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副市长食堂喝洋酒:普及大核战役

2019-01-16 15:55 来源:冰冰智能手机网 对此文章感兴趣的有:
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对智能手机而言,其性能和体验基本就取决于内置的移动处理器(准确来说是SoC,而高通还将旗下产品统称为“移动平台”),因为这颗芯片集CPU、GPU、ISP、Modem等多个功能模块于一身,牵一发而动全身。遗憾的是,在过去很长一个时期,主流处理器始终坚持以Cortex-A53作为大小核心架构,从而制约了其性能的发挥。随着主流处理器的竞争愈演愈烈,Cortex-A73/A75有望成为它们的“大核”,进而一改往日的颓势。

小核演大核的尴尬历史

智能手机所用的移动处理器全部基于ARM架构或ARMv8指令集定制而来(包括自研、魔改和原生三大类,感兴趣的读者可参考本刊2018年第3期《跳动的心 解读移动处理器性能差距之源》这篇文章),目前ARM针对手机定制的核心架构包括Cortex-A53、A55、A72、A73和A75(表1),其中A53和A55定位“小核”,而A72、A73和A75则定位“大核”。“小核”可以独自存在,而为了兼顾功耗,“大核”却必须搭配“小核”。

主流处理器泛指2000元以内的智能手机常用的芯片,出于成本和工艺的限制,它们普遍都是基于Cortex-A53架构而生(图1),并衍生出两类组合形式。下面我们就通过常见的八核处理器加以说明。

第一类是以高通骁龙625和骁龙626为代表(图2),它们都内置了8颗Cortex-A53核心,并全部都能“扮演”大核,每颗核心最高都可以运行在2.0GHz或2.2GHz的主频上。

第二类是以骁龙400系列、骁龙630和联发科Helio(曦力)P10/P20/P23/ P25/P30为代表(图3),以Helio P23为例,它同样内置8颗Cortex-A53核心,但却让其中的4颗Cortex-A53核心“扮演”大核,最高可运行在2.3GHz的主频上,而另外的4颗Cortex-A53核心则“本色出演”小核,最高主频为1.65GHz。这种类别的优势是能耗比相对更好一些,但缺点则是多核性能不如第一类。

问题来了,无论Cortex-A53如何“扮演”大核,并将它们的主频拉到再高,也无法和Cortex-A72等“原生”大核抗衡。原因很简单,Cortex-A53和Cortex-A72的关系就好像自行车和摩托车,哪怕你给自行车套上了哈雷的外壳,也弥补不了自行车机动性差的先天缺陷。

好消息是,Cortex-A53长期独占主流移动处理器的格局即将成为历史,继三星Exynos 7872之后,高通和联发科也纷纷祭出了新一代主流移动处理器,并刷新了性能新高度。

高通:骁龙636参上

2年前,高通骁龙625凭借着14nm LPP工艺和均衡的CPU/ GPU性能,成功地击败了联发科当红的Helio P10,并被无数手机厂商青睐,从而获得了“一代神U”的光荣称号。随后,高通还先后推出了骁龙626和骁龙630,希望它们能延续前辈的辉煌。

遗憾的是,Cortex-A53架构先天孱弱,哪怕是较新的骁龙630也很难满足用户对性能的预期,而新一代的Cortex-A55还未商业化量产,所以高通决定改变主流移动处理器的架构策略,祭出了全新的骁龙636移动平台。

看到骁龙636,很多人都会将其视为骁龙630的接班人,并“想当然”地认为它们的性能提升幅度应该和骁龙630相较于骁龙625持平。实际上,骁龙636的真实身份却是骁龙660的“弱化版”,别看它的数字序列和骁龙630更为接近,但实际性能可是看向骁龙660的。

简单来说,骁龙636最早曝光于2017年10月17日的中国香港通信峰会,它同样采用了成熟的14nm FinFET制程工艺,而且与骁龙660和630移动平台管脚和软件兼容,从而使已采用这些平台的OEM厂商可以快速、高效地将骁龙636添加至其终端阵容。

驍龙636最大的特色,就是和骁龙660一样是由4颗性能级Kryo 260核心(大核,1.8GHz)和4颗效能级Kryo 260核心(小核,1.6GHz)组成的八核处理器(图5),其中的大核和小核分别是高通基于CortexA73和Cortex-A53“魔改”而来的半自主构架。同时,骁龙636还采用了和骁龙660一样的Spectra 160 ISP、Hexagon 680 DSP和X12 LTE基带,只是GPU换成了Adreno 509(表2)。

得益于“大核”的加盟,让骁龙636获得了秒杀骁龙630和骁龙626等前辈的实力(图6),并在多媒体优化和网络性能上也有了大幅升级。

但别高兴得太早,虽然骁龙636表面上和骁龙660相比就差了C PU主频和 GPU型号,但二者之间在很多细节方面还是存在较大差异的。比如,骁龙636的双通道LPDDR4X内存最高只支持到1333MHz(骁龙660是1866MHz);骁龙636的Wi-Fi由于仅支持MIMO 1×1,所以其峰值速度只有433MHz(骁龙660支持MIMO 2×2,峰值速度可达867Mbps);骁龙6 3 6对手机屏幕分辨率最高支持到F H D +(2160×1080像素),而骁龙6 6 0则最高支持2560×1600像素的屏幕。

此外,骁龙660和更高级别的骁龙处理器(如骁龙835/845和还未正式发布的骁龙670/700)都还支持人工智能引擎(AIE),可以让Hexagon矢量处理器、Adreno GPU和Kryo CPU这些硬件与多个软件功能共同促使相机、音频、安全、游戏等应用实现内置人工智能体验(图7)。而高通官方并没有刻意强调骁龙636对AIE提供支持和优化。

