手机处理器你真的懂吗?——一文带你了解手机处理器!
片上系统
和PC电脑不同,其实手机的处理器更正规的叫法应该是Soc , 即片上系统,大概有“把系统都做在一个芯片上”的意思 。
通常所说的CPU只是Soc的一部分 , 片上系统一般包括CPU、GPU、基带、ISP、DSP等等 , 是一个集成芯片 。完成封装后的Soc各个厂家都会给出一个命名,比如骁龙855、麒麟980等等 。

骁龙845内部布局图
虽然Soc集成了很多的功能部件,但是有些厂商在设计手机时根据实际情况并不会选择集成在Soc内部的功能模块,而是选择外搭该功能更优秀的模块芯片进行设计 。比如锤子T1没有选择高通Soc中的ISP而是外挂了一颗富士通的ISP芯片 。
同时也有很多厂家不选择Soc内的音频处理,而是额外使用其他的音频方案,比如外挂高端音频芯片就是VIVO增加Hi-Fi性能的做法 。说这个就是告诉大家,并不是搭载了某个Soc芯片就会使用其内部的功能部件,要看具体厂家的设计 。
所以不能靠Soc内的功能部件来推断手机的某些方面性能 , 比如音频 。
数据运算的大脑CPU
架构
如果说怎么看一个CPU的性能如何,相信很多朋友都会选择主频和核心数这两个参数,其实这是被误导的一种观念 , 其实决定处理器性能的不是主频和核心数,而是架构和工艺,然后才是主频和核心数 。

说到处理器的架构 , 相信有些朋友会非常了解,有些朋友就会很迷糊了 。架构用百科的话说就是“CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一种规范”,也就是说架构决定了CPU核的晶体管排列规律 。
说的通俗点,晶体管就好比是一块砖,架构就是房屋的设计图纸,我们需要根据图纸来进行施工,哪边需要多少砖,砌多高多厚,这样就能够做出来房子 。按照这个图纸做出来的房子 , 我们就可以给它归到一个类别,比如平房、别墅、洋楼等等 。

言归正传,既然架构这么重要,那么谁来设计这个架构呢?要知道,架构的设计可不是那么简单的 , 需要考虑性能、功耗等各个方面,其实有很多公司都可以进行架构的设计 。
其中影响最大的就是目前多数手机处理器背后的那个公司——ARM(除此之外还有Intel、英伟达等),不过几乎所有手机都会采用ARM的产品进行设计,我们这里就以ARM产品为例进行讨论 。

相信会有朋友说,你说的不对,高通、苹果采用的就不是ARM架构 。
这里说下,CPU除了实现架构外还有指令集架构,高通和苹果则是采用ARM的指令集架构,自己去设计实现架构,如苹果的Vortex架构和高通的Krait架构(目前高通也开始采用公版架构),麒麟、联发科则是采用公版架构,如Cortex-A57等 。

简单来说,ARM做了两种设计,一种是打好地基,把地基的图纸给你,你来自己设计房子,就像苹果这样,还有一种就是把整个房子的设计方式都给你,你来盖房子,比如联发科 。
前者可发挥空间大,但是要求公司实力跟得上,后者开发难度?。⒒涌占湟残?。所以说,几乎所有的手机Soc都是以ARM架构为基础进行设计的 。

不同的架构能够直接决定Soc的性能好坏,目前市场上的低端手机的处理器也常见有八个核心,主频超过2GHz的,但是多数是采用低功耗架构搭建的,如A53架构,性能反而不如双核的A76架构来的直接 。
从苹果这些年的处理器我们也不难看出,核心数并不能决定Soc性能,架构的选择才是主要的 。除了架构之外 , 次重要的就是制程工艺了 。
制程工艺
制程工艺还是比较好理解的一个地方,所谓制程工艺就是指芯片内电路与电路之间的距离,数字越小越先进,更先进的工艺往往能减低处理器的耗能和热量,缩小芯片面积,提升性能 。
这一点很好理解 , 骁龙810和三星Exynos 7420两款处理器,同样是4颗A57 4颗A53的大小核架构设计,14nm的7420比20nm的810性能优异很多,后者发热和功耗都被数落到不行 。

