跑分不靠譜 手機(jī)處理器性能參數(shù)揭秘

工藝制程

制程工藝的納米是指IC內(nèi)電路與電路之間的距離。更小的制程也就意味著更低的功耗和散熱，同時(shí)在同樣面積的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶 體，而晶圓的數(shù)量又是決定處理器性能的關(guān)鍵因素，所以，工藝制程越先進(jìn)，處理器性能越強(qiáng)。收集處理器從較早的90納米，到后來(lái)的65納米、45納米、32 納米一直發(fā)展到目前最新的28納米，而16納米制程工藝將是下一代CPU的發(fā)展目標(biāo)。

芯片的工藝制程和架構(gòu)是同時(shí)發(fā)展的，一般采用更新架構(gòu)的處理器也會(huì)應(yīng)用更先進(jìn)的工藝制程。目前低端手機(jī)市場(chǎng)一般還在使用比較落后的90納米制程 工藝。比如德州儀器OMAP1和OMAP2系列處理器和很多低價(jià)國(guó)產(chǎn)手機(jī)采用的MTK(聯(lián)發(fā)科)處理器等。這些處理器一般性能比較差，功耗也很高，不過(guò)因 為低端手機(jī)對(duì)性能的要求也不高，所以也能保證手機(jī)運(yùn)行流暢，但是大型的游戲就別想了，而且優(yōu)點(diǎn)是售價(jià)便宜，降低了智能手機(jī)的門(mén)檻，使用戶(hù)只需花費(fèi)幾百元就 能感受只能手機(jī)的樂(lè)趣。

德州儀器OMAP1和OMAP2系列都采用了90納米工藝

到了ARM Cortex-A8時(shí)代，工藝制程已經(jīng)提升到了65納米級(jí)，比如德州儀器OMAP34x0系列等，甚至有些已經(jīng)提升到45納米級(jí)，比如德州儀器 OMAP36x0系列、高通驍龍S2/S3系列和三星蜂鳥(niǎo)處理器等。這些處理器一般用在中高端單核智能手機(jī)和采用高通MSM8x60的雙核智能手機(jī)中。代 表機(jī)型為蘋(píng)果iPhone 4、摩托羅拉里程碑、魅族M9、HTC Sensation系列和小米手機(jī)等。

TI OMAP 3xxx處理器工藝制程

到了ARM Cortex-A9時(shí)代，雙核處理器的工藝制程一般都達(dá)到了45納米級(jí)，比如德州儀器OMAP44x0系列，三星獵戶(hù)座處理器等，而英偉達(dá)Tegra 2和Tegra 3的工藝制程達(dá)到了更為先進(jìn)的40納米。這些處理器一般應(yīng)用在高端的雙核手機(jī)當(dāng)中，比如三星I9100、I9220、摩托羅拉Droid RAZR以及HTC One X等。

而下一代處理器的發(fā)展方向?qū)?huì)達(dá)到28納米的工藝制程，那時(shí)的處理器將會(huì)帶來(lái)更強(qiáng)的性能，更低的功耗以及更小的尺寸。

處理器主頻

作為消費(fèi)者最為熟知的主頻，其自然也代表著一部手機(jī)的性能。雖然不同架構(gòu)的同主頻處理器會(huì)有所差異。但如果在相同的條件下，高主頻顯然意味著更強(qiáng)的性能。

CPU的主頻，即CPU內(nèi)核工作的時(shí)鐘頻率(CPU Clock Speed)。通常所說(shuō)的某某CPU是多少兆赫的，而這個(gè)多少兆赫就是“CPU的主頻”。很多人認(rèn)為CPU的主頻就是其運(yùn)行速度，其實(shí)不然。CPU的主頻 表示在CPU內(nèi)數(shù)字脈沖信號(hào)震蕩的速度，與CPU實(shí)際的運(yùn)算能力并沒(méi)有直接關(guān)系。主頻和實(shí)際的運(yùn)算速度存在一定的關(guān)系，但目前還沒(méi)有一個(gè)確定的公式能夠定 量?jī)烧叩臄?shù)值關(guān)系，因?yàn)镃PU的運(yùn)算速度還要看CPU的流水線(xiàn)的各方面的性能指標(biāo)(緩存、指令集，CPU的位數(shù)等等)。由于主頻并不直接代表運(yùn)算速度，所 以在一定情況下，很可能會(huì)出現(xiàn)主頻較高的CPU實(shí)際運(yùn)算速度較低的現(xiàn)象。比如Tegra 2，雖然性能很強(qiáng)，但是由于帶寬太小，所以性能發(fā)揮不出來(lái)。另外，經(jīng)常被大家詬病“高頻低能”的高通處理器，由于架構(gòu)比較落后以及采用了異步雙核的方式， 導(dǎo)致主頻雖然能達(dá)到1.5GHz，但是性能卻并不強(qiáng)。因此主頻僅是CPU性能表現(xiàn)的一個(gè)方面，而不代表CPU的整體性能。

