四大手机CPU品牌对比Word格式文档下载.docx

1、靠卖2499元M9 8GB单核破手机抢钱的流浪汉魅族在婚礼场外站着，似乎在思考着什么，打算做些什么，“恩，只能这么办了”。半个月后，三线城市的电视里，橡果国际的电视购物广告：998，998,M9 8GB只卖998，相信你的眼睛，你没看错，高达1GHZ的韩国三星高性能单核CPU，日本夏普原装屏幕的超强配置的手机，你还在考虑什么？赶快拿起电话订购吧！本人在SUMCO工作，是光学检测设备系统的工程师（AOI），我可以说，制造手机芯片/PC CPU/GPU的TSMC / GF使用的四成以上的高纯度晶圆都由我们提供，剩下的4成是信越，剩下的是全球其他厂商，台湾人/ 阿拉伯人没有材料和设备制造这东西，他们

2、只负责买来设备和材料后制造和封装制造顶尖游戏显卡NVIDIA GEFORCE GTX 580 / ATI RADEON 6970图形芯片的台湾台积电TSMC公司，貌似很牛逼吧？制造各种高端手机芯片的GlobalFoundry貌似很牛逼吧？而TSMC/ GF也是半导体行业某种程度上的富士康而已，在全球半导体产业链的作用就是用于降低价格和成本真正的芯片制造核心技术在美国人和日本人手里，美国人和日本人因为本国的各种成本太高，交给次一级地区的厂商帮他们代工生产而已先展示一些我们的黄金晶圆2011-9-19 10:50 上传下载附件（55 KB）51 上传下载附件（32.76 KB）6/28 补充：说到

3、目前最好的显示技术第二好的是日本产业界发开的的IPS屏幕，用于苹果IPHONE4，虽然韩国人生产，但是专利都在日本人手里，用于IPHONE4,LG 2X等手机，IPS是由日立松下东芝 共同研发的。主要专利还是在松下手里姬路面板厂以前是日东电工作为最大股东，最近松下买下更多股权称为股东了生产IPS。IPS阿尔法是 IPS面板里面的顶级面板。不过日立好像渐渐远离液晶了。而且卖掉股份去研发更新的显示技术 例如OLED FED 全息影像 方面。日本厂商在 新显示面板技术最近很低调。而韩国却很高调的宣传。ips-，PDP，电子墨水，松下太可怕了，这些东西的基础专利都在他手里，可是我们看到的却是三星，LG

4、，元太。真的有很多日企值得我们尊重，从另一个层面上说，三星这样的企业不过是另一种层面的富士康而已，虽然是更有技术，强大得多的富士康，但是韩国到现在花钱买俄罗斯的火箭，也不能发上去，中国需要更多华为、远大这样的企业而第一好的就是三星自己开发的Super AMOLED Plus，用于三星I9100手机，无论是省电，色彩饱和度和色域上说都是目前最好屏幕，LED显示技术虽然由欧美发明，在日本产业化，但是将它做得最好的确是韩国人，等离子平板电视也是，松下是发明者，但是色域和省电方面做得最好的确是韩国LGD和三星，韩国人有当年日本人征服世界的“愤青”精神，不做到最好不罢休，当然，他们有无数的日本中小企业和

5、本国真正具备零件生产能力的韩国国内中小企业供应零部件和生产设备生产材料，作为大企业的支撑点去征服世界消费者，这类供应商则不会将高端零部件供应中国大陆的企业，自己也没有产业积累和企业集群，所以只能出现大量的低端深圳山寨手机企业，和找台湾人代工贴牌的北京国产消费电子品牌,一两个企业比如魅族在这种产业环境下，已经做得相当不错了在祖国大陆，搞研究开发的根本不赚钱，国产CPU开发的方舟顿然醒悟：“在中国还是搞房地产来钱快”，上海交大的陈教授则是直接把MIPS的CPU拿来打磨贴牌，将国家大量研究经费收入囊中，在这样的一个产业环境中，你还能要求什么呢？西朝鲜国魅族手机也是“韩国芯”！韩国产业界控制苹果iPh

6、one的主要硬件供给显卡了解Tegra2的Geforce ULP以及SGX Series5系列构架的基本特点，并且进行了采用上述构架的iPad，iPad2以及Xoom三者的基本3D性能测试，相信大家对这两款构架的基本3D性能和特点已经有了一个大致的概念。本期探索与发现节目中，我们除了要深入Geforce ULP和SGX Series5的构架细节，了解他们的弱点和缺陷，针对3D及flash性能等其他移动设备敏感应用进行讨论之外，还会根据这些细节深入的探讨一些关于他们背后更加核心的问题，比如说伴随着iPad2的发布，我们是不是正在踏进另外一个比特效画质更加惊悚的无底陷阱呢？绑好你的安全带吧，请相信

