双核,一个非常熟悉的名词,从PC领域而来,席卷了整个2011年。不管是高傲的
苹果(Apple),沉稳的
摩托罗拉(MOTOROLA),还是优雅的
三星(SAMSUNG)都不约而同地把
手机与双核结合在了一起。在刚刚走过2011这个双核之年后,阅机无数MI有必要和各位米饭讲讲双核的故事。
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1、前沿之战
从PC双核处理器的经验看来,单核到双核的进步,带来多任务处理能力的提升是最为明显的。而与PC不一样,我们通常讲的手机处理器已经不能简单称之为处理器了,准确地说应该是一套名为片上系统(SoC)的综合处理系统。在其芯片封装内包含了CPU、GPU、内存控制器、视频解码核心、标准总线控制器等。事实上,狭义意思上CPU在手机处理芯片中的面积只有不到1/20。手机双核采用双核芯CPU,同时,对GPU等其它硬件性能也进行了相应提升。
目前, 手机双核芯片厂商主要为NVIDIA 、高通(Qualcomm)、三星、德州仪器(Ti)和苹果,其产品都是基于ARM架构组建。由于绝大多数双核平台都应用于Android手机中,MI暂时以android系统作为基准系统平台,选择了NVIDIA、高通、三星、德州仪器四大平台时下最具代表性的手机,对各双核平台作出测试。
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高通
从架构上看,高通的双核定位是相对落后的。2010年6月发布的MSM8x60系列处理器,采用的从ARM Cortex
A8单核架构改进而来的Scorpion架构。不过,高通的双核也有可取之处,以45nm工艺封装的MSM8x60系列处理器设计主频以1.2GHz为起点,GPU采用了升级后Adreno220芯片,相比单核处理器,有了质的改变。时下最火热的小米手机也是采用的此系列处理器。
测试机型:HTC 灵感XE
CPU:高通 snapdragon
MSM8260(双核1.5GHz)
GPU:Adreno220
RAM:768MByte
超级兔子得分
CPU整数性能:1793
CPU浮点性能:896
2D绘图性能:293
3D绘图性能:1249
RAM性能:811
数据库I/O性能:350
NVIDIA
2010年1月发布的NVIDIA Tegra 2处理器是第一款来到我们眼前的双核手机处理器。其以40nm工艺封装,CPU采用了ARM
Cortex A9
MP架构,GPU则来自NVIDIA著名GeForce系列的GeForceULP。最早出现的双核手机都是采用NVIDIA平台。
测试机型:LG Optimus 2X
CPU:NVIDIA Tegra
2(双核1GHz)
GPU:GeForce ULP
RAM:512MByte
超级兔子得分
CPU整数性能:978
CPU浮点性能:807
2D绘图性能:497
3D绘图性能:1319
RAM性能:355
数据库I/O性能:355
三星
三星是惟一一家能够自己制造处理器的手机厂商,也是最晚发布手机双核处理器的厂商。2010年9月发布的猎户座Exynos
4210处理器仍然采用了ARM Cortex A9 MP架构,45nm工艺封装,来自ARM的Mali-400MP
GPU拥有独一无二的4颗处理核心。有了它的支持,三星机皇i9100在2011年可是出尽了风头。
代表机型:魅族MX
CPU:Exynos 4210(双核1.5GHz)
GPU:Mali-400MP
RAM:1GByte
超级兔子得分
CPU整数性能:1403
CPU浮点性能:1108
2D绘图性能:292
3D绘图性能:1220
RAM性能:740
数据库I/O性能:360
德州仪器
在NVIDIA Tegra
2发布不久后,德州仪器也发布了OMAP4系列的双核处理器,其系列包括OMAP4430/4440/4460/4470等多个型号,服役于目前多款手机中。OMAP4同样采用ARM
Cortex A9 MP架构,以45nm工艺封装。虽然GPU选择了单核时代著名的PowerVR
SGX540(OMAP4470除外),却将频率提升到了300MHz,明显优于单核时代水准。
代表机型:摩托罗拉ME865
CPU:德州仪器OMAP4440(双核1GHz)
GPU:PowerVR SGX540
RAM:1GByte
超级兔子得分
CPU整数性能:1384
CPU浮点性能:1122
2D绘图性能:293
3D绘图性能:1171
RAM性能:697
2、实战拉锯
在进行实测之前,MI必须强调:由于仅进行4个双核平台的横评,所以只注重各代表机型的双核处理器表现。同时,根据手机双核处理器的优势特性,MI将测试分为网页渲染、解压速度、多任务处理、游戏性能、视频解码几个部分。
网页渲染
进入到双核时代,智能手机对网页的渲染能力得到了大幅度加强,在面对内嵌了多个Flash插件的网页时,加载速度明显得到提升。从表中看到,作为德州仪器平台代表摩托罗拉Me865表现最佳。由于高通平台基于相对落后的Scorpion架构,不支持乱序执行的aSMP架构,处理器周期慢于Cortex
