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苹果A5牛啥牛! 平板MID处理器横向对比
2011-10-25 00:33 出处:PConline原创 作者:roadyuan 责任编辑:baopeiqi
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【PConline 资讯】iPhone 4S炙手可热的今天,它所携带的苹果A5处理器再一次成了人们关注的焦点,搭载了A5处理器的iPhone 4S执行速度提升了两倍,图形处理能力更是提升了七倍之多,在众多的跑分测试中也是一骑绝尘,让人颇感震撼。不过,苹果A5是否是最强处理器,现在下结论还为时过早,且看小编娓娓道来。 苹果A5究竟是什么来头? 苹果A5处理器首次公开亮相是在今年2月的iPad 2发布会上,号称拥有iPad的A4处理器2倍的CPU性能和9倍的GPU性能。该处理器基于双核ARM Cortex-A9处理核心,集成PowerVR SGX543图形芯片。
实际上苹果A5也没有这么神,同样配置的双核处理器可谓比比皆是。苹果A5真正厉害的地方在于,它是苹果公司自行设计的一款双核CPU,而其他诸如三星、英伟达等厂商多半只能购买成品。 自行设计的好处一目了然,苹果是唯一一个既做硬件又做软件的手持设备公司。只有苹果可以在硬件中插入对软件的优化,又可以在软件中用上特制的模块。苹果A4/A5处理器就是其中的典型。 在A4处理器中,苹果加入收购自P.A Semi的独立唤醒技术,以及专攻2D应用的VXD375芯片,使得A4的待机耗电大约只有竞争对手的30%,使用耗电更是只有25%-75% ,并通过45纳米工艺、3D层叠技术、内存控制芯片等一系列自产自销的“私货”技术让它脱胎换骨。
在A5处理器上,苹果当然又要故伎重演,这次,它在ARM Cortex-A9双核处理核心和PowerVR SGX543图形芯片的基础上,又塞进去了MPCore技术、加速器链接埠、通用中断控制器、先进的总线接口单元、特定应用的计算引擎加速,以及更为先进的二级缓存控制器。 咋一看神乎其神,小编告诉你苹果的核心用意究竟是什么,简单说就是改造既有的逻辑电路,打通处理器与系统其他接口的任督二脉,变原来传输数据的小血管为大动脉,大大增强数据的吞吐量,这样一来性能自然会大幅提高。
而当今天下也只有苹果能做这些事。据悉,苹果内部负责A4/A5处理器的部门多达千人,是仅次于Siri系统的第二大部门,其他公司基本无力圈养一支如此庞大的开发队伍。更重要的是,苹果是唯一一个既做硬件又做软件的手持设备公司,软硬件可以相互策应,量身定制,做出来的东西自然精妙无穷。 尽管如此,苹果A5处理器再厉害也只是站在巨人的肩上,这位巨人是谁呢?我们一起来认识。 如果说同一代处理器之间性能的高低优劣主要看厂商设计功力高低的话,那么处理器的代际差异主要有处理器的核心数量、架构、工艺水准。以苹果A5/A4处理器为例,其80%的性能优势取决于ARM和PowerVR,20%的优势来自于自家的改进。前文提到的巨人正是之ARM、PowerVR等芯片厂商。
纵观手持设备的Soc芯片领域,这里的生态于PC世界迥然相异。英特尔和AMD、英伟达与ATI(已并入AMD),这些PC领域的芯片霸主顿时沦为侏儒。省电是手持设备芯片的第一要义,低功耗一项就将这些传统的性能悍将阻挡于竞争之门以外。 手持设备上使用的芯片实际上是一个系统概念,以苹果A5为例,不仅包含ARM Cortex-A9双核处理核心,也就是CPU;也包括 PwoerVR SGX543图形芯片,也就是GPU;还包括512MB DDR 2内存,也就是RAM。PC上闹得沸沸扬扬地“APU革命”在这里早已是现实。 CPU方面,ARM公司一家独大,垄断了移动处理器绝大部分专利技术。但它没有工厂,只设计不生产,产品从低端的ARM9到先进的Cortex-A8、Cortex-A9分布很广。下游厂商根据自己的需要把图纸买回去,有能力的可以像苹果那样二次设计,图省事的直接找工厂下单制造也可以,当然出来的东西肯定要糙一点。
ARM9、ARM11这是几年前的水准,悲催的诺基亚大量采用,现在基本上都淘汰了,相当于PC里的奔二、奔三水平。目前的主流是Cortex-A8、Cortex-A9,已经一步跨入了“酷睿”水平。A9是A8的改进型号,最大的差别在于支持原生双核,例如苹果A4是基于Cortex-A8的,苹果A5则进化到了Cortex-A9,核心多了一个,性能自然有明显提升。 GPU方面的境况则大为不同,目前来看,主要是Imagination PowerVR SGX、ARM Mali、高通Adreno三足鼎立的态势。PowerVR SGX市占率最高,苹果A4/A5是铁杆使用者(因为苹果持有Imagination股份);Mali系出ARM本尊,三星Galaxy S2等强机也开始拥抱它;高通 Adreno仍在孤芳自赏,绝大部分集成在自家方案之中。
上述三大移动GPU性能孰高孰低并无定论,但前后代之间可能存在较大的性能差异。例如采用PowerVR SGX543 GPU的苹果A5处理器图形性能是采用PowerVR SGX535的苹果A4的9倍。 既然各家的处理器都是基于相同的核心,那么无论在整体性能上超越苹果A5,还是在单项表现上秒杀A5都是有可能的,那么谁将扮演苹果A5的杀手呢?请看下一节。 如果要评选“苹果A5杀手”的话,英伟达旗下Tegra2可以说是当仁不让。这位杀手并非浪得虚名,而是真真切切地将苹果A5斩于马下,至少在游戏和图形处理领域是这样的。
