跨年對決ARM架構處理器派系解讀

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在智慧型手機市場炙手可熱的2015年,彼此之間激烈拼殺的不只是手機品牌商,還有整個上游企業。特別是最核心的處理器方面,基於ARM架構分別進行開發的各個廠商,猶如一個個武林門派,不斷派出自家高手下場廝殺。無論是開放供應的高通、聯發科,還是主攻自家產品的蘋果、三星、海思,都不斷展露風采。今天,一起來解讀ARM架構處理器市場,在過去一年如何風雲變幻,在今年又將如何各顯身手吧。

高通霸主的覺醒

要解讀ARM架構處理器市場,高通絕對是繞不開的話題。無論是2015年不如人意的驍龍810,還是2016年眾望所歸的驍龍820,都值得花費大量筆墨。高通在2014年手機市場上奠定了自己的霸主地位,當年整個安卓市場的旗艦機型,包括三星的S5和Note 4都在大部分地區使用了驍龍801和驍龍805。不過隨著64位處理器的快速發展,似乎打了高通一個措手不及。

在還未正式上市之前,坊間就一直有關於驍龍810過熱的傳聞,高通公司看到這樣的傳聞後立刻闢謠,然後LG G Flex 2一上市就狠狠地打臉,過熱降頻讓大家對驍龍810產生了懷疑。隨後,HTC M9、nubia Z9 Max、索尼Z3+等機型接連遭遇過熱降頻問題,驍龍810發熱問題被坐實。於是,不少廠家都把自己如何解決驍龍810發熱降頻的問題作為發布會的核心內容之一。另外一些廠商則把目光投向了高通2015年的次旗艦處理器驍龍808。

第一款正式開賣的驍龍810機型LG G Flex 2就遭遇了過熱降頻的問題。

驍龍808和驍龍810在硬體上的區別。

從規格對比中可以看出,驍龍810和驍龍808的區別在於少了兩個A57核心,GPU是Adreno 418而非Adreno 430,此外還有內存帶寬的區別,其它包括製程工藝都一樣。從LG G4來看,驍龍808在發熱降頻上確實比驍龍810要好得多,驍龍808的A57大核能夠更加積極地開啟,不像某些驍龍810機型,除了跑分外A57核心很少參與到日常的操作中來。看到這裡可能有些朋友會問,那我把驍龍810關掉兩個A57核心不就和808一樣了嗎?當然不是,據了解驍龍808並不是驍龍810閹割兩個核心那麼簡單,而是底層設計的不同,這也解釋了為什麼驍龍808的實際表現似乎更好。拋開CPU只看GPU的話,Adreno 430依舊是去年手機端最頂尖的,在很多測試項目中要強於三星Exynos 7420上的Mali T760-MP8。不過Adreno 418相對來說就不夠給力了,相比Adreno 430差距有點大,甚至要弱於早一年發布的驍龍805上的Adreno 420,只比驍龍801上的Adreno330強15%左右。

高通在驍龍820上將打一場翻身仗。

如果說以驍龍810為代表,高通在2015年的表現要用馬失前蹄來形容的話,那麼新一代旗艦處理器驍龍820將是高通在2016年的一場翻身仗。在驍龍810短暫使用公版架構後,驍龍820又回歸到自主設計架構的行列中,高通這次回歸到了4核心道路,和其他廠商動不動就8核、10核的道路分道揚鑣。作為最新的高通旗艦處理器,目前已經被包括樂視、小米在內的多個廠商的新一代旗艦手機選用,也將成為今年旗艦智慧型手機的標配之一。

驍龍820的參數。

驍龍820的測試成績。

驍龍820的GPU性能測試。

從現有的測試成績來看,高通驍龍820的CPU部分性能有相當大的提升,單線程性能基本追上A9,大多數項目對比驍龍810的A57平均有50%左右的提升。驍龍820的Kyro架構四核處理器採用了異步計算模式,對比big.LITTLE架構也有調度方面的獨特優勢。在GPU方面,驍龍820則完成了對A9的反超。Adreno530官方宣稱對比Adreno 430有40%的提升,業界最強的手機端ARM架構GPU稱號被高通奪回。此外,Hexagon680 DSP以及三星14nm FinFET LPP工藝,也為驍龍820加分不少,相信其在拍照效果和發熱功耗方面將會扭轉驍龍810帶來的負面印象。驍龍820能否讓高通在2016年打一個漂亮的翻身仗?讓我們拭目以待吧!

