无畏的逆袭 CES2013大展亮相芯片全解析

2013-01-13 10:47:53来源: 中关村在线
   
第1页:卷首语:CES 2013发布芯片全面解析
  2013年1月8日——1月11日,一年一度的CES国际消费电子产品展又会在美国拉斯维加斯国际会展中心拉开帷幕。作为全球第一大消费电子展,每一年每一届CES都会云集全世界各地厂商参展,为广大消费者带来最前沿的新产品、新技术,同时也会吸引大量科技爱好者前来参观。此次中关村在线再次派出了最强大的前方报道团队,以处理众多厂商为我们带来的庞大的信息流。那么每年我们都会说这一届的展会要比上一届更有看点,更有新意,不知道笔者今天再一次把这句话放在这里,大家是否还会有质疑呢?

  在去年的CES 2012展会上,大多数厂商们的举动是试探性的,没有将概念打造成型的产品也没有大规模量产的计划。然而今年这届,可以很明显的感觉到是要有一场变革即将发生,而时下我们这正处在无声无息的过程当中。如果有幸给本次展会定一个主题,我个人觉得“无畏的逆袭”是个不错的选择。因为不仅仅是笔者自身所处的平板电脑产品线,我们还可以看到很多退居二线或者是之前碌碌无为的厂商此次重新拾起曾经丢落的武器,又一次踏入了这个充满机遇的市场。




  作为上演华丽逆袭大戏的主角,全球最大的半导体芯片制造厂商Intel在此次展会上又按照自己的方式,使用一种超越乔布斯现实扭曲力场的思维方式去引导消费者关注它们的新产品,让伴随着上网本一起消逝的Atom系列处理芯片重新绽放在手机与平板电脑这两个新平台之上。

  虽然Intel在当下是个不折不扣的巨头,桌面级运算处理芯片的垄断者,但在低端移动级市场中的失意使得笔者不得不给它贴上一个”失败者“的标签,因为它曾经在早年间的SmartPhone时代辉煌过。正式因为当时的信心满满才造成了Intel现在在移动平台和工控领域市场份额的缺失,只玩高端不顾低端的做法在目前看来是要碰壁的。




每一年的年初拉斯维加斯都会为我们带来惊喜

  那么平板电脑的崛起以及上网本的消逝,便是ARM阵营向以Intel为首的x86阵营宣战的最好证明。从目前的情况来看,手机以及平板所使用的处理器再加上各种电子产品内部使用的控制芯片,使得ARM架构处理所涉及到的领域范围越来越广,并且从微软与ARM这边联合推出WoA平台这个概念之后Intel便越发觉得屁股下面有股凉意在蔓延着,终于逆袭的时候到了。

  在这之前,Intel在移动市场这边让一干ARM芯片制造厂商搞的很被动,早期推广的一些采用旧型号Atom处理器的手机与平板产品也仅仅是为了赔本赚吆喝罢了。然而正是因为这些“扶不起的阿斗们”开始让一些初级消费者对于高高在上的大Intel帝国产生了质疑,其实倒不是觉得Intel不行了,而是觉得ARM阵营与Intel或者说是x86阵营渐渐地有了抗衡的资本。




英特尔携新一代Atom Z系处理器重装上阵

  这一个人说的单口相声不如对口相声有意思,这个理儿在任何一个爱看热闹的人的心中总是能产生共鸣。那么对于现在这个围绕互联网展开的移动市场也是一样,不同的声音多了才会更有看点。在此次CES 2013国际消费电子产品展上,Intel不负众望的带来了全新的Atom系列处理芯片,而其余的ARM芯片授权制造厂商也纷纷拿出了自家的旗舰级产品,以阻击前者逆袭的脚步来稳固ARM阵营在移动市场中的绝对领导地位。下面各位就跟随笔者一起来盘点一下在CES 2013展会上出现过的移动处理芯片吧们。

第2页:英特尔:蓝色巨人再闯手机平板市场
  提起英特尔我们是很难将它与“失败者”这三个字眼联系起来的,即使有也通常是不涉及外人的家务事儿,它的存在就好像是那些漫画里的超级英雄们一样,是推动整个行业向前发展的正能量的化身。如果没有交集就没有对比,早年间的Intel曾经也有涉及过类ARM处理器的制造,但后来的取舍之后走上了与ARM方向有所不同的路。

  然而路越走越远也越走越宽,ARM与英特尔彼此之间都发现对方的存在对自己其实是有影响的。ARM这边借助微软的Windows RT系统有往移动桌面级平台转型的意思,英特尔则依旧寄希望于使用低功耗的Atom系列处理芯片来统一手机与平板市场。自己的领地正在被竞争对手逐渐渗透,这是二者都不想看到的事情,但既然它们已经发生了,各自就必须要做点什么了。