联发科:Helio P60来袭

联发科旗下“曦力”家族中的Helio P20/P25在2017年经历了一次迭代升级,Helio P23/P30虽然性能有所改进,但依旧没能得到市场的广泛认可,仅被魅蓝、金立主推。OPPO和vivo虽然也推出了搭载Helio P23的手机,但却没有做太多的市场推广,最终没能打响联发科Helio P系新品的知名度。

步入2018年后,联发科新一代Helio P60终于“守得云开见月明”(图8),得到了包括OPPO R15在内的更多“爆款手机”的青睐,为联发科的复兴开了一个好头。那么,Helio P60和自家的Helio P30等前辈相比都有了哪些改进?和高通旗下的骁龙636相比又孰优孰劣呢?

和联发科自家Helio P系列前辈相比,Helio P60可以说是出现了质的飞跃。

首先,Helio P60是全球首款采用台积电最新12nm工艺的移动处理器,根据联发科公布的数据显示,与16nm的Helio P30相比,Helio P60在高负荷应用上的功耗降低了25%,整体功耗下降了12%。此外,Helio P60不再使用小核模拟大核的策略,而是引入了真正的4颗Cortex-A73核心,并与另外4颗Cortex-A53携手作战(图9)。别看Helio P60的最高主频只有2.0GHz,但借助于Cortex-A73大核的先天优势,战胜更高主频的Helio P25/P30毫无悬念(表3)。

Helio P30同时还改用了ARM MaliG72MP3 GPU,图形性能可秒杀前辈。同时,这款芯片还内置三颗图像信号处理器(ISP),功耗表现更加出色,在双镜头设定下功耗要比上代P系列产品降低18%。

而Helio P60最令人關注的卖点,则是其头顶上那枚“人工智能处理器”的光环。

简单来说,Helio P60是联发科首款内建双核AI专用计算模块(Mobile APU:AI Processing Unit)及NeuroPilot AI技术的新一代智能手机系统单芯片(SoC)。需要注意的是,Helio P60内置的APU和苹果A11/麒麟970内置的神经元网络单元NPU不同,它属于Helio P30芯片中搭载的VPU模块的升级,更像是两个“优化版”DSP的叠加,在架构上增加了更适宜神经网络运算的能力(图10)。

据悉,Mobile APU处理器包含多核处理器与智能控制逻辑处理器,它们的功耗表现是GPU的2倍以上,运算处理能力可达每秒280GMAC。通过Helio P60特有的NeuroPilot异构人工智能运算架构,可以让CPU、GPU 、Mobile APU无缝切换并协同运算,从而实现具备深度学习功能的面部辨识技术、实时美化、创意实时图层堆栈功能、物品及场景辨识功能、AR扩增实境/MR混合实境的加速效果、影像增强或实时影片预览等多种创新功能(图11)。

性能:理论跑分对比

为了更好地展现骁龙636和Helio P60的性能,笔者还将它们各自的前辈列入了对比名单之中。从安兔兔、鲁大师和3DMark等软件的跑分成绩来看(表4),Helio P60和联发科自家的Helio P30、骁龙636和高通自家的骁龙630相比都有了长足的进步。其中,Helio P60无论是CPU还是GPU的性能都较前辈有了大幅提升,而骁龙636较骁龙630在CPU性能上提升较大,但GPU性能却相差不多。

如果是品牌间的横向对比,Helio P60的性能可以秒杀骁龙636,其CPU性能与骁龙660处于伯仲之间,只是GPU性能小幅落后。所以,我们完全可以将Helio P60视为和骁龙660同一个档次的存在。不过,骁龙660/636的调制解调器的下行速率支持Cat.12(600Mbps),远远高于Helio P60的Cat.7(300Mbps),网络性能中规中矩,依旧是联发科主流处理器的瓶颈所在。

按照惯例,联发科的定价策略会让Helio P60更容易受到主流价位新品的青睐,更容易打入1500元到2000元的价位区间,直接和骁龙636展开竞争。所以,联发科的这一代主流之芯应该有着不错的发展前景。而骁龙636的表现也没有让我们失望,只是它将面临Helio P60在略高价位的狙击,终端的售价高低将成为其能否重现当年骁龙625辉煌的关键。

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三星Exynos 7872是基于14nm FinFET工艺打造,由2颗CortexA73大核(2.0GHz)和4颗Cortex-A53小核(1.6GHz)构成的六核处理器(图4),已被魅蓝S6所武装。可惜的是,Exynos 7872大核数量较少,集成的Mali-G71MP1 GPU性能偏弱,所以它的综合表现并不算特别理想。而本文涉及的新一代主流移动处理器,堪称历代产品中的“水桶型”,无论是CPU、GPU还是特色功能方面都不存在短板。

扩展阅读三星Exynos 9610即將降临

除了高通和联发科,三星也即将推出名为Exynos 9610的主流移动处理器(图12),它将采用和Exynos 9810一样的10nm LPP制程工艺制造,由4颗Cortex-A73大核(2.3GHz)和4颗CortexA53小核(1.6GHz)构成,并集成Mali-G72 MP3 GPU。此外,Exynos 9610集成了专用AI单元,三星称之为Vision image processing unit(视觉图像处理单元),同样具备较强的本地AI运算能力。从规格来看,Exynos 9610的表现应该不逊于骁龙660,得益于10nm工艺,其能耗比也要比同级别的竞争对手更加优秀。


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(责任编辑:iPhone频道



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