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写在前面的话

句号一直很喜欢研究一些数码产品,但很多东西都只是表面的。 前段时间618征稿很多,真是心痒痒,但又怕写的东西误导人,所以犹豫着要不要入手。 经过深思熟虑,我决定对每个单元进行深入研究,磨刀不误砍柴工。 由于本人天赋和学识不足,对一些观点的理解难免有偏差,希望大家多多指教!

今天主要和大家聊聊手机的核心——处理器。 这是非常关键的一点。 一般来说,买手机的时候,首先会看它是什么处理器,所以先从处理器入手,慢慢咀嚼。 能说的尽量多说,有问题可以在评论区讨论。

片上系统

与PC电脑不同,其实手机处理器更正式的名称应该是Soc,即 on a chip,大概意思是“将所有系统构建在一块芯片上”。 所谓CPU只是Soc的一部分,片上系统一般包括CPU、GPU、基带、ISP、DSP等,是一个集成芯片。 包装完成后,各个Soc厂商都会给出一个名字,比如骁龙855、麒麟980等。

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骁龙845内部布局

虽然Soc集成了很多功能部件,但有些厂商在设计手机时并没有根据实际情况选择Soc中集成的功能模块,而是选择功能更好的外部模块芯片进行设计。 例如, T1没有选择高通Soc中的ISP,而是插入了富士通ISP芯片。 同时,很多厂商并没有选择Soc中的音频处理,而是采用其他音频解决方案。 例如,插入高端音频芯片是VIVO提高Hi-Fi性能的方式。 这么说是为了告诉大家,并不意味着某个Soc芯片就会使用其内部的功能组件,这取决于具体厂商的设计。 因此,手机的某些方面的性能,例如音频,无法从Soc中的功能组件推断出来。

用于数据计算的大脑CPU

建筑学

如果说一款CPU的性能,相信很多朋友都会选择主频和核心数这两个参数。 事实上,这是一个误导性的概念。 事实上,决定处理器性能的并不是主频和核心数,而是架构和技术,然后是主频和核心数。

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PC处理器架构示意图

说到处理器的架构,相信有的朋友会非常了解,也有的朋友会很困惑。 用百科的话说,架构是“CPU制造商为属于同系列的CPU产品制定的规范”,也就是说架构决定了CPU核心中晶体管的排列方式。 通俗地说,晶体管就像一块砖头,结构就是房子的设计图。 我们需要按照图纸进行施工,哪面需要多少块砖,多高、多厚,这样才能盖好房子。 按此图制作的房屋可分为一类,如平房、别墅、西式建筑等。

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言归正传,既然架构这么重要,那么谁来设计架构呢? 要知道架构的设计并不是那么简单。 需要考虑性能、功耗等多方面。 事实上,很多公司都可以设计架构。 其中最有影响力的就是大多数手机处理器背后的公司——ARM(此外还有Intel、等),但几乎所有的手机都会采用ARM产品进行设计。 这里我们以ARM产品为例。 进行讨论。

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ARM A9架构图

相信有朋友会说,你说的不对,高通和苹果不使用ARM架构。 这里,CPU除了实现架构之外,还有指令集架构。 高通和苹果采用ARM指令集架构,自己设计实现架构,比如苹果的架构和高通的Krait架构(目前高通也开始使用公版架构),而麒麟和联发科则使用公版架构,如-A57等

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ARM 的不同许可模式

简单来说,ARM做了两种设计。 一是打地基,给你地基的图纸。 你可以自己设计房子,就像苹果一样,另一个就是给你整个房子的设计方法。 你来盖房子,比如联发科。 前者发挥空间很大,但需要公司实力跟上,而后者开发难度较小,发挥空间不大。 因此,几乎所有的手机SoC都是基于ARM架构设计的。

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架构系列性能提升图

不同的架构可以直接决定Soc的性能。 目前,市场上低端手机的处理器往往有八核,主频超过2GHz,但大多采用低功耗架构构建,例如A53架构。 性能不如双核A76架构那么直接。 从苹果历年来的处理器不难看出,核心数量并不能决定Soc性能,架构的选择才是主要的。 除了结构之外,第二重要的是工艺技术。

