2014 年,移動處理器的發展似乎有些緩慢,畢竟過去一年時間里,高通已經發布了不少新的 Snapdragon 系列處理器,但我們并沒有看到有出色的性能提升。于是乎,業內人士和機友們紛紛將目光轉向了今年真正基于 ARM ARMv8 架構的 64 位處理器,而今年下半年的新移動設備和 Android L 的發布,無疑將真正標志著移動 64 位時代的到來。
那么,高通、三星、聯發科和 Nvidia 所準備的 2014 年末和 2015 年初的移動處理器線路圖中,究竟有哪些芯片我們即將接觸到呢?下面我們進行一次相對詳盡的盤點。
高通的 64位 Snapdragon 系列處理器
毫無疑問,高通是目前移動世界里占據最主導地位的芯片制造商。過去一年時間里,幾乎每一個設備制造商的新旗艦都采用了 Snapdragon 800 四核處理器,不過令機友們失望的是,今年帶來的 Snapdragon 801 和 805 芯片無法帶來多大的性能提升。雖然我們看到高通已經為 Snapdragon 805 搭配了最新的 Adreno 420 GPU,但另一大特性卻是支持速率達到 300Mbps 的 LTE-A 網絡性能處理,很顯然參考過去的規范這根本算不上巨大的改進。
相反,大多數機友們關心的并不是 Snapdragon 805 芯片,而是仍無法嘗鮮的 64 位 ARMv8 芯片,比如高通最早公布的 Snapdragon 410 和 610,以及下半年問世的 Snapdragon 6015 芯片。不過我們必須接受一個事實,這三枚 SoC 芯片都不是目前最優秀的 64 位處理器,旗艦級芯片 Snapdragon 808 和 810 仍需等到明年才會登場。
64 位 Cortex-A53 架構的性能
在性能方面,我們不必期待高通芯片今年有質的飛躍,Snapdragon 410、610 和 615 核心全都基于低端的 ARM Cortex- A53 架構設計,此架構只是老 Cortex-A9 節能架構的 64 位代替品,比強大的 Cortex-A15 差很遠。 ARM 指出,Cortex-A53 的性能表現與當前 Cortex-A9 差不多,不過其能效大大提升。因此,芯片開發商如高通,研發芯片時可以更進一步榨取 Cortex-A53 的峰值性能,而無需擔心比如 Cortex-A9 芯片更差的續航。
基本上,高通新 64 位處理器陣容都會搭配自家新的 Adreno 400 系列 GPU,提升圖形處理性能且進一步降低功耗。下面是高通下半年帶來的 Snapdragon 64 位新品芯片與當前一代 32 位芯片的對比圖:
從上圖來看,新的 Snapdragon 600 系列處理器根本無法與當前高端 Snapdragon 系列芯片相匹配。具體而言,Snapdragon 410 和 610 的性能遠比不上當前的 Snapdragon 801 和 805,Snapdragon 615 作為高通首款八核心的 64 位芯片,提供更多線程的環境下或許性能還不錯,但是其配備的 Adreno 403 GPU 性能卻無法與 Adreno 330 GPU 相抗,所以我們只能期待未來的 64 位 Snapdragon 800 系列能有超過當前旗艦芯片的性能表現。
只能說,新一批高通 64 位芯片全線功耗得到了很不錯的改善,保證更長的續航,同時改進的調制解調器使其更好的支持高速率 LTE 網絡,也更符合當今 4G 時代,滿足中檔設備的需求。
高通明年的旗艦芯片 Snapdragon 810
作為展望,高通將于 2015 年拿出自家第一批 20 納米工藝的 Snapdragon 808 和 810 處理器,續航和處理器性能大幅提升,其內核基于 Cortex-A15 的升級版 Cortex-A57 設計,理論上將提供比當前每一款旗艦所搭載芯片更為強勁的性能。同時,搭配的 Adreno 418 和 430 GPU 圖形性能也提供了略微超出當前一代 Adreno GPU 更好的性能,支持更高分辨率的屏幕和更高規格攝像頭。