  ■Intel发布三款Atom Z系处理器

  那么传统的上网本市场严重萎缩,英特尔这边的低功耗的凌动系列处理器没了用武之地,所以他们开始或者说是不得不把目光转搭到新的手持移动智能终端市场。在北京时间1月8日凌晨4点,英特尔于美国拉斯维加斯CES 2013展会期间举行了主题为“改变游戏规则之年”的发布会。在本次发布会中英特尔主要针对移动产品布局方面进行了介绍和说明。





蓝色的英特尔在开展当天召开发布会

  ■产品线囊括平板与手机

  此次英特尔方面针对智能手机和平板电脑设备拿出了多款新型号的Atom Z系列处理器,其中包括了最新的代号为Clover Trail的双核四线程处理器,将在未来上市的代号为Bay Trail的四核八线程处理器,以及专门针对发展中地区推出的一款基于Medfield平台的入门级单核处理器。可见英特尔在曾经不受重视的Atom系列产品线上花费了不少心思,下面我们就来了解一下这些产品吧。




英特尔Atom芯片在平板电脑产品线的布局

  ■为平板电脑设计的Atom Z2760处理器

  基于Clover Trail平台的Intel Atom Z2760双核处理器,是英特尔为进军平板电脑市场而推出的新一代X86架构处理器,目前搭载此处理器的Windows 8平板已经陆续与消费者见面,英特尔方面表示在接下来的最近一段内还将有更多的新品上市。




英特尔Z2760 Clover Trail双核处理器




联想IdeaTab K3011W已亮相CES 2013

  Intel Atom Z2760处理器采用32nm工艺制造,双核四线程逻辑架构,最高主频可达1.8GHz。加入了类似睿频功能的Intel Burst动态加速技术,可以根据性能需要而运行在更高的频率上,同时也会消耗更多的电力。这颗芯片拥有1MB的二级缓存,内存方面支持双通道LPDD2-800规格的内存颗粒,最大内存容量可达2GB,图形显示核心升级至PowerVR SGX545,默认频率为533MHz。




Intel Atom Z2760处理器将为平板产品提供更长的续航时间

  此外,英特尔表示搭载Intel Atom Z2760处理器的平板产品将拥有10小时的续航时间,三周左右的待机时间。在其它特性方面这款Intel Atom Z2760处理器还支持硬件加速视频解码,最高支持800万像素摄像头的后期处理以及1080P级视频录像功能等。

  ■为智能手机设计的Atom Z2580处理器

  在发布会的过程中,Intel除重点介绍了针对平板电脑市场推出的高性能Atom Z2760处理器之外,还展示了两款为智能手机设计的处理器,一款是发往发展中地区的低端单核型号Atom Z2420,还有一个型号是中端的Atom Z2580,这款Atom Z2580芯片隶属于刚刚发布的Clover Trail家族。




采用双核 Intel Atom Z系列处理器的联想 K900手机

  对于这款处理器的性能以及具体的参数英特尔并没有展示很多。不过我们从现场展示的样机来看,也就那款最近在微博上疯传的联想IdeaPhone K900手机,它很有可能使用的就是主频达到2.0GHz的Intel Atom Z2580芯片。虽然英特尔与联想双方都没有透漏这款处理器的性能,但他们表示,这款新处理器在性能方面以及省电方面都有非常好的表现,一张泄露出来的AnTuTu Benchmark的跑分成绩显示该机的得分已经突破了3万。

  ■为下一代平板而生的Bay Trail




介绍关于下一代移动平台的Bay Trail四核处理器

  为了给竞争对手更大的压力,在本次发布会中,英特尔还针对代号为Bay Trail的下一代四核八线程Atom处理器进行了介绍。Intel Atom Bay Trail系列处理器将使用主流的22nm工艺制造,预计于2013年底面世。整体性能将较目前的产品提升一倍以上,同时新的制造工艺将使得8mm厚度外加长时间续航平板的愿望变成现实。

  作为本文的主人公之一,英特尔被笔者冠以“无畏的逆袭者”的称号,只身一人去挑战ARM阵营中的诸多移动芯片授权制造厂商,就像苹果与众多安卓手机制造商之间的关系那样,只是前者是以一个失败者的身份来做这件事情的。但明眼人都知道英特尔一直是一个睿智且残忍的厂商,默默发展自家的基带芯片,拥有成熟的芯片开发以及生产能力,可以提供一整套的移动终端解决方案及推广方案。虽然它现在在手机市场以及平板电脑市场中所占的份额趋近于零,但凭借着这种无畏的态度,我们所要做的就是相信它。

