手机主流CPU解析.docx

高通处理器高通公司成立于1985年7月，成立之初主要致力于为无线通讯业提供项目研究、开发服务，以在CDMA技术方面处于领先地位而闻名。高通骁龙Snapdragon处理器是高通集团推出的手机芯片，由于具备处理速度快、功耗低、领先的无线通讯技术以及高集成度的特点，目前已经成为当下市场占有率最大的智能手机芯片组。高通骁龙Snapdragon发展到现在，已经推出了四代产品，性能由低到高依次为S1、S2、S3、S4，每一代新产品的推出都具有更强的性能和更低的功耗。并且每一代产品都拥有不同的定位。不得不提的是高通一代的处理器现在依然在用，采用了65nm工艺并集成Adreno 200图形处理器（GPU），处理器型号包括MSM7627/7227以及MSM7625/7225，MSM7625A/7225A，高通每个系列都包含两个型号，区别是前者可支持CDMA，而后者不支持。下面具体介绍：MSM7625/7225采用的是ARM11架构，主频为528MHz。MSM7627/7227采用的是ARM11和ARM11（T）架构，主频为600-800MHz。高通骁龙Snapdragon S1高通骁龙Snapdragon S1是针对当今大众市场的智能手机所开发的处理器，是全球首款达到1GHz主频的移动单核产品。采用了65nm工艺并集成Adreno 200图形处理器（GPU），代表型号为QSD8650/8250。QSD8650/8250采用的是Scorpion核心，主频为1GHz。Scropion是高通在Cortex-A8的基础上修改的。特点是在相同的频率下Scropion比A8节省30%左右的能耗，或者同功耗时，频率高25%。以后的S2、S3都是采用了Scorpion核心。2012年，高通推出骁龙S4组处理器环蛇。一举盖过三星等处理器。同时又推出Cortex-A家族中最低端的Cortex-A5处理器抢占千元级市场。代表型号：MSM7227A、MSM8225.msm7227a内置gpu为超频版的245mhz的adreno200， 45nm制造工艺，处理器内置256kb的二级缓存，默认频率1ghz，cpu性能1580mips，低于1ghz的msm8250的1680mips，1ghz的omap3620的1900misp，远低于1ghz的msm8255的2100mips，高于800mhz的omap3610的1500mips。代表型号：HTC T328Wmsm8225a是内置Cortex-A5架构双核处理器，gpu为超频版的245mhz的adreno200，45nm制造工艺，默认频率1ghz。代表机型：华为G330D高通骁龙Snapdragon S2虽然第一代处理器性能已经很不错，但是高通公司并没有满足于此，由于采用了65nm的工艺，在功耗以及发热量方面渐渐的不能满足人们的需求。此时高通公司又推出了第二代处理器骁龙Snapdragon S2。其特点在于拥有最新设计和优化的多媒体子系统。S2全部采用45nm工艺制程，主频提升至1.4GHz，集成Adreno205 GPU，支持HSPA+高速网络，以及支持720p高清视频播放。并且功耗相比第一代处理器降低30%。第二代处理器型号包括MSM8655/8255,MSM7630/7230，MSM8250A（带A表示加强版，T表示可以超频，比原来稍好）以及APQ8055具体介绍如下：MSM8655/8255为1-1.4GHz的Scorpion处理器，用于高端单核智能手机，代表机型：HTC Desire SMSM7630/7230为0.8GHz的Snapdragon处理器，由于采用新的工艺和设计，性能比上一代1GHz的更强，代表机型：华为U8800APQ 系列与MSM8655/8255性能相当，区别是不集成基带（通信处理器），而是采用独立的基带。高通骁龙Snapdragon S32011年，智能手机进入了双核处理器时代，高通当然也不能落后，迅速推出了骁龙Snapdragon S3处理器，是运算速度高达1.5GHz的全球首款移动异步双核产品。S3依然采用了45nm工艺，集成Adreno 220图形处理器，支持使用Open GLES 2.0和Open VG 1.1技术的3D/2D图形引擎，支持1080p视频播放，最高可支持1600万像素摄像头。整体性能上提升了将近1倍。由于采用异步的处理方式，在能耗方面比其他的双核处理器会有比较明显的优势。芯片组平台包括MSM8260/8660和APQ8060。具体介绍一下：MSM8260/8660为1.2GHz1.5GHz双核Scorpion处理器，代表机型HTC Sensation和小米手机。AQP8060性能和MSM8260相同，不同之处在于AQP8060没有集成基带模块，该平台是专为平板电脑和大显示屏终端设计的处理器。高通骁龙Snapdragon S4在MWC2011高通上推出了代号为Krait(环蛇)的Snapdragon第四代移动处理器。Snapdragon S4处理器是业内首批采用最新28纳米处理技术的移动处理器，在频率调节、功耗和尺寸压缩方面具有先天的优势。骁龙Snapdragon S4拥有全新四核、双核及单核芯片组。