模式(LFM),高频率模式(HFM)和最大频率模式(即Intel宣称的突发性能技术BPT)。当以2GHz频率全速运行时,CT+全平台功耗将高于现有的所有高端产品。不过Intel宣称CT+采用"HUGI” (Hurry-Up and Get Idle) 技术,将能更快速地进入挂起状态,令平台功耗低至0.5w以下,因此将更加省电。实际效果如何还有待实践检测。CT+终于采用XMM 6360换下过时的XMM 6260。新的基带芯片采用40nm制程,将支持42Mbps的DC-HSPA+和HSUPA category 7 (11.5 Mbps),但仍不支持LTE。
九、英伟达:(毕竟是显卡中的大佬,手机的显示技术当然绝不会逊色)
1、 Tegra 2双核ARMCortex-A9处理器,最高频率1GHz,二级缓存容量为1MB。准确的说他应该时2+1核,因为它还包含有一个用于芯片内部数据/功耗管理的ARM 7处理器核心。显卡为ULP GeForce 300Mhz( 4.8GFLOPS);内存则支持单通道LPDDR2 600MHz 或者 DDR2 667 MHz,采用的是40nm制程。
2、Tegra 3名为“四核”实际上内部包含了5个CPU核心,其中一个被称为“Companion CPU core”协核心。NVIDIA将这种架构称为vSMP(可变对称多处理,Variable Symmetric Multiprocessing)。Tegra 3中的5个CPU核心在内部结构上完全一致,均为Cortex-A9架构。不过,其中四个采用高性能制程(G)制造,为更高频率运行优化。而最后一个协核心则为低功耗制程(LP)打造,漏电流更低,为低频率运行优化,最高频率仅500MHz。vSMP架构的特色在于,在“动态待机”(即运行后台进程)和音乐、视频播放时,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,切换延迟不超过2毫秒。更重要的是,在操作系统的眼中协核心是不存在的,它只会看到四个性能平衡的核心,而不会发现在单核低负载运行时,实际上已经切换到了更低功耗的协核心上。并且它还集成了12个执行单元的GeForce GPU图形核心,支持3D立体,并支持2560×1600的超高清分辨率,整体性能号称五倍于Tegra 2,处理能力超越Intel的双核心笔记本处理器Core 2 Duo。采用台积电40nm工艺制造;二级缓存容量还是1MB,集成的内存控制器也继续是单个32-bit LPDDR2,只是做了简单增强并提升了频率。功耗方面Tegra 3在同等负载下将不会高于Tegra 2,当然如果开动全部四个核心,电池续航时间必然会受到一些影响。可以支持稳定码率40Mbps、峰值码率60Mbps、分辨率2560×1440的高清H.264视频解码。它支持3200万像素的主摄像头,全新的300M像素/秒的图形处理单元
3、Tegra 4仍然采用“4+1”的设计,即具备四颗主核芯和一颗省电核芯。Trgra 4集成了四个Cortex-A15 CPU核心主频1.2~2.0GHz,以及一个第二代省电核心在架构上同样基于Cortex-A15,Tegra 4拥有多达72个定制的GeForce GPU光栅化处理单元,是上代Tegra 3的六倍之多,图形和游戏性能自然会大幅度提升,同时还支持4K超高清视频解码,并有所谓的“PRISM 2 Display”显示技术,可在保证清晰画质的同时降低背光功耗。Tegra 4的内存从单通道LPDDR2升级为双通道LPDDR3;Tegra 4采用台积电28nmHPL工艺制造,特点是低功耗加高K金属栅极(HKMG),它与28nm HPM的不同是更注重漏电率与性能之间的平衡,在日常使用中的功耗比前辈降低了45%,用在手机上高清视频播放续航时间可达14个小时。此外,Tegra 4带来了创新的“计算拍照架构能够综合CPU、GPU和摄像头ISP(图像处理器)、传感器的计算能力,自动处理HDR照片和视频,速度非常快。
十、MTK:(电源管理模块还是十分优秀的)
1、MT6577采用支持1.0 ~ 1.2GHz的Cortex-A9架构以及40nm制程;PowerVR SGX531超频版GPU;最高支持分辨率 1080*720,支持1080p/30fps视频的录制和播放(注:这是官方给出的数据,经过真机测试,不支持大部分1080P视频的播放)、最高支持800W摄像头,双摄像头。同样有着优秀的电源管理系统。
2、MT6589四核芯片MT6589采用支持1.2GHz的Cortex-A7架构,采用先进的28nm制程,配备双核的Power VR SGX544MP图形处理器,最高支持1300万摄像头和1080P的视频录制,最高支持1920×1080的分辨率屏幕。从软件跑分来看明显弱于tegra3以及Exynos4412以及APQ8064这几种四核处理器以及近期刚刚上市的三星5系列双核处理器。而在权威性较强的象限测试里,MT6589的得分仅有3000左右,约为目前主流四核处理器的二分之一水平。除此之外,最令人沮丧的消息莫过于MT6589处理器依然不支持DDR3内存了,这在内存性能上将大打折扣,对整机性能影响较大。但MTK的电源管理还是相当不错的,再加上MT6589采用的时先进的28nm制程工艺从工艺上来说它就更加省电。
十一、三星:(三星的内存管理是走在世界前列的,当然智能手机平台是它展示自己的平台之一)
1、Exynos 4210:2011年推出的Exynos 4210才是Exynos系列的第一款产品,它之前被人熟知的名字是 Orion(猎户座)。Exynos 4210采用45 nm制程,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。
2、Exynos 4212:2011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。