Tegra2与苹果A5,二者都采用了ARM Cortex-A9双核处理核心,所以在处理器这一项上两者几乎没有任何差别。GPU型号是二者最大的差别所在,苹果A5才用的是PowerVR543 MP2显示核心,而Tegra2采用的是自家的GeForce ULP显示核心。 内存方面,两者虽然都采用了低电压的DDR2内存,但是由于苹果A5采用的是三星40nm制造工艺频率为533MHz的内存颗粒,加上双通道技术等效频率为1066MHz,对比Tegra2中667MHz的内存总线来讲要强了不少,同时发热量也要少一些。不过苹果A5有两颗硕大的处理核心,面积居然是Tegra2的两倍。
但比拼游戏性能,关键不在RAM,GPU才是王道。Tegra2的GeForce ULP显示核心是英伟达自家设计的,由一组标准光栅化流水线组成,它包括4组Vertex Shader,4组Piexl Shader以及1组TMU单元,这里没有采用和SGX543一样的统一渲染器,虽然功耗会有所下降但是执行效率也随之下降。API方面则提供了Open GL ES2.0的完整支持。 英伟达从来不屑于吹水说Tegra2的GPU有多强,实际上这枚GPU强大到可以在上面运行虚幻3引擎。此前,有好事者用《愤怒的小鸟》、《银河守护者》等5款主流3D游戏对苹果A5和Tegra2的GPU性能做专项测试,结果Tegra2完败苹果A5,Tegra2在游戏上面的强力表现可以说给苹果A5一记响亮的耳光。
搭载Tegra2的平板MID很多,摩托罗拉XOOM、东芝AS100、索尼T111CN等众多国际一线平板都采用此方案,仅从硬件角度看,它们确实有能力和苹果iPad 2一争雌雄。但竞争从来不局限于硬件,更不局限于GPU。 苹果A5的成功,显然是和iPad在整个平板市场的绝对垄断地位成正比的。iPad盘踞中高端平板MID市场已是不争的事实,那么在2000元以内的中低端市场谁在孕育新的反抗力量。瑞芯微RK2918方案、三星S5PV210方案,可能是这个价格区间里最耳熟能详的两个解决方案。
RK2918基于ARMv7指令集,采用单核Cortex-A8架构,典型频率为1GHz,55nm LP工艺,配备512MB DDR3 32bit内存,二级缓存512KB,带有NEON SIMD引擎,集成Vivante GC800图形处理芯片(GPU),支持60Mri/s的三角形生成率和600Mpix/s的像素填充率。RK2918可实现多格式1080P解码,并加入了对新标准VP8 WebM的支持。 最初RK2918相关产品初版固件下稳定性方面表现不佳,经过固件更新已经有了很大的改观,尤其是近期推出的SDK 2.0固件,大幅提升了GPU的性能,并改善了Flash和网页浏览的流畅性,并支持类似Android 3.0蜂巢系统的炫酷UI,已经能够流畅运行包括Gameloft在内的大部分3D游戏。
国产终端平板MID普遍采用瑞芯微RK2918,比较靠谱的有酷比魔方U9GT 2、原道N10、昂达Vi30、台电P81HD等,虽然它们还不能和苹果iPad相提并论,但也给消费者提供了一个平价且高效的选择空间。 三星S5PV210方案整体性能与瑞芯微RK2918持平,同样是基于ARMv7指令集,采用单核Cortex-A8架构,典型频率为1GHz,55nm LP工艺,配备512MB DDR3 32bit内存,二级缓存512KB,所不同的是,它集成的是大名鼎鼎的PowerVR SGX540图形引擎,在3D游戏的表现上更为凶悍。
采用三星方案的国产平板也不在少数,普耐尔MOMO5、影乐 M728、itoos i7pro、随芯随E-M728都是三星系的簇拥。值得一提的是,它还有一个用于智能手机的兄弟版本三星S5PC110,列装该芯片的是大名鼎鼎的国产神机魅族M9。 此外,在千元级领域还有晶程AMLogic AML8726-M主控芯片,该芯片为Cortex-A9架构单核心芯片,主频800MHz,二级缓存128KB,带有NEON SIMD引擎,可加速多媒体和信号处理算法(如视频编码/解码、2D/3D图形、游戏、音频和语音处理、图像处理技术、电话和声音合成),拥有Mali-400 GPU,具备25M/s的三角形生成率。但实际上只是单核心版本的Cortex-A9架构,并非苹果A5那样的双核架构,典型的就是蓝魔W12HD。 全文总结 苹果A5处理器的成功并不是偶然的,苹果公司为了啃下处理器领域的最高山头,可谓煞费苦心。尽管苹果A5暂时坐上了移动处理器的头把交椅,但真正的挑战即将来临。索尼下一代掌机PS Vita将搭载四核心处理器,并且将于圣诞节期间发售,英伟达密谋已久的Tegra 3处理器也是蠢蠢欲动,留给苹果A5的领先时间只有区区几个月而已。另一方面,众多国产芯片厂商加入战局,使得中低端市场不断被开拓,这股高中低搭配的平板MID浪潮才真正形成。可以说,战斗刚刚打响,好戏仍在后头。 |
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