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。
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。