a9架构的其它平台。所以,高通平台的HTC灵感Xe在此环节落后于对手,同样采用高通snapdragonMSM8260处理器的小米M1表现与之相当。
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在网页内嵌Flash视频播放的测试中,三星平台的魅族MX表现令MI有些惊喜,超快的加载速度和缓冲速度最为突出,来回拖动进度条,响应速度犹如播放本地视频一样迅捷。而高通平台HTC
灵感Xe加载和缓冲速度都偏慢,再次暴露出同样问题。
解压速度
众所周知,文件是以“0”和“1”的无序数字队列形式储存。在对文件进行压缩时,一些更小的字符会将特定的数字队列进行改编替代,减小文件体积。所以,文件解压速度主要依赖CPU的运算和转换能力。当然,这与I/O性能也有一定关系,但在各平台I/O性能力相差不大的情况下(见《超级兔子》测试得分),解压速度对CPU运算能力的测试有很大价值。在此,MI用4款手机分别对298Mbyte容量、含有100首音乐文件的RaR压缩包解压,得出以下数据,结果显而易见。
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从终端体验上看,TI的双核平台表现较为稳定,综合性能较为全面。或许这也是摩托罗拉机型逐渐从NIVIDIA平台过渡到TI平台的原因。作为最早面世的双核平台,NVIDIA显然并没有特别出众的表现。其图形处理芯片的才是其最大亮点。
游戏性能
由于用户对手机游戏的要求提高,双核手机的GPU能力同样也被重点关注。从结构上讲,四大平台的GPU都基于ARM
V7架构,但芯片却截然不同。作为图形芯片王者的NVIDIA,GeForce ULP芯片拥有4个独立的顶点处理器和4个像素处理器,支持OpenGL ES
1.1/2.0、OpenVG主流标准,拥有1200M3/s的像素填充率,能够带来华丽的图形渲染效果。在虚幻3游戏《地牢守护者》体验中,LG Oputimus
2X将复杂魔法效果和场景光晕转换表现得淋漓尽致。而核心频率达到800MHz,拥有3200M/s像素填充率的Mali-400MP芯片,让三星平台的魅族MX同样拥有无以伦比的3D游戏性能,与同平台的三星i9100、三星note如出一辙。
在进行2D游戏《水果忍者变态版》时,满屏幕的各类水果和被切开的效果对CPU整数运算能力和内存通道有很高要求。搭载nVIDIa
Tegra 2处理器的LG Oputimus 2X,CPU整数运算性能稍弱,加上GPU仅支持LPDDR
600内存的瓶颈,得不到太多支持,在一次切开多个水果的瞬间,会出现明显卡顿,这一点在同属nVIDIa阵营的摩托罗拉Me860和天语W700也得到了应证。而其它平台的手机则非常流畅。
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视频解码
在单核时代,仅有三星蜂鸟处理器能够对1080p全
高清视频进行硬解码,来到双核时代,这项技能已经成为基本配备。在对1080p视频解码时,对整个CPU和GPU综合性能有很大考验,其中集成的NEON协处理器作用至关重要。NEON协处理器能够在帮助CPU进行视频编码数据解包/组合操作,加速GPU矢量数据的解析和打包操作。在4个平台中,惟有NVIDIA没有搭载NEON协处理器,令人不解。所以,在此项测试中,面对较低码率MP4视频时,四大平台表现相差无几,而提升至较高码率AVI视频时,NVIDIA平台的两个代表机型表现就显得有些吃力了。
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多任务处理
在开启3个主流门户网页,进行文件解压,播放1080p视频的同时,MI进入了《地牢守护者》游戏,开始测试几大平台的多任务处理能力。在此测试中,采用三星平台的魅族MX和德州仪器平台的摩托罗拉Me865最为流畅,NVIDIA平台的LG
Oputimus 2X则出现明显卡顿。当然,内置RAM大小也有一定影响作用。
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由于采用了与小米M1一样的平台,摩托罗拉Me865在各项测试中的表现与MI预料一样,与小米M1没有太大差别。搭载了同样三星双核平台的魅族MX与三星i9100测试数据非常接近。简直就是一个i9100换成了魅族外壳的翻版。
仅仅是一年时间,双核手机从无到有,又迅速普及。2011年底,代表着更新一代处理器性能的四核芯片又诞生了,事实证明,作为过渡时期产品的双核将在2012年成为中低端机型的标配。而功耗更低、性能更强的四核将成为高端手机的杀手锏。
《移动信息》2012年1/2月合刊 【纵横】栏目 撰文=胡杨一 摄影=王俊渊
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