智能手机的核心:选择哪种SoC

我们将各种智能手机芯片上的数据系统化,以更清楚地显示它们之间的区别及其性能。 他们将所有东西包装在一个平板电脑中,并简短地告诉了它的来源和来源。



每个制造商既有成功的模型,也有坦率的失败-坦率地说,失败是所有力量将所有核心都投入了高性能,忘记了内存,没有为简单的任务留出储备,也没有教导芯片以一半的强度工作。 本文的目的是展示ARM体系结构的演变方式,哪些解决方案现在是相关的,以及您可以自己选择哪种解决方案,重点是使用智能手机的场景。



ARM和主要家族版本


对于现代智能手机芯片中使用的核架构的经典表示,通常考虑使用ARMv7和ARMv8系列。 它们构成了许多分支机构的基础,这些分支机构均由ARM Holdings和高通,苹果,三星,Nvidia等公司的作者共同创立。最受欢迎的分支机构是ARMv8-A,它在当时开启了大规模64位计算技术的新时代。移动设备。

当前所有用于智能手机的ARM Holdings计算核心都已集成到Cortex-A系列中。 其他开发人员从ARM购买许可,然后以最小的更改发布其芯片。 但是他们也可以处理架构本身,甚至可以从头开始创建所有内容,同时仅保留对相应指令集的支持。 因此,例如,苹果,三星和其他一些公司采取了行动。 在三星,这些是Exynos M1,M2和M3内核。 苹果有季风,Mistral,飓风等。 Nvidia有Denver2。 高通公司有Kryo等人。

现在,让我们看看这个市场上最流行的SoC。

高通和骁龙线


高通被认为是该领域公认的领导者。 现在,该公司的产品组合包括几代成功的SoC,这些SoC已在全球范围内分发了数百万本。 让我们看一下分类并突出最有趣的模型。



Snapdragon 4xx-用于智能手机的一系列价格合理的SoC。 也许这句话对他们来说有些粗鲁,但一些制造商正试图以对自治的关注为借口来保留这些SoC。 不要相信他们。 尽管Snapdragon 4xx确实很经济,但是成本效益是结果,而不是原因。

Snapdragon 425、427-4核处理器,支持单通道LPDDR3内存。 它们的工作频率高达1.4 GHz,并基于Cortex-A53内核(ARMv8架构)。
Snapdragon 435是一个8核处理器,支持单通道LPDDR3内存。 它的工作频率高达1.4 GHz,并再次基于Cortex-A53。

Snapdragon 450系列也采用8核布局,但采用14纳米制程技术。 我们设法将频率提高到1.8 GHz,并且集成的视频内核获得了从WUXGA到Full HD +(宽高比18到9)的分辨率支持。 Snapdragon 450仍使用Cortex-A53(ARMv8)和LPDDR3单通道内存。

Snapdragon 625和626-SoC系列产品是第一个接收充电QC 3.0的产品,并根据14 nm FinFET的标准生产。 这允许减少CPU部分的功耗。 但是,与4xx系列并没有太大区别:625的增加频率高达2 GHz,626的增加频率高达2.2 GHz。

Snapdragon 653是首款采用BIG.Little技术的中端SoC。 它基于一堆4个Cortex-A72内核(高达1.95 GHz)和4个Cortex-A53内核,频率高达1.45 GHz。 有双通道LPDDR3内存和具有正常性能的图形核心。 基于Snapdragon 653的手机可以配备分辨率为2560x1600像素的显示器。

骁龙630、636和660-630芯片在这里与众不同 他结束了自己的生活,然后才能正确地开始生活。 它的结构相对简单:将8个相同的Cortex-A53(ARMv8)内核分为2个簇,每个簇4个;它在14 nm的制造工艺上立即投入生产。 作为存储器使用的是双通道LPDDR4。 从同一年的字面上看,高通得出的结论是Snapdragon 630配置并不完全成功,并将其升级到636。它使用四个更快的Cortex-A73内核和四个Cortex-A53。 Snapdragon 636和660是同一SoC,最大频率有所不同(1.8 GHz与2.2 GHz),不同的图形内核以及660中的存储频率略高。

Snapdragon 835和845是最先进的手机(甚至是上网本)中使用的Qualcomm旗舰产品。 两者均由三星工厂的10 nm工艺技术生产。 它们在BIG.little配置中具有8个核心。 Snapdragon 835集成了四个ARM Cortex-A73内核(ARMv8-A)和尽可能多的Kryo 280内核(改良的Cortex-A73内核)。 引入了对QC 4.0的支持。 新标准使用的双通道内存-LPDDR4X。 即使按照2018年的标准,Adreno 540图形核心也非常非常快。



第一台Snapdragon 845安装了两对内核Kryo 385 Gold和Silver。 Kryo 385 Gold基于Cortex-A75(ARMv8.2-A)版本,而Silver基于Cortex-A55(ARMv8.2-A)版本。 这是BIG.​​little技术发展的下一步。 现在,高通将其称为ARM DynamIQ。 Kryo 385 Gold的频率达到2.8 GHz,而较弱的Kryo 385 Silver的频率则降低到1.8 GHz。

联发科


在阅读规格时,您了解该公司是智能手机制造商的真正发现:它还将生产带有一堆内核的廉价SoC。 您花一个钱买了一部不到$ 100-200的手机,上面写着:“ 8核,64位等!”。 实际上,联发科制造的SoC很好,但它们的绑定能力中等,因此购买者对此类手机保持警惕。 然而,在众多产品中,联发科拥有真正的大型ARM处理器。 好的解决方案可以称为两行-Helio P和X。第一行涉及中间市场,第二行涉及高级智能手机。


