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跑分不靠谱 手机处理器性能参数揭秘

作者: 时间:2012-04-20 来源:网络 收藏

工艺制程

制程工艺的纳米是指IC内电路与电路之间的距离。更小的制程也就意味着更低的功耗和散热,同时在同样面积的芯片上更小的制程也就能集成更多的晶 体,而晶圆的数量又是决定性能的关键因素,所以,工艺制程越先进,性能越强。收集从较早的90纳米,到后来的65纳米、45纳米、32 纳米一直发展到目前最新的28纳米,而16纳米制程工艺将是下一代CPU的发展目标。

芯片的工艺制程和架构是同时发展的,一般采用更新架构的处理器也会应用更先进的工艺制程。目前低端手机市场一般还在使用比较落后的90纳米制程 工艺。比如德州仪器OMAP1和OMAP2系列处理器和很多低价国产手机采用的MTK(联发科)处理器等。这些处理器一般性能比较差,功耗也很高,不过因 为低端手机对性能的要求也不高,所以也能保证手机运行流畅,但是大型的游戏就别想了,而且优点是售价便宜,降低了智能手机的门槛,使用户只需花费几百元就 能感受只能手机的乐趣。


德州仪器OMAP1和OMAP2系列都采用了90纳米工艺

到了ARM Cortex-A8时代,工艺制程已经提升到了65纳米级,比如德州仪器OMAP34x0系列等,甚至有些已经提升到45纳米级,比如德州仪器 OMAP36x0系列、高通骁龙S2/S3系列和三星蜂鸟处理器等。这些处理器一般用在中高端单核智能手机和采用高通MSM8x60的双核智能手机中。代 表机型为苹果iPhone 4、摩托罗拉里程碑、魅族M9、HTC Sensation系列和小米手机等。


TI OMAP 3xxx处理器工艺制程

到了ARM Cortex-A9时代,双核处理器的工艺制程一般都达到了45纳米级,比如德州仪器OMAP44x0系列,三星猎户座处理器等,而英伟达Tegra 2和Tegra 3的工艺制程达到了更为先进的40纳米。这些处理器一般应用在高端的双核手机当中,比如三星I9100、I9220、摩托罗拉Droid RAZR以及HTC One X等。

而下一代处理器的发展方向将会达到28纳米的工艺制程,那时的处理器将会带来更强的性能,更低的功耗以及更小的尺寸。

处理器主频

作为消费者最为熟知的主频,其自然也代表着一部手机的性能。虽然不同架构的同主频处理器会有所差异。但如果在相同的条件下,高主频显然意味着更强的性能。

CPU的主频,即CPU内核工作的时钟频率(CPU Clock Speed)。通常所说的某某CPU是多少兆赫的,而这个多少兆赫就是“CPU的主频”。很多人认为CPU的主频就是其运行速度,其实不然。CPU的主频 表示在CPU内数字脉冲信号震荡的速度,与CPU实际的运算能力并没有直接关系。主频和实际的运算速度存在一定的关系,但目前还没有一个确定的公式能够定 量两者的数值关系,因为CPU的运算速度还要看CPU的流水线的各方面的性能指标(缓存、指令集,CPU的位数等等)。由于主频并不直接代表运算速度,所 以在一定情况下,很可能会出现主频较高的CPU实际运算速度较低的现象。比如Tegra 2,虽然性能很强,但是由于带宽太小,所以性能发挥不出来。另外,经常被大家诟病“高频低能”的高通处理器,由于架构比较落后以及采用了异步双核的方式, 导致主频虽然能达到1.5GHz,但是性能却并不强。因此主频仅是CPU性能表现的一个方面,而不代表CPU的整体性能。


主频最快不等于速度最快

CPU的主频不代表CPU的速度,但提高主频对于提高CPU运算速度却是至关重要的。举个例子来说,假设某个CPU在一个时钟周期内执行一条 运算指令,那么当CPU运行在100MHz主频时,将比它运行在50MHz主频时速度快一倍。因为100MHz的时钟周期比50MHz的时钟周期占用时间 减少了一半,也就是工作在100MHz主频的CPU执行一条运算指令所需时间仅为10ns比工作在50MHz主频时的20ns缩短了一半,自然运算速度也 就快了一倍。只不过电脑的整体运行速度不仅取决于CPU运算速度,还与其它各分系统的运行情况有关,只有在提高主频的同时,各分系统运行速度和各分系统之 间的数据传输速度都能得到提高后,电脑整体的运行速度才能真正得到提高。

提高CPU工作主频主要受到生产工艺的限制。由于CPU是在半导体硅片上制造的,在硅片上的元件之间需要导线进行联接,由于在高频状态下要求 导线越细越短越好,这样才能减小导线分布电容等杂散干扰以保证CPU运算正确。因此制造工艺的限制,是CPU主频发展的最大障碍之一。

运行内存RAM

提到RAM,我们很容易会联想到ROM,实际上,ROM是只读存储器,功能相当于存储卡,和处理器的性能关系不大,而影响处理器性能的关键因素是RAM。

RAM(random access memory)随机存储器。存储单元的内容可按需随意取出或存入,且存取的速度与存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。


动态随机存取存储器

RAM越大,运行大型游戏以及多线程程序时速度就越快。比如同样为1.5GHz主频的两颗处理器,同等条件下,采用512MB RAM的处理器就比采用256MB RAM的处理器快。所以,手机的RAM越大越好。目前比较高端的手机基本上都采用了最大的1GB内存。


快速周期随机存取存储器

双通道,就是在北桥芯片级里设计两个内存控制器,这两个内存控制器可相互独立工作,每个控制器控制一个内存通道。

双通道体系包含了两个独立、具备互补性的智能内存控制器,两个内存控制器都能够并行运作。例如,当控制器B准备进行下一次存取内存的时候,控制 器A就读/写主内存,反之亦然。两个内存控制器的这种互补的“天性”可以让有效等待时间缩减50%,因此双通道技术使内存的带宽翻了一翻。


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关键词: 处理器 benchmark

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