第3页:英伟达:提出云显示技术推掌机平板
  英伟达作为一家以设计显示芯片出身,曾经涉及主板芯片组,时下又在移动Soc芯片市场打得火热的半导体芯片设计公司,它在整个行业内的领导地位毋庸置疑,其对市场脉搏的把握以及推出新品的速度也是得到大家所认可的。

  与资历深厚的高通做法不同,英伟达在得到ARM的授权之后便开始大张旗鼓的宣传自家的首款Soc芯片——Tegra,它还有个好听的中文名字“图睿”(不是大众的内个“途锐”),那时的它因为与微软合作推出了Zune HD播放器而闻名,同样它也因为这条产品线的没落而逐渐淡出了人们的视线,当时还是看似很久远的2008年。

  ■ARM架构处理芯片的领导者

  时隔三年之后英伟达携旗下第二款图睿芯片再次登场,双核的Tegra 2处理芯片为智能手机等移动终端带来了颠覆以往的澎湃动力,继x86架构处理器之后双核的概念第一次出现在了ARM架构处理器的产品中。紧接着时间过了不到一年,英伟达又带来了核心数量翻翻的四核 Tegra 3处理芯片,这一次我们看到了更多平板电脑制造商的身影,平板电脑市场从此也不再是苹果一个人的独角戏。然而说到新一代的ARM架构处理器,新的Cortex-A15架构是绝对的主流,核心数越多性能越强的概念正在被削弱,对于功耗控制以及提高能源效率的问题被重新摆上台面。





目前移动处理器中性能最为强劲的英伟达Tegra 4芯片

  那么早在去年的四月份就有媒体爆出了英伟达接下来的路线图以及Tegra 4处理器的硬件参数及规格,本以为英伟达会按耐不住抢在所有厂商之前发布Tegra 4处理芯片,但事实表明它并没有这么做,至于理由,从本届CES展会上英伟达的表现来看,它应该是想通过Tegra 4以及Project Shield掌机来增加自己的关注度,毕竟有两个重量级的产品同时被公布,取得的效果一定好于单一产品。

  ■如漫画英雄一样强劲的产品




英伟达 Tegra 产品线路线图(图片来自英伟达)

  北京时间2013年1月7日,与英特尔的做法相同,英伟达同样是在CES 2013展前召开发布会,于美国拉斯维加斯发布了全球最快的移动处理器NVIDIA Tegra 4系列芯片,其超强的性能与电池续航能力支持智能手机、平板电脑、游戏设备、汽车信息娱乐系统、导航系统以及个人PC等多条产品线。那么在英伟达早期泄露的路线图中,从2011年底发布的Tegra 3处理器开始变为每款处理芯片都设计了一个代号,就像谷歌以甜点的名字为每一代Android系统的代号一样,英伟达选择的是那些漫画中的超级英雄们的名字,例如Tegra 3处理器的代号就是KAL-EL(超人 克拉克)。




Tegra 4系列处理芯片的规格与参数(图片来自英伟达)

  这款代号为“WAYNE”(蝙蝠侠 韦恩)的Tegra 4处理芯片具备一个由72个定制的流处理器组成的GeForce ULP GPU显示核心,其GPU的处理性能是Tegra 3的六倍。此外,Tegra 4首次集成应用了四颗ARM最先进Cortex-A15 CPU核心,并且依旧采用Tegra 3处理芯片上曾经出现过的“4+1核”设计,通过第五颗伴侣核来处理轻量级任务已达到降低功耗的目的,据称这款处理芯片在Web浏览方面的表现相比上一代产品可实现2.6倍的速度提升。

  ■可以提供完整的解决方案

  针对智能手机市场,Tegra 4 还可通过选装芯片组——第五代NVIDIA Icera i500处理器实现全球 4G LTE语音与数据支持。Icera i500处理器效率更高,处理速度是传统调制解调器的四倍,体积却只有其40%。

  英伟达移动事业部的高级副总裁Phil Carmack表示:“Tegra 4具备超强的处理能力和超高的效率,为智能手机、平板电脑、游戏设备、汽车系统以及个人PC提供了强劲的动力支持。其全新功能,尤其是在计算照相方面的创新能够极大地提升众多现有产品的性能,并可催生新的产品。”




对图形处理核心的升级是Tegra 4芯片的最大提升(图片来自英伟达)

