平板电脑与智能手机入门 高通处理器的分类
赵宇为 于 2013.04.11 12:58:06 | 源自:www.soomal.com | 版权:原创 | 平均/总评分:08.93/241

在2009年底,高通Snapdragon平台QSD8250处理器[2011年重新命名为Snapdragon S1]首个1GHz的ARM处理器问世。基于1GHz QSD8250处理器HTC HD2手机,由于手机利用了Windows Mobile 6.5操作系统漏洞,Bootloader得以破解,至今仍然是刷机神器,虽然性能难以流畅运行最新的操作系统,但却可以支持Android、WM、Windows Phone、Ubuntu等多个操作系统。这也从侧面反应了高通处理器自首次挑战1GHz后,成为了ARM处理器在智能手机领域的主力军,并快速成长。如果不出意外,2013年的Snapdragon 800处理器,将可以正式挑战2GHz。

高通处理器命名组成

从个人电脑普及的20多年中,大家虽然清楚处理器的主频并不能决定它的性能,这还和处理器的架构,以及硬件系统、操作系统等相关。就好比Pentium 4 3GHz性能要远不如酷睿2 1.6GHz。不过在买Android手机时,CPU主频、屏幕大小、摄像头等仍然是中国市场普通用户,和零售渠道主打的三大要素。而由于现在的手机处理器将很多功能集成到一个芯片内,所以它甚至也可以决定屏幕的大小、分辨率,以及摄像头像素的高低。由于苹果平台的封闭性,所以大家不用费太大功夫认识处理器,而Android平台,高通是最为重要的处理器供应商之一,所以我们今天以高通为例,简单认识一下它的分类。

首先,Snapdragon是高通ARM处理器的品牌,中文名为“骁龙”,目前在智能手机、平板、智能家电等领域的ARM处理器平台,均使用Snapdragon名称,所以这在区分产品时可以不用关心这个标识。而从2009年至2013年初,高通产品的命名方法主要调整了三次,尤其在2012年到2013年初,连续调整两次命名方法,这让人怀疑高通的处理器是不是在换“马甲”,只是换个说法呢?下面我们逐步说明。

在2011年之前,高通处理器以字母加型号的方法来命名芯片组和处理器,由于在2010年之前,智能手机的3年的销量也抵不上2011年一年,所以芯片的种类、定位和发展速度也较慢。例如,首个1GHz处理器[芯片组]命名为QSD8250,2009年中发布的更新一代产品 MSM8255等,2010年发布Snapdragon MSM8260等。在这个时期,我们常提到的型号以“芯片组”的形式出现,简单的说,在这个时期它们的基带、网络等芯片并没有集成在处理器中。而型号中第二位数字,一般代表了移动网络支持类型,一般2代表GSM/WCDMA,6代表CDMA,0代表不包括基带芯片等。而QSD8250、MSM8255和8x60系列处理器,被认为是Snapdragon的第一代、第二代和第三代产品,这也促成了第四代产品发布时,S1、S2、S3、S4的命名方法。

高通 Snapdragon S1,2,3,4处理器主要规格表
项目/型号 S4 S3 S2 S1
CPU 4核 1.7G Krait 2核 1.5G Scorpion 1/2核 1.4G Scorpion 2核 1G Cortex A5或Scorpion
GPU Adreno 320 Adreno 220 Adreno 205 Adreno 200
显示输出 1080p 1080p 720p 720p
网络 802.11n 5G 未集成 未集成 未集成
ISP摄像头 20Mpixel+3D 16Mpixel+3D 12Mpixel 12Mpixel
制程 28nm LP 45nm 45nm 65nm
芯片型号 8064,8x30 8x60 8x55,7x30 8250,7227等

在2011年底,高通发布Snapdragon APQ8064、MSM8960、MSM8270、MSM8930等产品,由于内核终于从Scorpion升级至Krait,APQ8064是四核心的代表,使用了28nm工艺制造,它也被认为是第四代产品的代表作。虽然第二位数字仍然是0,但这一代产品集成度已经比S1、S2时候大大提高,无线网络、蓝牙、移动网络等都已经集成在一颗芯片内。所以我们更多的看到的是8064的名字。当然,以上所说的芯片组发布时间,都要比手机正式大量上市早半年以上。

时间来到2012年,Snapdragon S4产品陆续上市,此时高通公司又进行了一次产品命名方式的调整。这次调整也许只能用不怀好意来定位?原本S4代表了Snapdragon第四代产品,而此次调整后,高通几乎市场上正在销售的当代产品,均归为S4系列。而高通又将S4对应性能和定位从高到低分为四个级别:它们分别是Prime、Pro、Plus和Play。这次命名的改变真可谓莫名其妙。原本S1和S2,几乎都被归入了新的S4 Play级别,即最低的入门级,这里还包括ARM在2011年更新的Cortex A5核心的新产品,但性能与之前的S2相当。原本的Snapdragon S3系列产品,被列为了S4 Plus。而原本的S4,根据芯片工作主频不同,分布在S4 Prime和Pro。