7、我，这又将是一次头脑风暴般的阅读之旅。我能搞定Flash硬解么？Flash拥有占用空间小、因为面向对象编程而产生的极大的使用便利性以及广泛的浏览器支持度等特点，因此被广泛的使用在在线播放器，嵌入式网页广告以及动画播放领域。现代网页上大量采用Flash动画，有时一个网页上甚至可能会同时出现大大小小十几个Flash窗口。Flash Player软件由于Flash大量采用Vector（向量数据）进行图像处理，因此对硬件的运算能力，尤其是向量吞吐能力有不小的压迫。acfun或者bilibili之类在线视频类网站所播放的视频允许通过Flash加载玩家评论，实现与视频同步播放的“弹幕”效果，这类对向量操作

8、使用到极致的Flash应用经常会将台式电脑的CPU，甚至是I7都“逼疯掉”，难怪有好事的玩家会将很多弹幕密集的bilibili视频作为测试CPU性能的一种手段。bilibili截取下来的弹幕这种对向量性能的压榨即便放在桌面平台的通用处理器上都已经难以承受了，如果把它交给需要时刻注意功耗问题而不得不牺牲性能的SoC CPU，这可以说根本就是一个不可能完成的任务。因此，摆在手机及平板电脑面前唯一的选择，就是放弃通用性的原则，将这些向量运算任务交给专门的单元来完成。 Tegra2的软肋采用Tegra2的诸多手机及平板电脑刚出现的时候，最让用户关心的便是这些平板电脑的Flash硬件加速性能。从NVID

9、IA公布的构架细节来看，Tegra2是拥有硬件加速Flash的能力的，异构设计的Geforce ULP将传统桌面Geforce构架的ROP单元进行了拆解，从中分离出了独立的可编程混合单元PBU（Programmable Blend Unit），通过他来完成硬件Flash加速的工作。由于安卓系统运行在JAVA Dalvik虚拟机环境下，NVIDIA甚至利用JAVA Dalvik先天的多线程优势为Flash应用开辟了独立的线程，这样Geforce ULP的异构构架可以更好的配合CPU，充分发挥并行处理能力。Tegra2的硬件Flash加速然而，在实际应用过程中，大部分用户发现使用Tegra2的手机

10、和平板电脑产品都没有达到NVIDIA官方宣称的流畅无压力的硬解Flash水平，某些场合下Tegra2平台的手机似乎可以完美流畅播放甚至是bilibili弹幕级得Flash应用，但大多数时候采用Tegra2的手机和平板电脑在遇到多Flash应用时或多或少的都会存在拖帧等不流畅的问题。这是为什么呢？答案其实并不复杂因为Flash player 10需要处理器提供支持neon指令集。含有neon指令集的A8处理器neon指令集是ARM构架下的一组SIMD浮点指令集，主要用于Vector指令的并行吞吐及加速执行，简单地说neon就是ARM CPU的SSE指令集。根据Adobe及NVIDIA公布的细节，

11、Flash的硬件加速需要CPU对Vector指令进行吞吐以及解析，在完成编码、滤镜、对象以及材质确定等基本风格处理之后才能交由Geforce ULP进行处理。如果没有neon指令集的加速，ARM CPU以纯通用处理的形式完成上述指令的吞吐不仅极其缓慢，而且会极大地增加系统的功耗。Tegra2的Flash处理流程不巧，Tegra2构架的Cortex A9处理器，忘记把neon指令集带在身上了。Flash Player10.2的要求失去了neon指令集的支持，不仅Flash的硬解会受到影响，其他需要大量Vector吞吐的场合，比如高清视频的播放等都会受到极大地影响，这使得Geforce ULP的异

12、构设计所产生的优势被极大的削弱甚至完全抵消。PBU可以高效同时低耗的解决Flash加速问题，VDP和VEP芯片也可以很好的完成视频加速，但如果没有neon指令集，这些单元的特性基本上都无法得到完全的发挥。而一般用户并不知道也无需知道这些细节，他们只会埋怨NVIDIA没有提供最为优秀的产品，这使得Geforce ULP乃至整个Tegra2构架的最终性能都蒙上了一层阴影，Imagination虽好，但光有“想象力”还不够neon指令集的缺失让Geforce ULP的最终性能受到了很大的影响，那么作为竞争对手的SGX Series5系列构架就完美无瑕无懈可击了么？显然不是。作为GPU构架，SGX S

