手机cpu是什么「附:关于手机处理器详解」

很高兴又和小伙伴们见面了,这次许子琪主要整理了一些关于手机cpu是什么,关于手机处理器详解的事情,还有关于架构,基带,处理器,性能,工艺这些的精品干货文章,希望你认真看完这篇文章后,能充分理解我想表达的意思。相信你很快就能掌握!你离大牛越来越近了!

一直以来就比较喜欢研究些数码产品,但是很多事情都是只知道皮毛,前段时间618有很多征稿文,实在心痒,但是又怕自己写出来的东西有误导的嫌疑,迟迟不敢下手。仔细思考之下,决定对各单元进行一番深入研究,磨刀不误砍柴工。由于小弟才学疏浅,对一些点的理解难免有所偏差,还望各位大神不吝赐教!

今天主要和大家聊的就是手机的核心——处理器。这是一个非常关键的点,一般来说大家购买手机都会首先看处理器是哪一款,因此先对处理器这块骨头下手,啃起来。尽可能的说全说透,有疑问大家可以评论区探讨。

片上系统

和PC电脑不同,其实手机的处理器更正规的叫法应该是Soc,即片上系统,大概有“把系统都做在一个芯片上”的意思。通常所说的CPU只是Soc的一部分,片上系统一般包括CPU、GPU、基带、ISP、DSP等等,是一个集成芯片。完成封装后的Soc各个厂家都会给出一个命名,比如骁龙855、麒麟980等等。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

骁龙845内部布局图

虽然Soc集成了很多的功能部件,但是有些厂商在设计手机时根据实际情况并不会选择集成在Soc内部的功能模块,而是选择外搭该功能更优秀的模块芯片进行设计。比如锤子T1没有选择高通Soc中的ISP而是外挂了一颗富士通的ISP芯片。同时也有很多厂家不选择Soc内的音频处理,而是额外使用其他的音频方案,比如外挂高端音频芯片就是VIVO增加Hi-Fi性能的做法。说这个就是告诉大家,并不是搭载了某个Soc芯片就会使用其内部的功能部件,要看具体厂家的设计。所以不能靠Soc内的功能部件来推断手机的某些方面性能,比如音频。

数据运算的大脑CPU

架构

如果说怎么看一个CPU的性能如何,相信很多朋友都会选择主频和核心数这两个参数,其实这是被误导的一种观念,其实决定处理器性能的不是主频和核心数,而是架构和工艺,然后才是主频和核心数。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

PC处理器架构示意图

说到处理器的架构,相信有些朋友会非常了解,有些朋友就会很迷糊了。架构用百科的话说就是“CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一种规范”,也就是说架构决定了CPU核的晶体管排列规律。说的通俗点,晶体管就好比是一块砖,架构就是房屋的设计图纸,我们需要根据图纸来进行施工,哪边需要多少砖,砌多高多厚,这样就能够做出来房子。按照这个图纸做出来的房子,我们就可以给它归到一个类别,比如平房、别墅、洋楼等等。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

言归正传,既然架构这么重要,那么谁来设计这个架构呢?要知道,架构的设计可不是那么简单的,需要考虑性能、功耗等各个方面,其实有很多公司都可以进行架构的设计。其中影响最大的就是目前多数手机处理器背后的那个公司——ARM(除此之外还有Intel、英伟达等),不过几乎所有手机都会采用ARM的产品进行设计,我们这里就以ARM产品为例进行讨论。

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ARM A9架构图

相信会有朋友说,你说的不对,高通、苹果采用的就不是ARM架构。这里说下,CPU除了实现架构外还有指令集架构,高通和苹果则是采用ARM的指令集架构,自己去设计实现架构,如苹果的Vortex架构和高通的Krait架构(目前高通也开始采用公版架构),麒麟、联发科则是采用公版架构,如Cortex-A57等。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

ARM的不同授权模式

简单来说,ARM做了两种设计,一种是打好地基,把地基的图纸给你,你来自己设计房子,就像苹果这样,还有一种就是把整个房子的设计方式都给你,你来盖房子,比如联发科。前者可发挥空间大,但是要求公司实力跟得上,后者开发难度小,发挥空间也小。所以说,几乎所有的手机Soc都是以ARM架构为基础进行设计的。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

Cortex架构系列性能提升图

不同的架构能够直接决定Soc的性能好坏,目前市场上的低端手机的处理器也常见有八个核心,主频超过2GHz的,但是多数是采用低功耗架构搭建的,如A53架构,性能反而不如双核的A76架构来的直接。从苹果这些年的处理器我们也不难看出,核心数并不能决定Soc性能,架构的选择才是主要的。除了架构之外,次重要的就是制程工艺了。