  Tegra 4 众多的突破性创新之中包含摄影运算架构,它通过融合GPU、CPU与相机图像信号处理器的处理能力,可自动支持高动态范围 (HDR) 照片与视频。HDR 技术可完美捕捉图像,其中包括使用闪光灯拍摄的图像,与人肉眼看到的效果一致,明亮与昏暗区域的细节表现更加完美。

  具备一个第二代节电核心的Tegra 4,具备更高的能源效率,适合低功耗的标准使用环境,其PRISM 2 Display技术可以在实现高级视觉效果的同时减少背光功耗。在一般使用环境中,Tegra 4的消耗功率比前一代的Tegra 3减少了45%。同时,它可实现最长14小时的高清视频播放。

  Tegra 4主要特性:

  1.具备72个流处理器的GeForce ULP 显示核心

  2.四核ARM Cortex-A15 CPU以及一个第二代节电核心

  3.摄影运算架构

  4.通过可选的Icera i500芯片组可支持LTE功能

  5.4K超高分辨率视频输出支持

  ■为游戏玩家而生的Project SHIELD掌机平板

  英伟达除了正式发布全球最快的移动处理器——Tegra 4之外,还在发布会上推出了首个搭载这颗芯片的设备,它是一款被命名为Project SHIELD,采用Android系统的掌机平板。它不仅可以让玩家访问并下载使用Google Play、NVIDIA Tegra Zone市场中的任何游戏应用,还可以作为无线接收器和控制器,从采用NVIDIA GeForce GTX GPU的个人PC上以流的方式传输游戏画面到它的屏幕上,在家中的任何地方均可访问该PC中STEAM游戏库内的游戏。

  在发布会现场,英伟达公司的联合创始人兼首席执行官——黄仁勋先生为到场的媒体记者演示了这台Project SHIELD掌机的使用方法,中关村在线前方的报道团队成员也在现场录制了发布会上的演示视频。




英伟达推出的Project SHIELD掌机

  在Project SHIELD的演示视频中,酷炫的游戏效果和流畅的体验,以及与个人PC的互联功能都十分的吸引眼球。采用原汁原味Android系统的这款游戏掌机究竟有哪些革命性的功能?我们一同来解读这款多领域跨界产物,看它能否颠覆用户以往的游戏体验。

  ■Project SHIELD到底是个什么东西

  Project SHIELD的机身外形时尚感十足,酷似XBOX 360的无线手柄。中央位置的五个按键分别为菜单键、音量调节键、主页、返回键以及独特的印有NVIDIALOGO的SHIELD按钮。用户可以通过点击此按钮 以进入SHIELD模式体验游戏(类似于索尼PSV掌机上的PS键)。同时英伟达表示Project SHIELD机身的全尺寸数字化按钮和模拟摇杆都是游戏机级别的,能够为玩家最大程度上提供完美的游戏应用体验。




机身的全尺寸数字化按钮和模拟摇杆

  ■NVIDIA GRID云平台虚拟化显示技术

  不仅如此,Project SHIELD还可与装备了GeForce GTX 650或更高型号GPU的个人PC进行互联。视频演示中Project SHIELD与安装了GTX690显卡的个人PC连接后,用作PC的无线游戏接收器。用户可以将Project SHIELD当作移动显示设备,通过它来进行游戏的控制,目前支持此技术的游戏有包括《刺客信条III》、《战地3》等多款PC游戏,让最喜爱的游戏可以 在家中的任何角落操作。



  由于此前英伟达对这款产品的保密工作做得非常好,所以直到本次发布会的召开我们才得知有这样一款神秘产品的存在,而在这之前我们只是知道英伟达正在为搭载Tegra系列处理芯片的平板电脑上开发一种代号为Grid的显卡虚拟化技术,有了它我们可以通过平板电脑来玩电脑上的游戏,但是真的没想到它居然会我们带来一款掌机平板,而且还是如此的非主流。




Project SHIELD支持4K高分辨率屏幕输出

  Project SHIELD的出现将会改变游戏机行业的现状,之前的游戏机厂商、PC和移动设备三家相对独立,掌机市场由任天堂以及索尼两家日系企业所霸占,固定的硬件平台以及高昂的游戏拷贝售价让它们很难开拓更为广阔的市场,而Project SHIELD则提供了掌机的硬件和游戏性,同时采用Android系统的它还拥有移动设备的开放和灵活性,最后依靠与个人PC的互连功能同时能为用户提供 PC的游戏体验。