13、eries5系列的缺陷不仅比Geforce ULP更加致命，而且甚至还可能会导致一场波及整个手机及平板电脑界得巨大灾厄。Z culling过程这还不是最恐怖的事情，更加惊悚的是，SGX Series5系列的缺陷，竟然就是Power VR构架最引以为傲的技术特色TBDR。TBDR技术说明TBDR全称Tile-based Deferred Rendering，它是Power VR独特的TBR技术的一种延伸实现手段。TBR/TBDR通过将每一帧画面划分成多个矩形区域，并对区域内的所有像素分别进行Z值检查，在任务进入渲染阶段之前就将被遮挡的不可见像素剔除掉。由于在渲染之前进行Z-culling操作，这

14、种充满想象力的做法极大地，甚至可以说海量的削减了最终被渲染像素的数量，不仅大幅降低了系统对像素的处理压力，更极大的节约了显存带宽及空间的开销。TBR技术对显存的节约 优秀的差劲技术也许屏幕前的你可能会问我这不是个好技术么？又是削减工作压力又是降低显存开销的，你怎么危言耸听说它是个致命缺陷啊？对于常规的光栅化过程来说，TBR/TBDR会带来诸多的问题。包括深度检查耗损、频繁的Z读取、Tiles划分带来的纹理重复读取、多边形数量上升之后的scene buffer溢出等等。Z Occalusion检测软件VillageMark尽管TBDR不再像传统的TBR那样需要通过CPU来进行Z值检查，但是TBD

15、R过程需要对画面内所有的像素进行一次“额外”的load过程，这个过程本身无论从哪个角度来讲都是与节约显存带宽背道而驰的，尤其是在复杂度极高但Z-Occlusion（Z闭塞）并不严重的场景中更是如此。另外，尽管对画面的矩形划分越细密，GPU对像素进行Z判断的效率和准确率越高，但TBDR过程对画面的矩形切割非常机械，这种划分经常会导致很多多边形和纹理被Tiles所切割，这些多边形和纹理都必须经过2次甚至4次读取才能保持自身形态的“完整”，这无疑加重了几何和纹理处理过程的负担。如果场景的多边形数量较多，这种切割还会导致scene buffer被快速的消耗殆尽，scene buffer的溢出会直接导致

16、Z判断延迟的急剧增大，这对整个处理过程的影响是巨大的。割裂多变性过程通俗的说，TBDR需要在屏幕上画很多很多的小格子，然后把格子里的所有像素都拿出来做某种检查，没通过检查的“坏”像素就会被丢掉。尽管丢掉这些没通过检查的像素可以让后面的工作量减小，但这个检查本身对渲染没有任何意义，所以没有被丢掉的像素就相当于走了一遍无用的过场。与此同时，划分小格子的过程会切坏很多多边形和纹理，想要让这些多边形和纹理能够从“误伤”中幸存下来，你切了它们多少刀就要重新读取它们多少次。如果多边形本身就很多，被误伤的概率就更大，这会使得系统的某种缓存被快速消耗干净，缓存没了，系统干什么都不可能快得起来。scene bu

17、ffer溢出导致的错误图像善恶树上的智慧果在这些环环相扣的问题的综合影响之下，拥有极高理论性能的SGX Series5系列在实际表现中却并不亮眼，我们上一篇探索与发现节目的测试环节实际上已经将问题表现出来了尽管SGX543MP2拥有吞吐shader更加高效的USSE单元，4倍于Geforce ULP的理论性能以及双倍的显存带宽，但实际表现却远远未能达到这一数值，如果SGX543MP以单芯片的形式登场，最终的性能甚至可能会负于竞争对手。在大多数常规场合中，SGX Series5系列的理论性能都要除以一个2左右甚至是3的“景深系数”才能得到最终的真实性能，换句话说，正常情况下的SGX Series

18、5系列只能表现出理论性能一半左右的实际性能。拥有如此强悍的理论性能以及更大的显存带宽的“能够节约显存带宽”的构架最终却只能有这样的表现，我想包括Imagination自己在内的大多数人此时此刻都不知道该用怎样的表情去面对了。既然效率有问题，而且这种问题在短时间以内甚至可以说永远都没办法解决，那该怎么办呢？神创造的伊甸园神在伊甸立了一个园子，使各样的树从园子的土里长出来，树华贵美丽，其上结满了可以作为食物的甘美果子，伊甸园中有一棵名为善恶树，所结的果实名为智慧果，智慧果可以让人与神一样获得智慧，神对伊甸园中的居民说，你们不可以吃这果子，它会为你们带来灾厄。偷吃善恶树上的智慧果的夏娃一个名叫Ima