Helio P30,P25和P20系列是8核4 + 4芯片,由A53核组成。 Helio的优势之一是现代LPDDR4x内存,它肯定会影响图形测试。 在处理器测试中,三种版本的SoC之间的差异并不大。 联发科的重点是开发SoC的辅助功能,例如支持高分辨率屏幕,双摄像头等。

较早的微芯片X27和X30在结构上是独特的。 它们的成本不是两个,而是三个ARM内核集群。 好吧,该解决方案非常有趣。 实际上,评估这种电路的性能甚至更加困难,因为它们会根据负载单独工作。



华为麒麟


市场上的另一个玩家喜欢自己的开发。 总的来说,华为进入奥林巴斯已经有很多年了,因此,它决定自然而然地开始使用ARM许可证来开发SoC。 通常,这些是具有通常特性的典型SoC,但华为希望与时俱进。 因此,诸如NPU协处理器之类的AI处理元素逐渐被引入SoC。 此外,华为在欧洲设有大型研究中心。 华为现在是否能赶上领导者,我们现在将看到。



麒麟6xx-适用于中档手机。 这些SoC与Snapdragon 4xx竞争。 它们具有4 + 4配置的8个内核。 ,,图形系统性能不足。 这是6xx系列的主要缺点。 麒麟658、655和650非常相似。 华为正在逐步对其进行超频并更改索引。 同时,图形部分保持不变,它基于Mali-T830 MP2内核。 支持已经淘汰的LPDDR3内存。 对658进行了审核,并出现了更新的通信模块(802.11 b / g / n / ac)。 但是,旧版本的9xx仍然引起人们极大的兴趣。

麒麟9xx 这些8核SoC尽管内核较少,但比联发科技Helio X系列更快一些。 SoC被证明是没有创新的标准,但是它们可以完美地工作并节省公司资金。 通常,麒麟三重奏970、960、955具有典型的特征,这些特征说明了进化是如何进行的。 拥有一组A72 + A53内核的955最终被A73 + A53取代。 频率降低了,功耗降低了,并且由于A73内核的内部优化,结果达到了Snapdragon 835和660之间的性能。因此,下一步是用更快的内存替换给了我一个冲动,使我们可以平等地对付Snapdragon835。结果坦率地说,胜过10核Helio的性能,后者显然是华为所追求的。



另外,必须说一下NPU协处理器的效率,因为结果真的很奇怪。 正如许多评论家所指出的那样,基于麒麟970的智能手机表现出良好的自治性,这主要是由于将某些特定的计算转移到了协处理器,例如,在相机工作并确定拍摄场景时。 此外,它有时还可以加速AI应用程序的典型任务。 此外,它还分析了智能手机用例,为它们的启动做好了准备,或者让它们入睡以获得更好的自治性。

三星


三星的旗舰设备具有双重性:它们作为基于Snapdragon芯片的型号投放市场,这真是令人惊讶! -是在三星生产线上并基于其自己的Exynos SoC生产的。 有趣的是,Exynos的制造工艺与Snapdragon相似,但是在性能方面具有明显的优势。 韩国人为什么这样做有多种版本。 最合理的想法是,对于美国用户(即,板上有“龙”的型号),他们将必须许可CDMA之类的某些技术,而高通公司已经拥有了这些技术。 无论如何,效果都很好。

因此,安装在三星S8中的Exynos 8895具有四个本机M2 Mongoose核心,频率为2.1 GHz,四个A53核心,频率为1.7 GHz。 在更新的Exynos 9810中,内核被升级为M3猫鼬,同时将频率提高到2.9 GHz,四个低性能内核被更新为A55。 该视频已升级到Mali G72,再加上Snapdragon 845中的Adreno 630,使其再次成为最高性能的解决方案之一。


因此,基于三星语法的基于Exynos的三星S9 + 被认为是最快的Android智能手机,并且胜过类似的Snapdragon型号。

同时,它们不是旗舰产品。 三星还基于自己的处理器生产坚固的中间件-Galaxy A系列。 去年的A7基于Exynos 7 Octa 7880:频率为1.9 GHz的8个coretex A53内核,Mali-G71 MP2和双通道LPDDR4内存。

Soc的特性使其可以与Snapdragon 625平等竞争。即将于今​​年发布的Galaxy A8智能手机将配备新的Exynos 7 Octa 7885,其中两个内核被A73取代,频率提高到2.2 GHz,其余六个A53频率降低到1.6 GHz。 因此,有可能同时提高生产率和自主权。

有趣的是,Octa 7885有一个弟弟Exynos 5 Hexa 7872,其中有两个较旧的A73(频率为2 GHz)和4个A53,工作频率甚至更低,为1.4 GHz。 基于该芯片的首批智能手机即将投入生产,并承诺具有良好的性价比。

生产力SoC比较表


为了使您更容易理解所有这些多样性,我们在表中收集了所有主要特征,并添加了来自开发公司的开放数据库和官方评级的平均Geekbench4测试结果。 以及GFXBench:Manhattan的结果。


(点击放大)

查看表时,重要的是要记住,许多智能手机应用程序在多线程方面仍然微不足道,因此Geekbench 4 Single测试中显示的每核性能也是一个非常重要的指标。

结论


通过考虑整个“动物园”可以得出的主要结论是,尽管原子核的定制水平很高,但最终决定其生产率的还是他们的家族。 如果要获得高性能的解决方案,请选择带有SoC的智能手机,其中包含核心Cortex-A72,A73或A75。 但是,如果智能手机响应的十分之一秒对您而言并不重要,但又有节省的欲望,那么Cortex-A53将非常适合您。

同样,不要忘记慢速RAM或小于2 GB的内存可以“扼杀”任何高性能处理器。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN415197/


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