  ■竞争对手的看法

  对于英伟达来说,Android平台与PC平台的大量游戏软件几乎是不需要任何额外投入的优质资源,并且它可以以授权的方式让更多的平板电脑制造厂商加入到这个掌机平板市场中来,通过此举甚至还可以进一步带动桌面级图形显卡的销售,这对于处于DIY领域大萧条背景下的英伟达来说无疑是个好消息。




索尼总裁平井一夫对NVIDIA的忠告

  作为以后可能会遇到的竞争对手,游戏界元老级别公司的索尼总裁平井一夫对此也发表了自己的意见。他认为,NVIDIA将要面对的绝非是一条平坦的道路。另外,他还指出现在就来断定这台还未上市的Project SHIELD掌机平板的成功与否还为时过早。另外,有一点要特别注意的是,英伟达的Project SHIELD跟PS Vita最大的不同就是,它将主要用于缩小平板电脑和云端游戏之间的差距。而相信在Android平台和PC游戏的支持下,它将会在上市后得到大量的游戏支持。

第4页:高通:核心架构与制造工艺同步升级
  相比笔者在前面的两家巨头型企业,高通方面则更专注于移动处理芯片的研发工作,其在这一领域的资历较前两者也要深厚许多。与英伟达的做法相同,在此次CES 2013大展开展之前高通也没有向外界透露太多关于其下一代移动处理芯片的消息,好在高通在新品发布会上准备了足够多的内容来满足我们的好奇心.

  为了继续巩固中低端移动芯片市场中的主导地位,高通在此次CES 2013大展上除了一口气拿出四个全新的骁龙系列处理器之外,还在上一代的骁龙 S4产品线上增添了两位新成员,由于高端型号全面被新处理器所替代,所以这两款新产品便起到了承上启下的过度作用.那么我们下面就来看看高通在本届CES 2013展会上都为我们带来了什么新东西吧。





CES 2013 高通发布会上绝对的主角——骁龙 800系列处理芯片




四个按需求划分的高通骁龙处理器产品线(图片来自高通)

  作为发布会上备受关注的产品,高通拿出了新的四个系列的骁龙处理器,按照性能从高到低的排序分别是800、600、400、200系列,我们今天介绍的主要是其中的高端型号骁龙 800和骁龙 600。这两款处理器型号也分别对应了高通的新一代骁龙Krait 400/300处理器架构。

  ■依旧沿用Krait/金环蛇架构




全新的骁龙 X00系列处理芯片依旧改进的Krait(金环蛇)架构

  Krait(金环蛇)是高通自主研发的处理器架构,它兼容ARMv7指令集,通常我们认为,Krait的实际性能表现介于ARM Cortex-A9与A15之间。面对三星、英伟达等竞争对手所采用的新一代Cortex-A15架构处理器,Krait急需一次跨越式的升级,那么Krait 300和Krait 400架构就是这种情况下应运而生的产物。

  由于此次高通为我们带来的更多的是初级的芯片原型,没有像英伟达那样拿出了最终的产品以及新的技术,所以我们此次还是来更详细的了解一下它所展示的这几款芯片吧。

  ■Snapdragon 600系列/Krait 300

  从严格意义来讲,Krait 300是初代Krait架构的升级,它依然使用台积电28nm LP工艺制造,经过一些底层优化,使用Krait 300架构的处理器核心频率可以从之前的1.5GHz提升至现在的1.9GHz,足以媲美英伟达的Tegra 4处理芯片。核心架构方面,Krait 300的改进主要集中在三个方面:改进分支预测模块、添加乱序执行引擎,以及更好的浮点计算能力。

  在初代Krait的时候,处理器的二级缓存是没有硬件预取功能的,而Krait 300则添加了这项功能,现在二级缓存可以快速从主内存中获取数据,而且分支预测精度更高,有效的提升了数据在总线中传输效率。另外由于Krait 300没有增加流水线长度,更高的分支预测意味着更高的IPC(指令并发性能),以及更好的指令执行能效,也就意味着单位时间内可以被处理的数据总量得到了提升。




取代上一代旗舰的骁龙 600系列芯片

  乱序执行功能其实早在Cortex-A9时代就已经被引入,不过这是ARM为Cortex-A9架构处理器所设计的一个选配功能,大部分有自主设计研发能力的厂商都没有选用它(国产的瑞芯微RK3066有选装这个模块),现在Krait 300把乱序执行也加了进来,如果消息属实,那么Krait 300的单线程性能会得到较大的提升。最后,Krait 300还改进了浮点处理单元(FloatPoint),JavaScript性能也有不错的进步,不过高通尚未公布这项改进的细节。

