你不知道的手机芯事：神U不应该只看核心数

　　上一期的“手机芯事”给大家解读了去年手机芯片的基本格局变化，其中，在阐述高通和联发科时，我们简单谈到为什么减少了核心的骁龙820更务实，而看似更多核的联发科X10算不上高端。今天我们将进一步阐释，一颗好的手机芯片到底该是什么样的。我们在面对各种核心数的营销轰炸时，如何理性的选择最合适自己的产品是一个重要的课题。

　　CPU重要但不是全部

　　CPU(中央处理器)是大家最耳熟能详的参数，从名字中就能看出它对芯片的重要性，甚至于不少人直接把它等同于整颗芯片。实际上，手机芯片更确切的叫法是片上系统(SoC)，CPU只是其中的一部分，负责控制运算，直接决定着手机的运行流畅与否。

　　判断一颗CPU性能如何，普通消费者大多被各种无节操的营销和线下一知半解的销售员带偏了，只关心有多少颗核和多高的主频，然而这些只是构成最终性能表现的一部分，最核心的决定性因素是架构!

　　目前主流SoC无论出自何手，采用的几乎全是ARM公司的精简指令集架构，区别在于有实力的厂商只采用该公司的ARMv7/v8指令集，自己会再进行架构上的设计，比如苹果和高通就是典型代表。自从A6开始，苹果就开始自行设计CPU架构，一年后的A7更是凭借Cyclone架构成为首款64位的移动处理器，领先业界一年;而高通在32位时代则靠基于ARMv7指令集打造的Krait架构树立了自己江湖一哥的地位，最新的骁龙820则基于ARMv8打造了新架构Kryo。

　　另一种方案就是直接购买使用ARM设计好的公版架构，我们常见的Cortex-A7/A8/A9/A53/A57/A72就是ARM设计好的架构名称。其中字母A后是一位数的为32位的ARMv7指令集，两位数的就是64位的ARMv8指令集，联发科、海思就是采用公版方案。

　　举个形象的列子，第一种方案就好比ARM打好了地基，厂商可自由选择怎么建房子，好处是灵活性强，性能、功耗往往控制得比公版架构好，但对金钱、时间、技术都有较高要求。第二种方案相当于ARM不光打好了地基，还把图纸也画好了，厂商买了之后只需要按照图纸施工就可以，能大大降低整颗SoC芯片开发的时间和成本。

　　不同的架构直接决定了性能的基础，比如市面上千元机里常见的处理器虽然有八个核心、主频超过2GHz，但由于多采用A53低功耗架构，性能方面还不如双核的高性能架构A72，特别在单线程运算能力上更是相形见绌。这也就是为什么，苹果至今坚持双核选择，但性能却一直遥遥领先的根本原因。

　　其实，这和电脑处理器是一样的，英特尔著名的Tick-Tock战略就是不同年份专注于架构和制程工艺两方面交替提升，最终实现性能的逐年上涨。所以除了架构外，再重要的就是制程工艺了。

　　制程工艺是指芯片内电路与电路之间的距离，目前主流的工艺是28nm和20nm，最先进的是16/14nm，先进的工艺能减低处理器的耗能和热量，缩小芯片面积，提升性能。理解了这一点，就知道为什么同样是4颗A57+4颗A53的big.LITTLE大小核架构，20nm工艺的骁龙810发热、功耗备受诟病，而14nm的三星Exynos 7420却表现优异的原因。

　　如果再讲细一点，半导体的制程工艺还可分2D结构的MOSFET(金氧半场效晶体管)和3D结构的FinFET(鳍式场效晶体管)，FinFET架构主要是改动了控制电流的闸门，能大幅改善电路控制并减少漏电流。

　　即便是同样的制程工艺，也可能因为技术改进产生迭代。比如去年苹果A9的代工门风波，理论上更先进的14nm表现却不如台积电的16nm，原因在于三星是从28nm直接跳到14nm LPE工艺，而台积电则按部就班的从28-20-16nm顺序过度，技术相对成熟，良率与漏电控制更好。但三星显然已经吸取了教训，近期推出了第二代14nm LPP工艺，比一代LPE工艺性能提升15%、功耗降低15%，台积电今年也推出了改良版的16nm FinFET+，所以看似相同的工艺也回因为具体版本不同而产生差异。

　　经过上面的叙述，相信大家已经大体知道如何去判断CPU的好坏，总结起来就是架构和工艺比核心和主频更重要，而高性能架构大幅优于低功耗架构，工艺越先进处理器越强。

　　游戏核心——GPU

　　好的CPU只是做好一颗高端芯片的第一步，它虽然让整机运行流畅稳定，但在手机娱乐属性越来越强的今天，特别是年轻人喜欢用手机来代替掌机玩游戏的当下，GPU无疑是更不可忽视的部分。

　　GPU中文译为图形处理器，关系到图形渲染能力的强弱，直接决定了游戏是否能流畅运行。目前主流的移动GPU厂商有ARM、高通、Imagination Technologies(以下简称Imagination)、NVIDIA四家，其中高通的Adreno和NVIDIA的Maxwell GPU只用在自己的骁龙、Tegra芯片上，所以对外出售的只有ARM Mali、Imagination PowerVR两个系列。

　　虽然经常有三星、苹果在自研GPU的传闻，但至今为止各芯片厂商都只能购买ARM或Imagination提供的方案集成在芯片中，比如华为海思、三星Exynos采用ARM Mali系列，Imagination PowerVR则多用在苹果A系和联发科芯片中。