小补常识:智能手机的CPU

2012-01-08

常闻A8,A9,却不知何谓。今天在@螺号闹眼子的怂恿下,就沿着这条线对相关知识进行了梳理。A8,A9全称实为Cortex-A8, Cortex-A9,而Cortex是ARM家族的一员。所以,首先我们要看看ARM。

ARM(Advance RISC Machine)也叫进阶精简指令集机器,有高效能、低耗电的特点,因此会常常在便携式设备见到它的身影。ARMv1 – ARMv7是不同版本的架构,不同的版本内部也有细分,它们分别映射出不同的ARM家族。ARM家族从ARM1开始,因为各种历史原因,开始有了分支(例如StrongARM, XScale)。到ARM11之后,就开始改名为Cortex。

我们常常提到的A8,A9,实际上就是Cortex 这个家族的产物,但其架构均为ARMv7-A。

A8的特点(相比于以前的产品):

  • 频率从600MHz到1GHz,超频后,可以达到更高
  • NEON 技术,可加速多媒体和信号处理算法,其性能为ARMv5的3倍,ARMv6的2倍。
  • 集成的2级高速缓存,0k-1M可配置容量。具有可编程延迟,以适应不同的数组特征。(优化的1级高速缓存,可以在最大程度上提供高性能、降低功耗)
  • 满足2000 Dhrystone MIPS的消费类应用。(IPS是一种CPU速度的计量单位,较为可信的IPS值取决于测试软件的测试情境以及测试时间。DMIPS,Dhrystone Million Instructions executed Per Second用于整数计算能力的测试)
  • VPFv3 为半精度、单精度和双精度浮点运算中的浮点操作提供硬件支持。
  • Jazelle-RCT,优化Java的JIT和动态自适应分配,将内存占用空间减少高达三倍。

A9的特点(相比于A8):

  • 频率更高
  • 以低廉的价格提供低功耗的单核实现,利用MPCore技术,可以扩展为4核。
  • 可选NEON和其他浮点处理引擎。

有一点,从官方文档里,我们可以清楚的看到A8是不支持多核的,参考下图。而A9家族是可以支持1-4个内核,并可以提供单核实现。但官方没有提供更详尽的数据。

之所以说是@螺号闹眼子的怂恿,缘起小米手机。网络上关于这款手机的口水贴,软文,理智贴,喷子贴太多。于是打算亲自一探究竟。大家的疑惑大多都聚焦在“最快的手机里我们是最便宜的,最便宜的手机里我们是最强大的。”这样的宣传口号上。查了好久小米使用的CPU->MSM8260的详细参数,可能由于商业机密,能找到的参数信息,都不太官方。

因为高通(CPU生产厂商)自称MSM8260是双核,而有言论辩驳(质疑)这个观点。事实上,这场辩驳早在PC时代,Intel和AMD之间就发生过。当年的Pentium D是Intel将两颗Pentium 4封装在一个基板上。AMD觉得这是假双核,而这类双核现在被网友戏称为“胶水”双核。我们前面已经看到过,A8是不支持多核的。由于MSM8260很多特性类似于A8,所以很多网友认为MSM8260就是伪双核,在这里,我们也只能类比一下Pentium D了。

贴一下MSM8x60的特性吧:

  • 2个Scorpion 1.2GHz ~1.5GHz 核心
  • Adreno 220 GPU
  • 支持1080p video 编解码
  • 更牛B的网络支持、更牛B的双摄像头支持、更牛B的GPS支持以及USB支持
其中Adreno 220和高通前一代的GPU Adreno 205相比是一个亮点,下面是官方给出的对比:
  • Adreno 220: 88M triangles/sec, 532M 3D pixels/sec, 1080p video recording and playback up to 30 frames/second
  • Adreno 205: 41M triangles/sec, 245M 3D pixels/sec, 720p video recording and playback up to 30 frames/second

著名的测评网站smartphonebenchmarks.com给出的消息:

MSM8x60是基于ARM Cortex A8设计的,因此三代Snapdragon 与前一代的主频上不会有太大的区别。但由于封装了2个内核,通过某些技术手段(如增加部分乱序执行,实现异步多核心功能)主频应该会高出20%,而且运行起来应该比前一代同频率快2.4倍。但这样的前提是,操作系统能充分利用该CPU设计,并且系统上运行的软件可以感知到这个双核。

所以,我的结论很简单:MSM8x60是个过渡品,有进步。而小米手机呢,虽然比起我现在用的HTC G8牛B很多,但冷静一下,我觉得还是再等下一款A9处理器的新品吧。

参考文献:

1,维基百科:ARM架构

2,Cortex-A8 处理器官网参考消息

3,Cortex-A9 处理器官网参考消息

4,NEON技术参考消息

5,VPF技术参考消息

6,高通MSM8x60分析-1.2GHz dual-core Snapdragon processor

7,高通Snapdragon S3产品说明书