  综合而言,Krait 300在同频下会比现有的老Krait提升15%,考虑到Krait 300的频率更高,这个优势可能会被放大到20-30%,这个幅度依然无法对抗Cortex A15,但高通认为Krait 300的功耗会大大低于Cortex A15处理器,在讲究能耗比的主流智能手机中,Krait 300很有希望占得先机。

  ■Snapdragon 800系列/Krait 400

  如果说前面所提到的Krait 300是面向主流市场的走量产品,那么进阶的Krait 400架构就是高通用来直接对抗Tegra 4以及Exynos 5系列处理器的利器了。Krait 400实际上是Krait 300的进一步改进版本,它的主要改进就是使用更先进的台积电28nm HPM工艺制造(NV Tegra 4使用的也是这种工艺),最高频率一下子飙升到了2.3GHz。




高通展台上展示的采用骁龙 800系列处理芯片的平板电脑

  在Krait 300的基础上,Krait 400进一步改进了内存控制器,它的内存延迟更小,另外Krait 400使用了频率更高的二级缓存。高通声称,当把这些改进集中到一起时可以带来最多30%-40%的性能提升。




网格线的画面渲染示意图

  坦白地讲,这个性能的提升幅度面对四核甚至是双核Cortex-A15处理器肯定是不够的,特别是现在还多了一个新的劲敌——Intel Atom Z系列处理器,Krait 400很有可能是Krait家族里所面临挑战最严峻的一款产品。在今年下半年开始,Krait 400将直面三星和NV两巨头的A15处理器风暴,我们只能祝它好运了。

  ■台积电 28nm HPM 制造工艺

  在这里笔者插入一个关于台积电 28nm HPM制造工艺的简介,相信很多网友看到这里都会有疑问:高通骁龙 800/Krait、英伟达 Tegra 4所使用的台积电 28nm HPM工艺与三星 Exynos 5系列处理器所使用32nm HKMG工艺相比谁更好一些。




Krait 400采用台积电 28nm HPM制造工艺(图片来自台积电)

  首先笔者先要说明的是,HKMG技术是通用的晶体管制造技术,目的是为了减少极上附着的绝缘层物质的厚度,虽然不同的代工厂实现的方法不同,但是三星以及台积电已经都具备了这项技术。其中上图中所列出的台积电 28nm HP/HPL/HPM工艺均使用了HKMG技术,使用HKMG工艺的目的是让单位面积大小的硅芯片上布置更多的晶体管。

  这样看来,虽然三星与高通在HKMG技术的实现方法可能有所不同,但是台积电的28nm在量级上肯定是要略优于三星的32nm工艺,除此之外我们还看到了台积电28nm工艺的后面还有一个HPM的后缀,这个后缀代表了它的制造标准。HPM的出现是为了保证使用HKMG制造工艺后,在晶体管密度的上升时,依旧能够像采用LP标准时一样抑制漏电率的上升,这样也就能够保证运行速度的提高,所以我们能够发现高通的骁龙 800/Krait 400系列芯片的核心频率是要高于三星的Exynos 5系列芯片的。

  ■新骁龙旗舰 MSM8974

  把Krait 300、Krait 400处理器架构和新的图形处理器、基带芯片集成到一起,制成商品,就成为了新的骁龙800/600系列处理器。

  高通今天一口气发布了4大系列的骁龙处理器,从高到低分别是800、600、400、200系列,我们今天要介绍的主要是骁龙800和骁龙600。




第一季度即将上市的旗舰型号MSM8974(图片来自高通)

  骁龙 800系列处理器在高通内部被称为MSM8974,它拥有四个Krait 400内核,搭载高通第三代LTE基带芯片(9x25),以及最新的Adreno 330图形处理核心,高通方面声称Adreno 330 GPU比上一代Adreno 320 GPU的处理速度快两倍。内存依然是双通道LPDDR3,不过频率可升至800MHz,带宽高达12.8Gbps。骁龙 800系列处理器对比上一代骁龙 S4 Pro,性能提升最高可达75%。

  骁龙 800系列芯片主要面向高端和旗舰移动设备市场,高分辨率平板电脑、Chromebook笔记本、乃至各种4K超高清电视都是它的涉猎目标。除了骁龙 800系列处理芯片之外,别忘了还有骁龙 600系列芯片的存在,它是高通面向主流市场的产品,代号APQ8064T。