高通 Snapdragon S4系列处理器主要规格表
项目/型号 Prime Pro Plus Play
CPU 4核 1.7G Krait 2/4核 1.7G Krait 2核 1.7G Krait 2核 1.2G Cortex A5
GPU Adreno 320 Adreno 320 Adreno 305 Adreno 203
显示输出 1080p 1080p 1080p 800x480
网络 802.11n 5G 802.11n 5G 802.11n 5G 未集成
ISP摄像头 20Mpixel+3D 20Mpixel+3D 20Mpixel+3D 8Mpixel
制程 28nm LP 28nm LP 28nm LP 45nm
芯片型号 8064 8064/8960T 8x30/8x60 8225[Q]/8625[Q]/

2013年1月,高通在CES上发布全新Snapdragon 800/600/400/200系列处理器,大家也许担心,它们又换马甲了。在3月的中国发布会上,CMO阿南德先生表示,此次命名方式更改,是分析师和公司市场部门认为这样更容易规划和定位自己的产品。好在此次更名后,Snapdragon 800/600两款产品的架构、性能、集成周边功能等都有所提升。而400系列将仍对应的是S4 Plus即原本S3部分的产品[生产工艺,周边集成度会有不同],而200系列,仍然是性能低下的S4 Play一类的产品。

由于智能手机在2011年后飞速发展,作为重要的处理器,其实是SoC单元,它们的革新速度也变得更快。高通三次改变命名方式难免影响到普通消费者的判断。我们也将这三次命名中对应的主要处理器系列的主要参数做成表格,大家可以对应查询。不过,快速的发展其实也可以让我们忘记2年前的产品,我们接下来将主要介绍Snapdragon 800/600/400/200系列的特性,它们将是2013年第二季度开始使用高通芯片手机采用的最新芯片,从顶级到千元级以下都会出现。

高通Snapdragon 800/600/400/200系列处理器介绍

在介绍处理器之前,我们先要简单复习一下在SoC中一些重要单元的名称。所谓SoC是指System on Chip,即一个芯片中集成了一整套系统,而不仅仅是一个中央处理器。在这一代产品中,相对以往它的集成度又有所提高。下面我们来看几个与性能和功能密切相关的名词解释。

  • 名词解释

    Krait:高通兼容ARMv7指令集的私有架构处理器,上一代产品架构代号为Scorpion。它们与Cortex A9、A15等核心架构并不相同,内部架构由高通自行设计,兼容ARMv7指令集。但与Cortex A8同期的S1、S2代Scorpion,性能优势并不明显。而Krait的架构也与Cortex A9和A15都不相同。

    Adreno:高通芯片的GPU单元,即图形处理单元,主要负责应用的2D和3D加速等。而一般重要衡量指标也是它的3D性能。高通全系列处理器均使用Adreno GPU。而我们在苹果处理器中常见的是PowerVR公司的SGX系列,还有ARM公司的Mali系列等。

    Hexgon DSP:高通的DSP加速单元,负责音频编解码、音效,应用的多媒体功能、浮点运算加速等等。

    ISP:Image Siganl Processor,图像信号处理器,在智能手机的SoC中,ISP主要负责拍照即对摄像头的支持,摄像头是多少像素的?除了镜头和感光元件单元外,ISP要提供对应的性能支持,满足足够的运算速度、数据传输带宽和一些特性等等。例如,3D拍摄,实时HDR等。

    4k:Ultra HD Video,超高清视频规格。分辨率为4096x2160或3840x2160,下一代高清视频规范,这已经成为各家电视厂商在今后2-5年内主打方向。手机,也许在今年就可以支持这个规格播放了,但是是输出至外接电视。

    802.11ac:新一代的无线局域网络标准,提供比802.11n更大的带宽,同样受到4k高清视频的拉动,对这样的标准才有需求。

    DTS-HD和Dolby Digital Plus:现有蓝光电影中常用的高清音频格式,支持多声道24bit/96kHz规范,支持无损压缩或PCM源码多声道音频规范。具体内容还可参考下文。《DTS-HD编码与多种7.1音箱安排 》[作者:佚名 ]