三星製造端的底氣

2015年三星半導體出盡了風頭,在9月份Apple A9在6S上現身之前,採用14nm製程工藝的三星Exynos 7420一直位居跑分榜榜首,可以說坐穩了手機端移動處理器老大的位置長達半年多。4核A57加上T760-MP8外加UFS 2.0,三星雖然在處理器架構方面沒有創新,但是憑藉在製造工藝和存儲技術方面的優勢,使用堆料的方式就獲得不少優勢。從Geek Bench 3到Sunspider等幾乎大多數常用測試項目中,三星Exynos 7420拳打A8腳踢驍龍810,在9月份之前盡顯霸主地位。由於台積電的16nm FF+在2015年下半年才開始量產,而且初期首先滿足蘋果供應,這讓三星Exynos 7420嘗盡了工藝製程上的甜頭。在2015年強勢的基礎上,三星又準備拿出什麼樣的產品在2016年應戰驍龍820呢?

三星Exynos 7420採用了最先進的14nm製程工藝。

三星Exynos 7420參數。

三星在去年11月份發布了旗艦處理器Exynos 8890,採用14mm FinFET LPP工藝和big.LITTLE八核心架構,其中四核大核心由三星自主定製,另外四個小核心為1.6GHz的Cortex A53。新發布的Exynos相比上一代產品Exynos 7420性能提升30%以上,功耗降低10%。在時鐘頻率方面,大核心的標準頻率為2.3G H z,支持超頻到2.5G Hz。GPU方面則和華為海思Kirin 950一樣採用Mali-T880 GPU,不過是MP12版本。另外,Eyxnos 8890的基帶同樣支持Cat.12/Cat.13標準,理論下載速度提升到600Mb/s,上傳150Mb/s。

三星Exynos 8890依然保持著工藝優勢。

這是三星第一次採用自主定製架構,很多人對「貓鼬」非常期待。不過與驍龍820不同,Exynos 8890採用的仍是big.LITTLE 4+4架構,4個「貓鼬」大核加4個A53小核。到目前為止Exynos 8890還沒有比較可信的泄露跑分,從目前的一些爆料跑分來看,其GeekBench3單線程跑分大約在2 200左右,多線程跑分超過6000。如果按這個成績來看,Exynos 8890在今年依然有機會坐上安卓手機處理器第一的位子。GPU方面,Exynos 8890採用的Mali-T880 MP12 簡直讓人驚掉了下巴,其性能是華為海思Kirin 950使用的Mali-T880 MP4核心的三倍。

目前曝光的測試成績。

總的來說,三星半導體在2015年依靠Exynos 7420的強力表現收穫頗豐。而在2016年繼續維持製程工藝優勢的同時,三星也開始發力自主定製架構,Exynos 8890和驍龍820的對決讓人萬分期待。

聯發科高端仍需努力

聯發科從前年開始就竭力擺脫低端的形象,想在高端市場闖出一片天。從2014年MT6595被用在MX4上開始,聯發科就在奮力向上。但2015年的Helio X10(MT6795)卻因為選錯了隊友而終止了通向高端市場的道路。