此系列包括单核MSM8930、双核MSM8960和四核APQ8064，每个内核最高运行速度可达2.5GHz，较当前基于ARM的CPU内核全面性能提高150%，并将功耗降低65%。高通骁龙Snapdragon S4集成了Adreno 225图形处理器。新的GPU比Adreno 220性能提升了50%，比Adreno 200性能提升了5倍。支持3D显示与1080p HD解码，支持3G和LTE多模信号处理。另外骁龙Snapdragon S4还加入了扩增实境功能，为全新的移动应用和服务带来新的机遇。代表机型HTC one S。德州仪器德州仪器推出著名的OMAP系列手机处理器，OMAP(Open Multimedia Application Platform)开放式多媒体应用平台是一种为满足移动多媒体信息处理及无线通信应用开发出来的高性能、高集成度嵌入式处理器。其中以OMAP 3430和3630最为人熟悉。TI OMAP系列处理器目前已经推出了五代产品。OMAP 1处理器2003年推出的OMAP1710处理器能够将各种移动应用的性能提高40%，而功耗仅为已有 TI 应用处理器的一半。OMAP1710处理器采用与所有OMAP芯片相同的软件环境，这使应用开发者和手机设计者能够完全基于当前软件进行再次使用和构建。该处理器被广泛应用于大家熟知的诺基亚手机上，代表产品有诺基亚6680、E70、N70、N73、N80、N90等众多机型。处理器型号制造工艺最大工作频率CPUOMAP171090 nm220 MHzARM926TEJ + TMS320C55xOMAP 2处理器2005年推出，德州仪器 (TI) 的 OMAP 2 处理器可为移动电话提供多媒体性能。利用TI久经验证的OMAP 2构架，OMAP2430采用高级IVA 2硬件加速器，与先前可用的解决方案相比，使移动电话的视频处理提高4倍，使图像处理提高1.5 倍。该处理器的高视频性能有助于进行高级编解码器算法，可使压缩比例更高，进而使得网络可以支持更多数据，为服务供应商降低了成本，并且有助于供应商部署创收服务，如手机至手机游戏。代表产品为：OMAP2430/2431、OMAP2420。OMAP2420能管理130400万像素的摄头和QVGA（240320）分辨率的屏幕，支持蓝牙、红外和高速USB传输，兼容A-GPS定位功能，可利用WLAN功能无线上网，支持第三方SD、MMC存储卡扩展，并可使用SD I/O设备，能处理400万甚至更高像素的静态图片，能够记录30帧/秒的VGA（640480）像素动态有声视频文件，能提供接近Hi-Fi级的3D环绕音效，支持TV-OUT输出功能，每秒可以计算200万个多边形。代表产品为诺基亚N93、N95等。OMAP2430和OMAP2420同样是ARM1136的CPU，但是把DSP整个去掉了。同时把2D/3D 图形处理器的运算速度降低为每秒处理1百万个多边形，图像/视频处理器升级为 IVA 2，处理500万像素的静止图片只需要1秒的延迟，把第二摄像头的相关电路也集成了进来。内部集成的5 Mb SRAM也去掉，但USB接口升级为2.0。同期的另一型号芯片OAMP2431，在OMAP2430阉割掉OMAP2420的DSP的基础上，再把2D/3D 图形处理器也阉割掉。处理器型号制造工艺最大频率CPUDSPGPUOMAP242090 nm330MHzARM1136TMS320C55x 220MHzPowerVR MBXOMAP243090 nm330MHzARM1136无PowerVR MBX liteOMAP243190 nm330MHzARM1136无无OMAP 3处理器TI的OMAP 3系列多媒体应用处理器推出了全新级别的性能，能在多媒体手持终端中实现如同笔记本般的效率和高级娱乐功能。OMAP 3设备可支持各个级别的手持终端，从入门级多媒体手持终端到高端的移动因特网设备(MID)，可提供比基于 ARM11 的处理器多至三倍的性能增益。OMAP 3的主要特点为：1、将移动娱乐和高性能生产应用组合在一起。2、集成了先进的超标量 ARM Cortex-A8 RISC内核。3、采用45nm(OMAP36x)和65nm(OMAP34x)CMOS工艺技术设计。主要型号有OMAP36x0、OMAP34x0。代表机型为：摩托罗拉Defy/ME525、DEFY+、诺基亚N9。处理器型号制造工艺最大频率CPUDSPGPUIVA分辨率OMAP341065 nm600 MHzARM Cortex-A8TMS320C64x无IVA 2QVGAOMAP342065 nm600 MHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2VGAOMAP343065 nm600 MHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGAOMAP344065 nm800 MHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGAOMAP361045 nm720MHzARM Cortex-A8TMS320C64x无IVA 2XGA/WXGAOMAP362045 