制程工艺

制程工艺还是比较好理解的一个地方,所谓制程工艺就是指芯片内电路与电路之间的距离,数字越小越先进,更先进的工艺往往能减低处理器的耗能和热量,缩小芯片面积,提升性能。这一点很好理解,骁龙810和三星Exynos 7420两款处理器,同样是4颗A57+4颗A53的大小核架构设计,14nm的7420比20nm的810性能优异很多,后者发热和功耗都被数落到不行。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

当然,一定要是成熟的制程工艺才符合这个结论,苹果A9代工时,三星采用不成熟的14nm工艺,反而效果还不如台积电16nm的工艺出来的Soc效果好。相同道理,同样是14nm的工艺,随着迭代,也会有性能提升,虽然都是14nm工艺,三星14nmLPP工艺就要14nmLPE工艺要好,这个也是要区分的。目前全球最好的量产工艺是7nm!

综上所述,决定一款CPU性能好坏的是架构和制程工艺,然后才是主频和核心数。

决定游戏性能的GPU

相信很多朋友购买手机都会偶尔打两局游戏玩玩,因此在Soc中GPU也是必不可少的一部分,可以说GPU是决定一款手机游戏性能好坏的关键部件。目前主要的GPU厂家分别是ARM、高通、Imagination和NVIDIA四家,当然,三星和苹果也都有研发GPU芯片。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

PowerVR GPU内部布局

ARM的儿子Mali主要被麒麟、联发科和三星使用,我们经常能在这三家的Soc介绍中看到Mali的介绍,高通则是采用自己的孩子Adreno,性能强悍,可以Adreno是目前最好的GPU系列,Imagination的PowerVR系列则是苹果的专属,不过现在两家闹得不太愉快,苹果也开始研发自己的GPU了,Imagination的低端GPU有部分被联发科采用。哦,还有NVIDIA的GPU只给自己家使用!

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

GFXBench跑分汇总

一般来说,和CPU不同的是,通过架构没有办法确定一款GPU的优劣,主要是各个厂家的架构形式差别过大,一般来说看GPU的优劣是通过看其三角形输出和像素填充率的,太专业,我们普通用户评价一款GPU的好坏可以通过跑分来判定,比如使用GFXBench软件,能够非常直观的测试出GPU的优劣。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

Adreno 530

另外,通过看GPU的命名也可以大概的了解到性能大概,有兴趣的朋友可以关注句号下一篇文章,会对命名有所讲述。

基带

如果说一部手机最重要的功能是什么,相信很多朋友都会说打电话,发短信。打电话、发消息包括上网这些基本的通讯功能靠的就是基带。相信很多朋友都听说过基带这个芯片,通俗的来说,基带就好比家里的路由器、猫一样,是对外数据的接口。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

基带芯片

总的来说,基带决定了你的手机支持什么样的制式网络以及频段、通话质量、网速快慢、信号抢夺等等,可以说直接决定了你手机的使用体验,基带芯片也是手机中最核心的部分,技术含量比较高,能够设计研发的厂家比较少,出名些的还是高通、华为这些实力派。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

最粗略的判断基带的优劣的方法就是看它支持的制式和频段多少,号称支持全网通的就是使用了高端基带,几乎所有制式都会支持,随着5G时代的来临,是否支持5G就成了基带的又一个特点,骁龙855就不支持5G网络。目前采用855处理器的手机能够支持5G的,都是采用外挂基带的手段。

手机cpu是什么,关于手机处理器详解

除了看制式的支持之外,基带还有一个重要的特性,就是LTE的UE接入能力等级,采用Cat.X表示,X数字越大下载速度越高,相信很多朋友都看到过这个参数,最新的高通855处理器最高支持LTE Cat.20,可以说是4G的最终阶段了。

其他部件

除了上述说到的CPU、GPU和基带这三个大件之外,手机处理器内还集成了SP、ISP、RAM内存、Wi-Fi控制器、基带芯片以及音频芯片等等功能模块,由于各个厂家设计不同,不一定集成的功能都一样,这些部件各有职责,RAM内存决定了可以用什么等级规格的内存以及最大支持容量,ISP部件可以对拍照数据进行处理,号称手机内部的PS,DSP是保证你能看各种规格的视频的保证

今天就说到这里吧,希望对朋友能起到一定的帮助,认认真真、仔细看完了手机cpu是什么「附:关于手机处理器详解」,觉得收获很多知识,那就点个赞吧!赠人玫瑰有留余香!

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