下面我们介绍高通在2013年主打的处理器产品。

高通 Snapdragon 600

在今年3月,Snapdragon 600处理器的手机已经陆续发布,例如HTC One,早期的三星 Galaxy S4,以及前两天刚刚发布的小米2S。由于小米2S是从小米2的APQ8064处理器升级至Snapdragon 600,而价格不变,也有人称其实600就是8064的马甲。但从现有的第三方媒体对HTC One的测试来看,并非如此。在高通的芯片型号中,Snapdragon 确实只对应了一个芯片,即APQ8064T,但它是加强版。小米2S表示,它的性能相对小米2会提升25%。目前已经发布的使用该芯片的手机,也有大概类似幅度的宣传。这是一个比较保守的估计。

Snapdragon 600处理器,仍然使用Krait架构,但高通此次对Krait进行了编号,Snapdragon600使用的是Krait300,而一般认为目前8064使用的是Krait 200。Snapdragon 600仍然使用台积电28nm LP工艺,与APQ8064一样,但主频最高可达1.9GHz,而APQ8064最高为1.7GHz。即便在同样主频下,Snapdragon 600也可以比APQ8064提升20%左右性能,而在CPU理论性能测试中,这个领先的幅度还要更大,架构上应该还是存在明显的改进和不同。

Krait 300核心还支持LP-DDR3规格的内存,可以提供更宽的内存带宽,这个项目仍然是高低端ARM处理器差别很大的一个性能规格指标。同时,Krait 300的4核心的电源管理支持完全独立控制,理论上提供更高效的能耗比。同时,电源管理充电管理部分,允许支持40%电量快速充电。

Snapdragon 600使用与APQ8064一样的GPU单元——Adreno 320,但据说运行的主频会更高一些。这颗GPU的性能是Snapdragon 400使用的Adreno 305性能的3倍。

Snapdragon 600可以支持最高2048x1536分辨率的高清屏幕[iPad retina分辨率],同时还可以支持1080p的视频输出。音频单元支持5.1声道的DTS-HD和Dolby Digital Plus。由于要支持高清规格,所以48kHz倍频的SRC问题,当然要解决了?

它的ISP单元可以支持最高2100万像素的摄像头,并可实现3D拍照功能。

在网络交互功能方面,集成度大大提高。可以支持最新的802.11ac WiFi标准,支持802.11n 5G频带工作,支持蓝牙4.0标准,支持USB 3.0的数据连接。

从HTC One、Galaxy S4以及小米2S等几款产品,大家应该清楚这个芯片的定位。你手里刚花了3000多元买的S4 Pro APQ 8064,四核心的手机,即将被Snapdragon 600代替。也许在应用感受上,它短期内还是一个马甲而已,但在理论性能上,它实实在在有所提高,但Android平台需要对新硬件有一段时间的优化。这样快速的产品更新节奏,也许真得有点跟不上了吧?

高通 Snapdragon 800

在今年晚些时候,更高端的Snapdragon 800将会面世,上市较晚一点的原因可能是台积电方面的最新的28nm HPm工艺。HPm是台积电目前专门为Mobile产品定制的28nm工艺,也有传言苹果公司下一代芯片也会使用该工艺。它要比28nm LP工艺生产的芯片有更低的功耗。虽然Snapdragon 800定位于高端的电视、多媒体设备,但在拼硬件的Android设备上,最高端的当然不会错过,所以,看到这款芯片出现在手机上,应该不会有太大问题。

Snapdragon 800仍然使用Krait架构,具体代号Krait 400,4核心主频最高达到2GHz以上,其他方面和600处理器近似。充电电源管理可允许75%电量高速充电。由于之前的Krait架构目前来看在同主频下仍然要稍落后于Cortex A15,Snapdragon 800的Krait 400表现如何,目前还不得而知。但它的定位就是用来抗衡Cortex A15产品的。

其他方面,Snapdragon 800使用的Adreno 330 GPU要比Adreno 320GPU性能高50%[8064上的Adreno 320]。它也是目前少有的可以支持4k高清视频拍摄与播放的处理器,同时它可以支持2560x2048分辨率的屏幕,以及Miracast标准的1080p无线视频播放。它使用两个ISP单元,可以支持最高5500万像素的摄像头,双ISP可以提供每秒640M像素的带宽。在GNSS[Global Navigation Satellite System ]方面,Snapdragon 800也支持目前流行的美国GPS、俄罗斯Glonass和欧洲的Galileo三套标准。其他细节上的不同,大家可以参考相关的说明图。