  作为骁龙 600系列处理器中的主力型号,APQ8064T拥有四个Krait 300内核,同样搭配高通第三代LTE基带芯片(9x25),显示芯片是较为低端的Adreno 320,内存带宽方面也有缩水,与骁龙800比自然是弱了些,但也能轻易击败现有的骁龙S4 Pro(APQ8064)。骁龙 600系列处理器主打中高端手机和平板电脑,我们将会在2013年第二季度看到搭载这款处理器的产品出现。

第5页:三星:第一款八核处理芯片亮瞎双眼
  三星,作为目前在移动互联网终端领域唯一能与苹果相抗衡的厂商,在去年的10月份就提前公布了自家的下一代ARM架构处理器 Eyxnos 5 DUAL(双核)系列芯片的参数规格。即是上游厂商也是下游厂商,在智能手机以及平板电脑制造行业里,三星拥有一套完整的从内到外的生产链条,不依赖外人不需看别人眼色行事的三星凭借着自身的这种先天优势,正一步步扩大它在移动互联网领域的影响力。





Exynos 5 DUAL 系列双核处理器已经在去年10月发布(图片来自三星)

  由于抢先发布了下一代移动处理器芯片,并且也没有在发布会上带来更多有关下一代Galaxy系列手机以及Galaxy Tab系列平板电脑的相关消息,三星此次在CES 2013大展上的表现显得有些星光黯淡,当然笔者仅仅指的是移动终端这个领域,不包括它在家电以及显示面板方面的内容,因为这家伙所涉及的圈子实在是太大了。

  ■三星发布Eyxnos 5 OCTA处理芯片




三星正式发布 Eyxnos 5 OCTA 系列八核处理芯片

  如果说三星真的是想以双核的Eyxnos 5 DUAL系列处理器来与英伟达、高通的新四核处理器来抗衡的话,笔者相信很多三星的粉丝会离它而去,即使三星一直在淡化硬件性能强调交互体验的重要性。然而在开展后的第二天,三星终于为我们带来了可以满足之前期望的大惊喜,北京时间1月10日上午,三星在CES 2013展会上发布了首款八核ARM架构处理器——Exynos 5 OCTA系列处理芯片。

  Exynos 5 OCTA是全球首款八核ARM架构移动处理器,采用28nm制程,基于ARM的big.LITTLE解决方案,包含Cortex-A7以及Cortex-A15两种架构,实际上就是在一个芯片封装中包含了两个四核芯片,分别为1.8GHz的Cortex-A15架构处理器和1.2GHz的Cortex-A7构架处理器。这种架构允许高性能和低性能内核配合工作,性能较强的Cortex-A15架构核心用来处理游戏或视频等高负荷的任务,而能源利用率很高的Cortex-A7构架四核处理器负责文本、电子邮件等负荷相对较低的任务。




三星使用一台配置Eyxnos 5 OATC处理芯片的平板展示多任务运行

  三星电子组件业务部门总裁禹南星(Stephen Woo)在CES 2013展会上发表演讲时说,这种芯片的可用于高端智能手机和平板电脑。据三星官方数据,Exynos 5 OCTA八核处理器的这种架构具备低功耗和高性能的特色,3D性能将达到目前已有产品的两倍。比三星目前的芯片最多节能70%。

  ■ARM big.LITTLE解决方案

  虽说ARM早在2011年的第三季度就提出了big.LITTLE这种将两核处理芯片粘合在一起的概念,但是将它付诸实践的第一款处理芯片却在2013年的第一季度才出现。不同于原有多核处理芯片中单一核心的堆叠,ARM提出的新big.LITTLE解决方案通过Corelink核心互联的方式把两个多核集群的高速缓存中的数据进行互通(可以使两个相同核心,也可以是不同核心)。




为了平衡功耗与性能而出现的ARM big.LITTLE解决方案(图片来自ARM)




通过CCI-400高速缓存互联保持不同设备中数据的一致性(图片来自ARM)

  对于三星这款Exynos 5 OCTA八核处理芯片来说,它使用了CoreLink CCI-400 高速缓存一致性互连方式连接一个四核的Cortex-A15核心以及一个四核的Cortex-A7核心。那么在实际的应用场景中,我们知道系统可以按需分配这两款处理核心的负载,但是一个疑问随之产生。

  ■ARM big.LITTLE能否实现物理多核效果?

  三星在发布会上有讲使用过程中的复杂应用交给四核Cortex-A15核心处理,简单应用交给四核Cortex-A7核心处理,那么它们是否可以协同处理同一个任务,是否可以像物理多核心处理器那样工作呢?