19、gination的孩子行走在伊甸园中，他想获得智慧，他看善恶树上的智慧果比其他果实都漂亮，也便没有多想，将智慧果摘了下来，但又畏惧神的话，因此不敢吃它。善恶树的名字，叫桌面领域，而这颗智慧果的名字，叫multi-core。SGX543MP构架从SGX543开始，SGX Series5系列系列构架均支持多核心并联扩展模式，以SGX543为例，它支持2至16核的弹性扩展，我们可以方便地将之理解成为桌面的SLI/CrossFire，这种方式会将所有流水线任务平均发放给扩展的每一个核心，已达到性能快速提升的目的。这么做看上去很美，通过简单的多核互联，我们能够轻松的获得更强劲的性能，TBDR纵使效率再差

20、，也可以轻松的通过多核倍增的性能提升掩盖过去。但实际上呢？苹果A5处理器集成了SGX543MP2相对于移动领域来说，桌面领域的绝对性能以及性能增长速度一直都是甜美的诱惑，能够贴近摩尔定律的实现性能提升对任何应用来说都是梦寐以求的事情。但问题是移动领域的应用环境不同于桌面，我们曾经提到过，只要有电，桌面GPU不考虑成本甚至可以做到脸盆大，所以我们可以见到诸如HD6990或者GTX590之类的拥有惊人功耗的性能怪兽，但手机和平板电脑可以么？GTX590显卡因为设备体积以及电源的限制，手机及笔记本显示芯片显然需要极其小巧和低功耗的设计才能满足需求。通过简单粗暴的堆叠方式来进行性能延展，用桌面的方式去

21、思考移动领域的问题，显然是很愚蠢的。依旧以SGX543MP2为例，这颗GPU的芯片面积甚至超过了Tegra2整颗SoC芯片面积的两倍。简单延展会导致构架最终向巨型化方向发展，在获得性能的同时彻底丧失体积以及功耗等SoC领域非常敏感的特性。换句话说，这种将桌面的思维和解决问题的方式盲目的引入到移动领域的做法，只能带来灾厄和诅咒。移动设备对功耗和体积的特殊要求不对啊，如果这种方式真的有错，那受到惩戒的自然是Imagination自己，手机及移动厂商又不是傻子，如果Imagination的产品有问题，不选它不就完了，它怎么可能是灾厄或者诅咒呢？iPad2释放的灾厄iPad2在硬件方面选择了SGX54

22、3MP2，这使得iPad2成了目前为止显示性能最强的平板电脑产品。在绝对3D性能方面，无论是呼声最高的Xoom还是其他已经发售的Tegra2产品都无法与之相提并论。凭借IOS的封闭性所带来的针对性极强的优化，Imagination长期在SoC领域积累的优秀的电源管理经验以及苹果对Flash不支持所带来的先天“优势”，iPad2不仅没有在常规应用中将SGX543MP2的芯片尺寸过大以及相对较高能耗的问题暴露出来，相反还经常能够在各种续航环境测试中击败经验并不丰富的NVIDIA。iPad2的待机性能非常强悍安卓平台为开放性而不得不采用的JAVA Dalvik虚拟机环境在这个时候也不失时机的跳出来拖

23、NVIDIA的后腿，JAVA Dalvik虚拟机环境最大的特点就是其硬件无关性，这使得安卓系统能够最大限度的对各种形式的硬件进行兼容以保持其“完美的开放性”，当然代价也就是几乎所有硬件的性能都无法得到充分发挥。在非针对性的环境下，任何硬件都无法取得最高的性能功耗比，这进一步影响了NVIDIA在SoC GPU竞争中的表现，同时甚至还在一定程度上影响了采用安卓搭配Tegra2方案产品的用户体验度。JAVA Dalvik虚拟机环境绝对3D性能输，常规续航输，用户体验也赢不了，还因为自己的原因把至关重要的neon也落在家里了，尽管更小的芯片面积能够为NVIDIA带来更加丰厚的利润，但Tegra2在实际

24、性能领域的表现肯定会对厂商的选择产生影响。如果NVIDIA想要获得更多厂商的青睐，或者说不想被清理出这个领域的话，它就只剩下一种表达方式可供选择了愤怒的反击。 快看那几头红眼的公牛受了刺激的NVIDIA对包括Imagination在内的竞争对手们做出了最符合其锐意进取形象的回应在公布的roadmap上，计划中的Tegra3拥有了极其恐怖的硬件规格。代号KAL-EL的Tegra3拥有4核心CPU，支持neon指令集，12ALU的GPU能够达到Geforce ULP性能的3倍，甚至可以输出最高至1920X1200的屏幕。这份充满了火药味的roadmap仿佛就是吹响的号角，NVIDIA希望通过Teg