話說回來,今年秋季高通最重要的舉動便是把 64 位處理器推向市場,不太可能出現爆炸式的性能跳躍,下半年我們必定會看到一大波搭載高通 64 位芯片的中端級別設備亮相。這一大波機子并不可能把今年上半年的任何一款旗艦打爆,所以今年已入手旗艦的機友完全不必擔心。待今年高通成功為 64 位芯片鋪路之后,隨著另一大波 64 位旗艦智能手機的到來,其財務報表的至新高點表現必定在 2015 年。
聯發科:以多核贏天下
與高通呈現厚積薄發為高端產品鋪路的線路圖不同的是,今年下半年,聯發科可能將迎來一個對智能手機市場產生重大影響的絕佳機會。
今年年初,聯發科雖然亮出了全球首款真八核處理器 MT6592,但該芯片仍基于相對老舊的 Cortex-A7 架構設計,8 個內核完全相同,未能配合更強大其余四個核心,并且缺乏 LTE 技術整合,無法作為高端設備的選擇。不過,聯發科已經宣布,將改進自家的八核心處理器,推出兩款基于 64 位 ARMv8 Cortex-A53 內核的芯片,同時還會把 LTE 模塊整合在內。
從參數圖可以了解,MT6595 是一款采用 4 個 Cortex-A17 內核加上 4 Cortex-A7 內核設計的 big.LITTLE 架構八核心處理器。市面上我們很少看到 Cortex-A17 架構,不過從本質上講,Cortex-A17 相當于改良加強版 Cortex-A12,性能接近于Cortex-A15,但核心面積更小,功耗和發熱都更低,這也是為何能夠與 Cortex-A7 組成八核的重要原因,并且還集成了 4G LTE 模塊。
至于聯發科的兩款 ARMv8 64 位芯片設計 MT6732 和 MT6795,兩者看起來與高通即將主推的產品非常相似,至少在 CPU 部分完全相同。再看 GPU 部分,MT6732 的 Mali-T760 是 ARM 最新的旗艦級高性能 GPU,而 MT6795 所配備的 PowerVR G6200,性能上與目前 iPhone 5S 的 GPU 基本持平。簡單的說,GPU 部分聯發科已經打敗了高通上面提到的新芯片 Snapdragon 610 和 615,因為 Mali-T760 的性能明顯優于高通 Adreno 420。這意味著,市面上第一款基于 64 位處理器的智能手機或平板電腦,搭載聯發科新處理器的產品完全不虛于高通,更實惠的價格將是更有利的競爭。
GPU 性能:Mali-T760 vs Adreno 420,2K 分辨率下前者領先不少
除了提升性能之外,聯發科為其全新的 MT6732 和 MT6795 處理器還增加了很多新亮點,比如進程了 LTE 4G 解決方案,可處理 LTE Release 9 Cat.4 速率網絡,理論下行和上行速度可達 150Mbps 和 50Mbps,并且新的芯片還支持其他不錯的功能,比如支持更高分辨率的顯示屏,支持以每秒 480 幀畫面更新率(480 fps) 錄制慢動作 1080p 全高清視頻,支持更高像素的攝像頭模塊等等。
雖然目前還無法確定下半年將有那些設備搭載 MT6732 和 MT6795 處理器,但已經可以確定,這兩款優質芯片將是 64 位時代聯發科首次足以抗衡高通的標準,實際結果如何還有待真機進行評判。
Nvidia 獨特的 Denver 架構處理器
當提及顯卡,PC 玩家無不認為 Nvidia 是目前的龍頭企業。但在移動領域,年初就已發布的 Nvidia Tegra K1 處理器卻還未有施展實力的機會。業內之所以關注該芯片,是因為其首次將集成了基于桌面顯卡 Kepler 架構的 GPU,流處理器達到 192 個。作為顯卡巨頭 Nvidia 自然敢口出狂言,聲稱該芯片的圖形性能堪稱移動領域的核彈。通過之前多個 GPU 的跑分測試,相信沒有哪家移動芯片廠商敢于直接叫板,Nvidia 此次革新的移動處理器在圖形處理性能方面的表現的確很驚人。