  由于暂时还没有使用双四核Cortex-A15架构的处理芯片问世,所以我们就以这颗三星 Exynos 5 OCTA为例来分析一下。首先我们要清楚虽然Cortex-A15核心与Cortex-A7核心使用了完全相同的指令集与功能集,但是由于指令执行方式上的不同,二者在性能上是存在差距的。

  如果两颗核心共同工作的方式可以实现,那么可参考的模型就是核显与独显之间的混合交火。在ARM提供的关于big.LITTLE解决方案的技术文档中出现了这样一段文字。




big.LITTLE MP多核应用模型(图片来自ARM)

  这段文字的大概意思就是,一个big.LITTLE系统包含了由CCI-400高速缓存互联方式连接的一个Cortex-A15核心和一个Cortex-A7核心,它们可以同时被唤醒去共同执行一段代码,实现方式就是我们通常所说的异构计算。当一个进程的需求被提过来,如果它需要这个芯片提供高性能的处理能力,那么就会同时唤醒Cortex-A15核心以及Cortex-A7核心,不然就仅仅使用Cortex-A7核心就够了,可见Exynos 5 OCTA中的四核Cortex-A15与四核Cortex-A7核心是可以实现共同协作的工作方式的。




通过CCI-400连接的Cortex-A15核心与Cortex-A7核心(图片来自ARM)

  那么由于Cortex-A15核心与Cortex-A7核心存在性能上的差异,当一个任务被提出处理需求时,通过big.LITTLE方案所连接的两个核心肯定是无法像物理多核心处理器那样被平均分配去执行任务的,并且由于二者使用了完全独立的二级高速缓存,所以在进行数据共享时会出现多种解决方案。




三种技术管理共享数据

  为了让两颗核心可以进行数据共享,上面我们说到了通过CCI-400高速缓存进行连接的方式可以实现这个功能,那么CCI-400可以理解为一条带有三级高速缓存的总线,Cortex-A15核心与Cortex-A7核心各自二级缓存中的数据可以通过它保持统一。

  ■big.LITTLE怎样处理多线程的延迟等待

  那么在协同处理同一项任务时,两颗核心可能会出现处理时间不统一的问题,比如渲染一幅图像,当它被分成多个区块交给Eyxnos 5 OCTA处理器去处理时,CCI-400将需要处理的数据均匀分配给了Cortex-A15核心以及Cortex-A7核心,那么由于分配方式可能不是非常的智能,或多或少的会出现两颗核心完成各自渲染工作的时间不统一,所以按照以往的处理方式就会出现延迟等待的问题。

  为了解决这个问题,ARM在官方提供的技术文档中特别有提到“CCI-400 支持屏障传播以强制事务排序,同时允许处理器生成多个未完成的事务,从而最大限度地减少 CPU 停止以等待之前的事务完成。”那么也就是说,CCI-400可以感知两个核心完成工作的时间,并把未完成的任务再次重新分配给两个核心,这样就可以是两颗核心始终保持高效的运行状态。

  ■对比英伟达的“4+1”核处理芯片

  三星 Exynos 5 OCTA的“4+4”处理芯片很容易让我们联想到英伟达的“4+1”处理芯片。同样是一大加一小的组合,那么二者之间的对比肯定是在所难免。在结构上英伟达应该使用的不是标准的big.LITTLE解决方案,但是从原理上二者应该是有异曲同工的地方。




big.LITTLE解决方案下功耗与性能之间的平衡(图片来自ARM)

  那么从性能方面来考虑,四核Cortex-A15与四核Cortex-A7的组合理论上完胜四核的Cortex-A15加一个英伟达自家设计的省电核心,所以三星的Exynos 5 OCTA八核处理芯片应该是目前最快速的民用级ARM架构处理芯片。但从最低功耗角度的来看,英伟达的Tegra 4应该有更好的表现。

  上面所提到的这几款芯片是四家厂商在此次CES 2013大展上公布的新产品,它们也代表了这个星球上在便携式移动终端处理器设计方面的最高水平。可以想象的是我们未来在智能手机或者是平板电脑上所体验到的内容会因为这些处理芯片的进步而变得更绚丽多彩,那么随着CES 2013的落幕我们期待能够看到更多的搭载这些芯片的产品出现,英伟达的Project SHIELD就是个很好的例子。

  由于两款国产芯片全志 A31以及瑞芯微 RK3188在CES 2013大展之前就已经公布,并且在本次展览中并没有什么新特性展示出来,所以笔者在这里就不多做介绍了,想要了解相关信息的网友可以参看笔者之前的文章。《芯的战争 来年平板电脑主流处理器前瞻》

关键字:CES2013  芯片全解析

编辑:北极风 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/xfdz/2013/0113/article_18551.html
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