nm720MHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2XGA/WXGAOMAP363045 nm720MHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGA/WXGAOMAP364045 nm1.0 GHzARM Cortex-A8TMS320C64xPowerVR SGX530IVA 2 +XGA/WXGAOMAP 4处理器OMAP 4 处理器专为智能手机、平板电脑和其它具有丰富多媒体功能的移动设备而设计，使用IVA 3硬件加速器，能够实现全高清1080p、多标准视频编码/解码，更快、更高品质的图像和视频捕捉功能，具有高达2000万像素的仿单反 (SLR-like) 成像能力。具有对称多处理(SMP)功能的双核 ARM Cortex-A9 MPCore。集成的POWERVR SGX540图形加速器，可驱动3D游戏和3D用户界面。主要型号为：OMAP4430、OMAP4460、OMAP4470。下面具体介绍：2011年推出的OMAP4430是德州仪器公司的首个双核处理器型号，采用双核心ARM Cortex-A9 MP处理器，相比Cortex A8内核整体提升了1.5倍的性能。OMAP4430在同级双核里被喻为性能最优秀的处理器，拥有Tegra2没有的NEON模块，拥有比E4210更小的发热量，拥有比MSM8260更优秀的构架，所以拥有“怪兽级”双核处理器之称。OMAP4430的代表产品有LG Optimus 3D，摩托罗拉 里程碑3、XT883，三星 i9100G同是2011年上市的OMAP4460在OMAP4430的基础之上提升了CPU和GPU的主频，其他方面则基本一致，都拥有双通道LPDDR2内存控制器。OMAP4460的代表产品有摩托罗拉 Droid RAZR，GALAXY Nexus2012年上市的OMAP4470同样采用双核心ARM Cortex-A9 MP处理器，同时还集成了两颗266 MHz的ARM Cortex-M3 核心，主频更高达1.8 GHz。图形核心也从OMAP4430/4460的PowerVR SGX 540更换为更强大的PowerVR SGX544。处理器型号制造工艺最大频率CPUGPU视频性能OMAP443045 nm1.0 GHzARM Cortex-A9PowerVR SGX540 304 MHz720p 立体3DOMAP446045 nm1.5 GHzARM Cortex-A9PowerVR SGX540 384 MHz1080p 立体3DOMAP447045 nm1.8 GHzARM Cortex-A9PowerVR SGX544 384 MHz1080p 立体3DOMAP 5处理器两款OMAP 5产品旨在满足客户的不同需求。这两款设备都采用TI定义的低功耗28纳米制造工艺，同时拥有两个ARM Cortex-A15 MP内核处理器均具有高达2GHz的速度，两个ARM Cortex-M4处理器可实现低功耗负载和实时响应。OMAP5430适用于要求最小尺寸的产品（例如智能手机），支持双通道、LPDDR2 堆叠封装(PoP)内存。OMAP5432适用于移动计算和消费产品，它们要求更低成本，没有极端的尺寸限制，支持双通道 DDR3/DDR3L内存。处理器型号制造工艺最大频率CPUGPU内存支持OMAP543028 nm2.0 GHzARM Cortex-A15 MPPOWERVR SGX544-MPx2xLPDDR2OMAP543228 nm2.0 GHzARM Cortex-A15 MPPOWERVR SGX544-MPx2xDDR3/DDR3LNVIDIA Tegra处理器Tegra是NVIDIA公司于2008年推出的基于ARM构架通用处理器品牌（即CPU，NVIDIA称为“Computer on a chip”片上计算机），能够为便携设备提供高性能、低功耗体验。截止到现在Tegra一共推出了三代产品。Tegra 1系列2008年2月11日，NVIDIA发布了用于智能手机与PDA平台的APX 2500应用处理器。该处理器集成了一个ARM处理器和一个显示核心。Tegra的首批产品有两款，分别是Tegra 600和Tegra 650，基于ARM11架构，APX 2500亦更名为Tegra APX 2500。集成的显示核心是基于GeForce 6，但加入对CUDA和双精度浮点运算的支持。APX 2500芯片的制程是65纳米，核心频率750MHz，并集成256KB的L2缓存。芯片亦内建GeForce核心，支援OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准。APX 2500属于ARM11 MPCore架构，其低耗电设计，使手机可以长时间播放音乐或高清影片。此外，它支援720p的MPEG-4与H.264/MPEG-4 AVC的解码。输出方面，它支持HDMI 1.2和双显示输出。Tegra 2系列在CES2010展会上，NVIDIA发布了全新的Tegra 2平台，这是基于ARM核心的第二代Tegra平台。