Tegra K1 的 AnTuTu 跑分測試圖
Nvidia 已經發布了不止一代移動處理器,最令其驕傲的摸過于首次將“4+1”核心設計引入了移動芯片領域,Tegra K1 也不例外。該芯片主要基于 4 個 2.2GHz 的 ARM Cortex-A15 內核設計,但同時還伴隨著一枚低功耗的協處理核心,用于降低空閑或待機時的功耗。目前第一代 Tegra K1 芯片已經在多款產品上得到應用,包括自家的游戲平板 Shield Tablet 和部分 Chromebook 當中。
在 64 位移動設備時代到來之際,Nvidia 不可能沒有做好準備,上面談到的都是 Nvidia Tegra K1 的 32 位版本,其實該芯片也有 64 位版本,不過縮減到了雙核心,每個內核都基于 64 位的 Denver 架構設計,預計今年年底才會有相應的設備亮相。
與其他芯片廠商不同的是,Nvidia 的 64 位 Denver 架構處理器并沒有直接采用 Cortex-A53 架構,Nvidia 設計了兩個與 ARMv8 架構完全兼容的內核,每一個內核的性能都提供比原生 Cortex-A53 高一等級的性能。有點類似于桌面平臺上英特爾的味道,并不是一味大量的堆積核心,與高通和聯發科即將發布的八核芯片截然不同。
Denver 架構內核默認主頻高達 2.5GHz,理論上更高頻率意味著更高的性能水平,究竟高到什么程度呢?如果你相信老黃的話,那么你必須得驚訝一番,因為根據老黃提供的 Nvidia 官方跑分對比圖,64 位 Tegra K1 的 CPU 性能直逼英特爾第四代 Haswell 架構的桌面賽揚處理器 Intel Celeron 2955U。
Tegra K1 Denver CPU 驚訝的性能表現
傳統意義上說,游戲和很多密集型任務更依賴于強勁的單核心性能,很顯然 Cortex-A53 目前不具備這個實力,而 64 位的 Tegra K1 在游戲方面無疑大放異彩。不過,由于缺乏多核心,在多任務和多線程的環境下,該 CPU 的能效表現可能不及其他廠商基于 big.LITTLE 設計的一大波全新芯片,還可能包括較差的發熱表現。
所以,64 位的 Tegra K1 處理器可能更適合具備超大電池容量的平板電腦或者 Chromebook,而不是智能手機。傳聞谷歌 Nexus 8 有可能已經采用了 64 位的 Tegra K1 處理器,默默期待。
三星強大武器:Exynos 系列處理器
從以上幾家芯片廠商下半年的線路來看,Nvidia 無疑是今年最有可能提供高性能芯片設計的唯一一家廠商,不過事實上三星的動作也不小,并且專為市場準備了自家第一款 64 位八核心的 Exynos 5433 處理器。事實上,過去三星是第一家 big.LITTLE 芯片設計的廠商,而現在三星也是第一家嘗試將 64 位內核通過 big.LITTLE 設計打造新一代芯片產品廠商。
據目前所指的信息了解,三星 Exynos 5433 的 CPU 部分將由 4 個高性能的 Cortex-A57 核心與 4 個 Cortex- A53 核心組成。毫無疑問,該芯片將是標準 ARM 設計芯片中,當前峰值性能最強的一款,勝過高通下半年任何全新推出的 64 位 Snapdragon 600 系列處理器。不過究竟與 Nvidia 的 64 位 Tegra K1 相比如何還不清楚,兩者競爭結果十分令人期待。
ARM big.little 標準設計 Cortex-a57+a53