工艺技术

工艺技术是一个比较容易理解的地方。 所谓工艺技术,是指芯片内电路与电路之间的距离。 数字越小,越高级。 更先进的技术往往可以降低处理器的能耗和热量,并缩小芯片面积。 提高性能。 这很容易理解。 骁龙810和三星7420两款处理器同样采用A57+4 A53四核设计。 14nm 7420的性能比20nm 810好很多。被倒数到不行。

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当然,必须有成熟的工艺技术才能满足这个结论。 苹果A9制造时,三星使用了不成熟的14nm工艺,但效果不如台积电16nm工艺生产的Soc。 同理,同样的14nm工艺,随着迭代,也会有性能的提升。 虽然都是14nm工艺,但是三星的工艺需要更好的技术,这一点也是要区分的。 目前全球最好的量产工艺是7nm!

综上所述,决定CPU性能的是架构和制程技术,其次是主频和核心数量。

GPU 决定游戏性能

相信很多朋友在买手机的时候偶尔会同时玩两款游戏,所以GPU也是Soc中必不可少的一部分。 可以说,GPU是决定手游性能的关键部件。 目前主要的GPU厂商有ARM、高通、四家。 当然,三星和苹果也开发GPU芯片。

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GPU内部布局

ARM的儿子Mali主要被麒麟、联发科和三星使用。 我们在这三个公司的Soc介绍中经常可以看到Mali的介绍。 高通使用自己的孩子。 性能强大,可以说是目前最好的GPU系列。 该系列是苹果独占的,不过现在两家不太高兴,而且苹果也开始研发自己的GPU,而且该公司的一些低端GPU已经被联发科采用。 哦,有些 GPU 仅供您自己的家庭使用!

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跑步成绩汇总

一般来说,GPU与CPU不同,无法通过架构来判断其优劣。 主要原因是各个厂家的架构差异太大。 一般来说,GPU的优劣可以通过看它的三角形输出和像素填充来判断。 非常专业,我们普通用户可以通过跑分来判断一个GPU的好坏。 例如,使用软件可以非常直观地测试GPU的优劣。

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第530章

另外,通过查看GPU的命名,也可以对性能有一个大概的了解。 有兴趣的朋友可以关注本期下一篇文章,里面会讲命名。

基带

如果说手机最重要的功能是什么,相信很多朋友都会说打电话和发短信。 打电话、发消息、上网等基本通信功能都依赖基带。 相信很多朋友都听说过基带芯片。 一般来说,基带就像家里的路由器或者猫,是对外数据的接口。

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基带芯片

一般来说,基带决定了你的手机支持什么样的标准网络和频段、通话质量、网络速度、信号抢夺等,可以说它直接决定了你手机的使用体验。 基带芯片也是手机的核心。 技术含量较高,有能力设计开发的厂家相对较少。 比较有名的有高通和华为。

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判断一个基带的好坏,最粗略的方法就是看它支持的标准和频段。 那些声称支持全网通的都使用高端基带,几乎所有标准都会支持。 随着5G时代的到来,是否支持5G将成为一个问题。 基带的另一个特点是,骁龙855不支持5G网络。 目前使用855处理器的手机都可以支持5G,全部采用外置基带。

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除了标准支持之外,基带还有一个重要特性,就是LTE的UE接入能力级别,以Cat.X为代表。 X数字越大,下载速度越高。 相信很多朋友都见过这个参数。 最新的高通855处理器最高支持LTE Cat.20,可以说是4G的最后阶段。

其他部分

手机处理器除了上述CPU、GPU、基带三大部分外,还集成了SP、ISP、RAM内存、Wi-Fi控制器、基带芯片、音频芯片等功能模块。 厂家的设计不同,集成的功能也不一定相同。 这些组件有自己的职责。 RAM 内存决定了可以使用的内存级别以及支持的最大容量。 ISP组件可以处理相机数据。 手机内部称为PS和DSP。 是您可以观看各种规格视频的保证。 如果你对这些比较感兴趣,可以在评论里讨论,有需要的可以整理期后再开一篇文章。

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好了,说起手机处理器,基本上大家应该都有所收获了。 如果文中有疑问或者不正确的地方,希望大家留言讨论。 下一篇我会和大家聊聊现在的手机处理器。 制造商及其命名有什么区别。

好了,今天的主题就讲到这里吧,不管如何,能帮到你我就很开心了,如果您觉得这篇文章写得不错,欢迎点赞和分享给身边的朋友。

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