25、ra3向所有竞争对手及厂商表明自己的态度我的产品才是世界上最快的手机及平板电脑显示解决方案。Tegra发展路线图而Imagination也不示弱，除了继续升级现有的SGX Series5系列构架，在NVIDIA面前摆出SGX544MP116以及SGX554MP116这些怪物级的多重互联芯片之外，还积极准备着下一代的SGX Series6系列构架，通过对TBDR以及USSE单元的进一步升级来扩大自己在理论性能方面的领先优势。Imagination的PDF显示，其未来USSE单元的浮点吞吐能力将两倍于现在的USSE2，而TBDR也通过结合复杂的分割管理改进等手段提升到了翻倍的水准。PDF同时还显示

26、，Imagination在未来依旧会将multi-core和multi-thread作为发展的重要方向，换句话说，SGX6XXMP116这种怪物在未来依旧会充斥在市场上。SGX发展路线甚至连沉寂了一段时间的高通也通过新一代Adreno来凑一份热闹了，根据高通密集的roadmap显示，其28nm的Adreno 305将提供第一代Adreno六倍以上的性能，而四核版的Adreno 320更是能够将这一数值提升至15倍之多。尽管我们尚不知道新一代Adreno构架的具体细节，但从数字上来看，新一代Adreno构架将同样会是一个理论性能异常强劲的图形构架。高通Adreno路线图恩，好样的，都去拼硬件了，

27、移动GPU领域繁华锦簇，一片灿烂碰撞的火花，大家辛勤耕耘，各个都在挥汗如雨的用桌面领域的思维方式搞着移动图形构架。电没了骂电池厂商，骂完了没用就去骂fab，还没用就去骂物理学，最后还不忘指责一下系统不利，总之就是出了问题都是别人的错，跟自己完全无关。28nm ARM SoC晶圆“好吧，没有提供核动力电池是电池厂商的不对，没在2011年第二季度造出2nm的电路是fab的不对，没有为前面两位提供必要的理论依据和技术储备作支撑是物理学的原罪，我们知道错了，请你们诸位都消消气，麻烦你们先忍一忍，把用户体验度的问题解决一下吧。”“什么？用户体验度？那与我们有什么关系啊？我们只负责提供硬件啊。你们提供的硬

28、件不能提高用户的体验度，要你们有什么用！ “是他逼我拼硬件的”如果你要问这些GPU厂商，是什么导致他们如此简单粗暴的直接“用桌面的理论去解决移动领域的问题”，面面相觑的他们肯定会一脸无辜的告诉你不是我们的错啊，是他们逼着我拼硬件的啊。代号KAL-EL的Tegra3NVIDIA会说：“你看，我们推出的Gefroce ULP一点都不激进，甚至还采用了落后而陈旧的VS/PS分离构架，以及设计难度极高的异构思路，目的就是为了照顾手机和平板电脑特殊的体积和功耗需求。是我们的竞争对手主动挑起了事端，完全不顾移动领域的需求，用大得离谱的X2芯片来制造性能高出我们的产品很多的假象蒙骗消费者，我们是不得以才动用

29、自己丰富的桌面显示技术储备来应战的啊。而且即便如此，我们的回应也是极其理性和克制的，我们使用了能够使用的最先进的半导体工艺，最大限度的压制了我们产品的性能以适应移动设备的体积和功耗要求，我们甚至还联合操作系统供应商推出了全新的改善用户体验的3D界面，3D界面啊！Imagination公司logoImagination则会说:“一切都是NVIDIA的错，是它首先裹挟着大量火力凶残的桌面3D显示技术，声势浩大的大举入侵手机及平板电脑领域的，不信你看Tegra1代的GPU，连调整都没有就直接放出来四处开炮了。再看它对Tegra2的宣传，那里面的Geforce ULP被说成了性能超越我们前代产品一大截的大规模杀伤性武器，我们出多核心高功耗的大芯片也是万般无奈啊。它来之前一切都很好，我们自家的SGX发展一直都很节制，充分照顾了移动设备的各种特殊需求，TBDR这种极度节约显存带宽和容量的技术就是明证。可是NVIDIA来了，并且气势汹汹的要吃掉我们，我们不得已才被迫放弃了自己的发展轨迹，转而跑去跟它在纯硬件规模领域血拼的啊。麻烦你转告NVIDIA，当年在桌面领域输给它也就算了，现在它竟然又跑到移动领域来找我们的麻烦，为了生存，我们一定会血战到底的，甚至推出个SGX745MP128也绝对在所不惜！