再看 GPU 方面,三星 Exynos 5433 芯片集成了高性能的 Mali-T760 CPU,與前面提到聯發科 MT6732 為同一款。跑分結果顯示,該芯片的整體性能已經明顯超過了剛剛進入市場的高通 Snapdragon 805,其他一些功能預計還包括支持 QHD 分辨率的屏幕,支持 Category 6 LTE 網絡(理論峰值速度可達 300Mbps)等等。
三星 Exynos 5433 的 AnTuTu 跑分
除了 Exynos 5433 之外,最近三星還公布了第一款針對智能手機的 20nm 工藝處理器 Exynos 5430,Galaxy Alpha 搭載的正是這枚芯片。該芯片的設計與之前的 Exynos 5 系列沒什么不同,CPU 部分的部分均基于 big.LITTLE 技術,由 4 個 1.8GHz 的 Cortex-A15 內核與 4 個 1.3GHz 的 Cortex- A7 內核組成,并集成有 Mali-T628 GPU。其最大的亮點不只有業內領先的 20nm 工藝,同時它也是三星第一次融入自家的 LTE 調制解調器 Cat 6 Exynos Modem 303 的芯片。
一直以來,三星的 Exynos 處理器芯片在性能跑分方面的表現都接近于頂級,但是往往三星自家處理器更多的還是用在自己的設備上,難以被廣泛使用。所以,到目前為止,我們除了看到傳聞中的 Galaxy Note 4 有望搭載 Exynos 5433 處理器之外,似乎還未有一家廠商向三星提交訂單。
不溫不火的英特爾
提起 PC 芯片巨頭英特爾,今年下半年的移動芯片線路圖似乎并沒有太多值得關注的地方。英特爾將專注于更新其平板電腦領域的芯片,Bay Trail 平臺還會繼續更新出多個型號,因為 20nm 工藝的 Cherry Trail 處于某些原因已被一推再推,可能還要等到 2015 年中期才會亮相。
那么智能手機方面,英特爾之前已經確認,將首次發布自家成全新集成式移動 SoC 平臺 SoFIA,該平臺還分為 3G 版本和 4G 版本,兩者的發布時間間隔很短,但 SoFIA 4G 版已經確定明年第一季度才會推向市場。不過該平臺芯片的確是英特爾最值得期待的手機芯片之一,因為其將集成英特爾自家的 XMM 7160 LTE-A 調整解調器,提供完整的 LTE 網絡支持,包括 TDD LTE 和 TD-SCDMA。SoFIA 平臺的性能跑分已經堪比今天的高通 Snapdragon 高端芯片,因此 SOFIA 4G 版將會成為英特爾在移動市場上到底能走多遠的關鍵點。
下半年我們到底期待些什么呢?
再一次回顧移動領域這幾個芯片廠商的產品,我們可以發現,大多都在走同一條道路,即基本上設計思路類似,并且隨著 Android 順勢過渡到 64 位。其中最有意思的莫過于,聯發科和高通的第一批 64位 ARMv8 中端芯片的 CPU 部分采用完全相同的設計,GPU 部分聯發科甚至強于高通,兩家下半年的競爭將很精彩。而 Nvidia 和三星則在高端 64 位高性能芯片率先發力,究竟誰性能更優,更受市場青睞,待 2015 年到來之際就會有結果了。
對于高通今年則是十分忐忑的一年,畢竟 Snapdragon 800、 801 和 805 系列芯片都提供幾乎差不多的 CPU 性能,誠意明顯不足。好在高通運氣不錯,上半年并沒有其他可以競爭的對手攪局,下半年也準備了一批全新的 64 位芯片撐場面。在高通的發展藍圖中 2015 年才是真正發力的一年,而且毫無疑問,Snapdragon 808 和 810 等高性能 64 位芯片還會是 2015 年的旗艦設備標配。
當然,我們并不應該只看重高通 CPU 的原始性能,至于其他功能方式,其實其他競爭對手也已經開始迎頭趕上高通,包括提供更好的 DSP 和誰昂頭支持,支持更高分辨率的屏幕,而且還集成了自家可實現更快傳輸速度的 LTE 調至解調器。雖然目前高通仍然是移動領域芯片領域的最強王者,但可以預見的是,在不久的將來或者說從今年年底開始將面臨更激烈的競爭。