采用了最新40纳米技术的芯片的耗电量低于之前产品，双核ARM Cortex-A9 CPU可实现更快Web浏览速度、更短响应时间以及更高整体性能的全球首款移动双核CPU，而且还支持高清HD视频播放和HDMI接口。采用Tegra2处理器的代表产品有LG Optimus 2X，摩托罗拉Artix 4G、Xoom等。Tegra 3系列2011年11月9日，NVIDIA推出“全球首款移动四核处理器”Tegra 3，同样采用台积电40nm工艺制造，四核心最高频率1.4GHz，单核最高1.5GHz，运算能力13800MIPS，是目前Tegra 2的3倍。其手机版本则可选四核或双核版本，支持1366x768分辨率屏幕。采用Tegra 3处理器的代表产品有LG Optimus 4X HD，中兴 Era等。三星Exynos处理器2011年2月，三星电子正式将自家基于ARM构架处理器品牌命名为Exynos。Exynos由两个希腊语单词组合而来：Exypnos和Prasinos，分别代表“智能”与“环保”之意。Exynos系列处理器主要应用在智能手机和平板电脑等移动终端上。另外，我们经常看到Exynos和猎户座这两个名词被放在一起讲。实际上该系列芯片的开发代号为Orion，中文就是猎户座的意思。而Exynos是其正式代号。Exynos早期产品熟悉苹果手机的朋友应该知道，苹果的前三代产品用的都是三星的处理器，S5L8900处理器首先应用于2007年发布的第一代iPhone上，其后也使用在iPhone 3G上，该处理器主频为412MHz，当时搭配的GPU是PowerVR MBX-Lite。Exynos 3系列提起“蜂鸟”处理器想必大家不会陌生，他就是著名的S5PC110，使用在2009年推出的iPhone 3GS上，同时，魅族M9、三星P1000(Galaxy Tab)，三星i9000(Galaxy S)等产品也是应用的该款处理器。S5PC110采用优化的Cortex-A8架构，它包含了32/32KB数据/指令一级缓存，512KB二级缓存，主频达到1.0GHz。拥有独立的硬解视频子系统PowerVR VXD370，支持H.264，VC-1,MPEG4等多格式视频格式 ，最高到1080P。同时内含HDMI1.3接口，能将手机移动产品下载或拍摄的多媒体内容传送到其它多媒体显示设备上进行播放。性能十分强大。Exynos 4系列2011年推出的Exynos 4210是Exynos系列的第一款产品。Exynos 4210采用45 nm制程，拥有两枚主频为1.2GHz的Cortex-A9通用处理核心，拥有32/32 KB I/D Cache,1MB L2 Cache，并且集成ARM Mali 400 MP图形处理核心。在视频方面，Exynos 4210支持单路WXGA和双路WSVGA视频输出，支持HDMI v1.3a高清标准，可以拍摄1080p、30fps标准高清视频；Exynos 4210提供了6.4GB/s的内存带宽，支持LPDDR2/DDR2/DDR3内存。代表产品有三星 Galaxy Tab 7.7、Galaxy S II（i9100）、Galaxy Note，魅族MX等。2011年9月发布的Exynos 4212在Exynos 4210的基础上再加改进：首先制程变为32nm，比起之前的45nm能够节省超过50%的能源。其次，虽然同样为Cortex-A9架构，但Exynos 4212主频升至1.5GHz，比起4210更为强劲，3D性能约为后者的2倍，可用在手机及平板电脑上。2011年11月，三星宣布了基于ARM Cortex- A15架构的Exynos 5250处理器。Exynos5250处理器采用32纳米工艺，双核Cortex-A15架构设计，工作频率2.0GHz，其内存带宽达到惊人的12.8GB/s，并可以来驱动高达WQXGA（2560x1600的）分辨率的显示设备，计算性能是三星1.5GHz双核Cortex-A9架构的Exynos 4210的2倍，3D性能则是现有产品的4倍。苹果A系列处理器说起处理器千万不能忽视苹果的A系列，但是由于其产品单一，而且只用在自家产品上，所以只做简单的说明苹果A4处理器A4的CPU核心是基于ARM Cortex-A8结构,但是经过Intrinsity (后来被苹果收购)和三星修改. 修改后的核心在同样的频率下相比ARM标准的Cortex-A8结构可以处理大约10%更多的指令.同样L2缓存也被加大。同样的CPU核心也被运用在三星S5PC110 SoC上，所以他们都是单核中的佼佼者。A4采用优化的Cortex-A8架构，ARMv7指令集，45nm工艺，集成PowerVR SGX 535（540）图形界面，包含了32/32KB数据/指令一级缓存，512KB二级缓存，主频达到1.0GHz。苹果A5处理器根据市场调研公司iSuppli于3月13日发布的报道iPad 2 Carries Bill of Materials of $326.60, IHS iSuppli Teardown Analysis Shows一文，苹果A5芯片的成本相对于A4提升了约75%，值得一提的是A5处理器则可以随当前运行的应用程