当然,一定要是成熟的制程工艺才符合这个结论,苹果A9代工时 , 三星采用不成熟的14nm工艺,反而效果还不如台积电16nm的工艺出来的Soc效果好 。
【手机处理器的主要作用解读 手机处理器是什么意思】相同道理 , 同样是14nm的工艺,随着迭代,也会有性能提升,虽然都是14nm工艺,三星14nmLPP工艺就要14nmLPE工艺要好,这个也是要区分的 。目前全球最好的量产工艺是7nm!
综上所述,决定一款CPU性能好坏的是架构和制程工艺 , 然后才是主频和核心数 。
决定游戏性能的GPU
相信很多朋友购买手机都会偶尔打两局游戏玩玩,因此在Soc中GPU也是必不可少的一部分,可以说GPU是决定一款手机游戏性能好坏的关键部件 。目前主要的GPU厂家分别是ARM、高通、Imagination和NVIDIA四家,当然,三星和苹果也都有研发GPU芯片 。

ARM的儿子Mali主要被麒麟、联发科和三星使用,我们经常能在这三家的Soc介绍中看到Mali的介绍,高通则是采用自己的孩子Adreno,性能强悍 , 可以Adreno是目前最好的GPU系列 。
Imagination的PowerVR系列则是苹果的专属,不过现在两家闹得不太愉快,苹果也开始研发自己的GPU了,Imagination的低端GPU有部分被联发科采用 。哦,还有NVIDIA的GPU只给自己家使用!

一般来说 , 和CPU不同的是,通过架构没有办法确定一款GPU的优劣 , 主要是各个厂家的架构形式差别过大 。
一般来说看GPU的优劣是通过看其三角形输出和像素填充率的,太专业,我们普通用户评价一款GPU的好坏可以通过跑分来判定 , 比如使用GFXBench软件,能够非常直观的测试出GPU的优劣 。

另外,通过看GPU的命名也可以大概的了解到性能大概 , 有兴趣的朋友可以关注句号下一篇文章 , 会对命名有所讲述 。
基带
如果说一部手机最重要的功能是什么,相信很多朋友都会说打电话,发短信 。打电话、发消息包括上网这些基本的通讯功能靠的就是基带 。相信很多朋友都听说过基带这个芯片,通俗的来说,基带就好比家里的路由器、猫一样,是对外数据的接口 。

总的来说,基带决定了你的手机支持什么样的制式网络以及频段、通话质量、网速快慢、信号抢夺等等 , 可以说直接决定了你手机的使用体验,基带芯片也是手机中最核心的部分 , 技术含量比较高,能够设计研发的厂家比较少,出名些的还是高通、华为这些实力派 。

最粗略的判断基带的优劣的方法就是看它支持的制式和频段多少 , 号称支持全网通的就是使用了高端基带,几乎所有制式都会支持,随着5G时代的来临,是否支持5G就成了基带的又一个特点,骁龙855就不支持5G网络 。
目前采用855处理器的手机能够支持5G的,都是采用外挂基带的手段 。

除了看制式的支持之外,基带还有一个重要的特性,就是LTE的UE接入能力等级,采用Cat.X表示 , X数字越大下载速度越高,相信很多朋友都看到过这个参数,最新的高通855处理器最高支持LTE Cat.20 , 可以说是4G的最终阶段了 。
其他部件
除了上述说到的CPU、GPU和基带这三个大件之外,手机处理器内还集成了SP、ISP、RAM内存、Wi-Fi控制器、基带芯片以及音频芯片等等功能模块 。
由于各个厂家设计不同 , 不一定集成的功能都一样 , 这些部件各有职责,RAM内存决定了可以用什么等级规格的内存以及最大支持容量,ISP部件可以对拍照数据进行处理 , 号称手机内部的PS , DSP是保证你能看各种规格的视频的保证 。
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