主頻最快不等于速度最快

CPU的主頻不代表CPU的速度，但提高主頻對(duì)于提高CPU運(yùn)算速度卻是至關(guān)重要的。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)，假設(shè)某個(gè)CPU在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條 運(yùn)算指令，那么當(dāng)CPU運(yùn)行在100MHz主頻時(shí)，將比它運(yùn)行在50MHz主頻時(shí)速度快一倍。因?yàn)?00MHz的時(shí)鐘周期比50MHz的時(shí)鐘周期占用時(shí)間 減少了一半，也就是工作在100MHz主頻的CPU執(zhí)行一條運(yùn)算指令所需時(shí)間僅為10ns比工作在50MHz主頻時(shí)的20ns縮短了一半，自然運(yùn)算速度也 就快了一倍。只不過(guò)電腦的整體運(yùn)行速度不僅取決于CPU運(yùn)算速度，還與其它各分系統(tǒng)的運(yùn)行情況有關(guān)，只有在提高主頻的同時(shí)，各分系統(tǒng)運(yùn)行速度和各分系統(tǒng)之 間的數(shù)據(jù)傳輸速度都能得到提高后，電腦整體的運(yùn)行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主頻主要受到生產(chǎn)工藝的限制。由于CPU是在半導(dǎo)體硅片上制造的，在硅片上的元件之間需要導(dǎo)線(xiàn)進(jìn)行聯(lián)接，由于在高頻狀態(tài)下要求 導(dǎo)線(xiàn)越細(xì)越短越好，這樣才能減小導(dǎo)線(xiàn)分布電容等雜散干擾以保證CPU運(yùn)算正確。因此制造工藝的限制，是CPU主頻發(fā)展的最大障礙之一。

運(yùn)行內(nèi)存RAM

提到RAM，我們很容易會(huì)聯(lián)想到ROM，實(shí)際上，ROM是只讀存儲(chǔ)器，功能相當(dāng)于存儲(chǔ)卡，和處理器的性能關(guān)系不大，而影響處理器性能的關(guān)鍵因素是RAM。

RAM(random access memory)隨機(jī)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)單元的內(nèi)容可按需隨意取出或存入，且存取的速度與存儲(chǔ)單元的位置無(wú)關(guān)的存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器在斷電時(shí)將丟失其存儲(chǔ)內(nèi)容，故主要用于存儲(chǔ)短時(shí)間使用的程序。

動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

RAM越大，運(yùn)行大型游戲以及多線(xiàn)程程序時(shí)速度就越快。比如同樣為1.5GHz主頻的兩顆處理器，同等條件下，采用512MB RAM的處理器就比采用256MB RAM的處理器快。所以，手機(jī)的RAM越大越好。目前比較高端的手機(jī)基本上都采用了最大的1GB內(nèi)存。

快速周期隨機(jī)存取存儲(chǔ)器

雙通道，就是在北橋芯片級(jí)里設(shè)計(jì)兩個(gè)內(nèi)存控制器，這兩個(gè)內(nèi)存控制器可相互獨(dú)立工作，每個(gè)控制器控制一個(gè)內(nèi)存通道。

雙通道體系包含了兩個(gè)獨(dú)立、具備互補(bǔ)性的智能內(nèi)存控制器，兩個(gè)內(nèi)存控制器都能夠并行運(yùn)作。例如，當(dāng)控制器B準(zhǔn)備進(jìn)行下一次存取內(nèi)存的時(shí)候，控制 器A就讀/寫(xiě)主內(nèi)存，反之亦然。兩個(gè)內(nèi)存控制器的這種互補(bǔ)的“天性”可以讓有效等待時(shí)間縮減50%，因此雙通道技術(shù)使內(nèi)存的帶寬翻了一翻。