高通 Snapdragon 400

Snapdragon 400定位自然就与之前的S4 Plus相当了[其实双核产品就是现在的S4 Plus],不过多了一组四核心产品的选择。与600和800不同的是,除了有Krait双核 1.7GHz外,还有ARM公司Cortex A7架构的四核心设计。从目前来看,似乎四核心Cortex A7的性能会更好,在图片中红字标出的部分,是指只有在使用Cortex A7时具有的特性。例如1080p视频解码、高清音频支持、720p外接显示设备支持等,都来自于四核心产品。预计,高通会以Cortex A7四核代替老工艺的Krait双核,这样,连200美元级别的产品也可以用上四核心产品了。而在,它的图形单元部分,Adreno 305也是目前S4 Plus使用的单元,它要比Adreno 220快50%,但是不要忘记,它要比Adreno 320慢3倍。其他细节可查阅图表。

高通 Snapdragon 200

在高通几次命名中,最低端的产品与前三档产品性能差距是比较大的,它定位的手机产品大概属于150美元左右的产品,即国内千元级一下的产品。此次Snapdragon 200也几乎是上一代S4 Play的马甲。处理器核心是使用的ARM Cortex A5架构,图形单元仍然是Adreno 203,它仅仅是S1 QSD8250 Adreno 200性能的2倍,比S2的MSM 8255的Adreno205稍慢,是Adreno 220性能的五分之一。即,Snapdragon 600使用的Adreno 320性能是Adreno 203的20倍左右……它的制造工艺同样落后,仍然是45nm。从芯片型号可以看出,它只不过是现在正在使用的8225和8265的马甲或者频率提升版而已。

高通 Snapdragon 处理器主要规格表
项目/型号 800 600 400 200
CPU 4核 2.3G Krait 400 4核 1.9G Krait 300 4核 1.4G Cortex A7
或双核 1.7G Krait 200
4核 1.4G Cortex A5
GPU Adreno 330 Adreno 320 Adreno 305 Adreno 203
DSP Hexagon QDSP6 V5 Hexagon QDSP6 V4 Hexgon QDSP6 V4 Hexgon QDSP5
显示输出 2560x2048+4k外接+1080p无线 2048x1536+1080p外接 1080p+720p外接 720p
网络 802.11ac 802.11ac 802.11n 802.11n
ISP摄像头 55Mpixel+3D 21Mpixel+3D 13Mpixel 8Mpixel
音频 多声道高清 多声道高清 多声道高清 普通
制程 28nm HPm 28nm LP 28nm LP 45nm LP
芯片型号 8974/8274/8074/8674 8064T 8x30/8x26 8225Q/8625Q

总结

从高通2013年处理器新规划来看,虽然命名规则有所改变,但一直以来将同一时期产品分为四个档次的做法没有变。在面向1000元以下定位的手机的处理器Snapdragon 200是一个纯粹的马甲,换个名字,内容基本不变。而Snapdragon 400的双核心版本,同样是前一代S4 Plus的马甲,但在计划中会有四核心Cortex A7版本,从功能性能来看,应该优于上一代的S4 Plus。这样1500元左右智能手机性能和体验,会有所提升。Snapdragon 600是APQ8064的升级版本,8064T,保守估计在同频率下应用性能提升在20%左右。它将是未来Android阵营中3000-4000左右准旗舰产品的处理器配置。但由于Snapdragon 800的性能要较600还有不小的提升,尤其是赶上了4k视频解码的大潮,也许它会成为旗舰机的首选,而Snapdragon 600这样比目前旗舰机性能更好的处理器也许会用在更多的2000元级别手机中。

对于一般消费者选择手机来说,最新的命名方式确实要比S4的四档分法更好一些。从我们提供表格可以发现,在中低端的两个分类中,它们在一定时期内可能都与前一代产品没有什么差别。所以,选购时也许要警惕被忽悠的可能,例如Snapdragon 400并不见得就比S4 Plus好。而在两个高端芯片上,对应手机价格应该不会低,而且Snapdragon 600替代APQ8064的速度应该会比较快,不存在太大的消费陷阱。我们也不得不感叹,半导体工艺的发展、智能手机市场的诱惑,和人类对生活质量的追求或贪婪正让整个产业格局发生重要变化。高通挑战2GHz虽然已经没有1GHz时那么令人兴奋,但智能手机处理器性能正以每年几乎翻一倍的速度成长。即便是一直不被看好的3D图形部分,与主流整合产品已经在2倍左右[PowerVR SGX 554 MP4与Intel HD4000,也就是说PowerVR SGX MP4性能是与HD3000性能接近的,而功能上明显好得多]。在今天了解了高通处理器的产品后,我们平行的关注其他家的处理器产品。同时,纵向的我们也会进行相关的专项对比分析。

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隔了这么久才算用上高通处理器的手机,特别请教一下,高通400和高通800的音频codec是不是一样的啊?听了之后总觉得似乎400的声音比800要稍好一些,是确实有提升还是我脑放了?
发表于2014.12.15 15:50:31
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