3、Exynos 4412:2012年初,三星正式推出了自家的首款四核移动处理器Exynos 4412。这款新Exynos A9 四核处理器,拥有32nm HKMG(高K金属栅极技术)制程,支持双通道LPDDR2 1066。新的32nm HKMG技术可以帮助降低功耗,按照官方的说法,和其前代比会减低20% 的功耗。三星Exynos 4412四核处理器仍然集成Mali-400MP图形处理器,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,新闻稿指出会比现有的双核机型整体西能耐提升60%,图像处理提升 50%。2012年5月,首款采用Exynos 4412处理器的智能手机三星Galaxy S III正式上市。
4、Exynos 5250:11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。
5、Exynos 5 Octa全球首款八核移动处理器(并不能算是真正意义上的八核,因为八个CPU并不是同时工作,而是分为两个四核分别运作),三星Exynos 5 Octa采用的是28nm工艺制程,基于ARM的ARM big.LITTLE/Cortex A15架构(也就是所谓的大小核架构),号称是一种低功耗,高性能的移动处理器架构。三星这块八核处理器的特色是由两个四核处理器组成,分别为1.8GHz的A15架构处理器和1.2GHz的A7构架处理器。三星称,这款八核处理器的具备低功耗和高性能的特色,其3D性能将达到市面所有产品的两倍之多。而Exynos 5 Octa的大小分别为主频在1.8GHz的A15处理器,负责处理整段的高负荷任务;A7主频为1.2GHz的处理器负责碎片化的轻量级任务。之所以要把A15和A7两种架构的内核搭配起来,是因为A15本身的功耗实在是太高了,如果真的要把四核A15直接装载到手机,相信手机的续航将会是个很大的问题。而big.LITTLE的理念则是用适当的“作业分配”的形式让A15和A7两个核心进行协同工作,八核心是不会同时工作的。当需要高性能负载的时候,则会用到现在性能最强大的A15架构处理器。而A7架构处理器则是处理设备的日常大部分的操作,和一般用户想象的“八核”同时工作不太一样。这种做法是把A15的强悍性能以及A7的超高能耗比的优点都发挥出来,虽然某种程度上算是一种妥协的做法,不过也是一个实用性很高的设计。而big.LITTLE的潜在问题,则是A15和A7处理器之间的切换问题,在big.LITTLE系统中,A15和A7处理器间是通过系统IP实现的,同时ARM还利用CoreLink CCI-400来实现处理直接的高速缓存的一致性。但是在A15和A7之间的切换是否存在延迟也是个问题。此外,在应付大部分日常应用中,A7处理器带来的效能会不会比现在主流的四核A9处理器的体验差一些,也还是个未知数。不过个人依个人观点来看,三星的这个做法并不是那么可取,这一点和英伟达比起来貌似略显落后了很多,在A7和A9之间的转换时间就是一个不可忽略的问题,另外这样做无疑是增加了生产成本。到底能不能在性能上战胜Tegra4呢?
十二、高通:
1、APQ8064隶属于高通骁龙S4 Pro系列,采用28nm工艺制造,集成最新的Adreno 320 GPU,整合四个Krait架构CPU核心,每核主频最高达1.5GHz/1.7GHz。它是全球首款采用28nm制程的四核移动处理器,同时也是高通首款四核心处理器。APQ8064采用的Krait CPU微架构是高通公司基于ARMv7-A 指令集自主设计的新型高性能架构,采用异步对称式多核处理技术(aSMP),较高通第一代Scorpion CPU微架构在性能上提升60%以上,功耗降低65%。在指令集方面,Krait兼容CortexA-15 系列相应的ARM指令如VFP3/v4和NEONAdv SIMD,而且在性能上Krait也和Mobile版的Cortex A-15 接近。所以Krait是CortexA-15 级别的处理器。但功耗却远低于Cortex-A-15。
2、Snapdragon600采用四核心Krait300架构设计,最高频率可达1.9GHz,集成强化版Adreno320GPU,也支持双通道LPDDR3800MHzRAM,支持从主内存中获取数据调入二级缓存。整体相当于当前S4Pro的加强版,性能提升约40%左右。
3、Snapdragon 800是芯片制造商高通在CES 2013上发布的最新移动芯片,是目前高通最高端的移动芯片,新的Krait 400核心能够将时钟频率拉升至2.3GHz,同时Adreno 330 GPU和LPDDR3内存模组在性能组合非常出色。这款芯片还支持更快的Cat.4 (150 Mbps下行)LTE网络,802.11ac Wi-Fi,4K分辨率的高清视频,显示屏支持的最高分辨率达到了2560 x 2048。Snapdragon800采用新的28nmHPm工艺制程,总体性能将会比现有的S4Pro提升75%,集成的Adreno330GPU也比Adreno320性能高出两倍。第三代LTE基带9x25不仅支持4GLTE,还兼容CDMA2000/WCDMA/LTE和WCDMA/LTE网络。使用异步对称多处理(aSMP)架构,能感知和控制每核峰值性能的动态功率,无需使用其它专用核心即可延长电池续航时间。这款芯片几乎可以秒杀英伟达的Tegra4。
手机芯片市场上演的芯片大战,实在是激烈,但对我们现阶段来说手机芯片的性能似乎已经超出了我们实际使用的范围,现在的双核手机上跑起来大部分的应用都没有丝毫的问题,更不要说四核手机了,也许在没有大型手机游戏或大型应用软件流行之前,手机拼芯时代将会很快结束。未来一段时期内拼“芯”、拼硬件的手机生产厂家可能会转向手机的性能上来。但芯片厂商之间的这场战争则是不会结束的。