聯發科MT6795樹立新的Helio品牌形象。

聯發科MT6795基於28nm工藝,搭載8個Cortex-A53核心,標準版MT6795主頻為2.0GHz,高主頻版本MT6795T主頻則提升到2.2GHz,而且是8核全部可以超頻到這一頻率。其它部分,GPU依然沿用MT6595上的PowerVR G6200,內存控制器支持雙通道LPDD R3 933MH z內存,有效內存帶寬為14.9Gb/s,基帶晶片速率為LTE Cat.4級別,雙2000萬像素ISP。作為旗艦處理器僅有這些指標怎麼都說不過去,MT6795的整體性能和兩年前的高通驍龍800基本持平,只在多線程方面具有一定優勢。因此去年除了HTC把MT6795用在高端機型上,其它廠商基本依舊將其作為千元機的首選。聯發科在2015年對高端市場的衝擊看來是失敗的,那麼新的HelioX20(MT6797)會不會在2016年帶來一些新氣象呢?

聯發科是堆核戰略的領導者,MT6797首次採用了三叢集(Tri-Cluster)架構設計,比目前普遍使用的雙叢集big.LITTLE大小混合架構更進一步,製程也升級到了20nm。在MT6797內部,有兩個負責展現最高性能的2.3-2.5GHz A72核心、4個平衡性能與功耗的2.0GHz A53核心以及4個負責低負載任務和節能省電的1.4GHz A53核心。A72的單線程能力確實比A53要強太多了,但是10核的M T6797在綜合性能方面比MT6795卻沒有太大的提高。GPU方面,MT6797終於換上了Mali-T880MP4,作為一個旗艦處理器算是過得去。

聯發科MT6797的技術特點。

三叢集的十核架構。

聯發科在2015年的市場表現雖然不錯,但還是未能成功進軍高端市場。而在2016年,Helio X20能否實現聯發科對高端市場的衝擊,目前前景依然不甚明朗,特別是在遭遇斷流門的情況下。

華為海思追趕腳步在加快

華為海思一直都是國產手機處理器的旗幟,不過其在2015年上半年的表現卻不盡如人意。雖然發布了Kirin 930和Kirin 935兩款晶片,但卻是換湯不換藥。Kirin 930採用8核Cortex-A53CPU,最高主頻為2.0GHz,GPU部分則為「祖傳」Mali-T628 MP4。Kirin 935處理器使用了A53e作為四個大核,海思自稱對A53進行了一些改進,可以拉高頻率提高效率。Kirin 935對比Kirin 930的改變只是4個A53e大核提高了0.2GHz頻率,GPU頻率提升了20%,其他沒有什麼區別。如果只是這樣的話,華為海思在2015年就實在太讓人失望了。

Kirin 935的改進並不明顯。

還好華為海思在去年11月份發布了Kirin 950,並且直接在自家旗艦手機華為Mate 8上首發,實現了實際終端產品的領先。Kirin 950採用台積電16nm Fin FET+工藝,內置四顆Cortex-A72架構核心和四顆Cortex-A53架構核心,主頻分別是2.3GHz和1.8GHz,GPU為Mali-T800MP4,頻率900MHz,基帶依舊是Cat.6。從GeekBench3跑分來看,Kirin 950比2016年高通中端旗艦處理器要強30%左右,相比之前的產品有一倍的提升,基本是跟上了主流陣營的步伐。GPU方面,採用的Mali-T800 MP4應付1080p螢幕顯得很輕鬆,在功耗和發熱方面也擁有不錯的表現,是夠用就好的典範。

4核2.3GHz的A72核心讓Kirin 950擁有不錯的性能表現。

總的來說,Kirin 950的提升很大,頂著國產芯的光環,加上主流水準的性能,一定會在銷量方面有不錯的表現。當然,我們也期待華為能夠在今年拿出更加給力的產品。

小編有話說

在Ti和NVIDIA退出手機處理器市場之後,ARM架構移動處理器市場完成了第一次洗牌,登上王者之座的是高通。在去年暴露出驍龍810過熱問題之後,高通的王者之位受到了來自三星的挑戰。而在今年,隨著三星繼續發力、華為海思奮起直追、聯發科堅守執念,再加上基於x86架構的英特爾、面向iOS系統的蘋果,手機市場的處理器大戰無疑將變得更加好看。

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