移動處理器的四核戰爭：性能不是一切

2023-10-16 01:37:06

    泡泡網CPU頻道5月18日 不管你是否樂於看到，移動CPU市場都正在爆發一場「核戰爭」。

    4月25日，高通公司在中國北京展示了自己的「驍龍」S4移動系列處理器，除了雙核版本之外，還包括其目前最高端的四核產品。S4四核移動CPU採用了高通自有的全新「Krait」微架構，將高通現有的Scorpion微架構CPU性能提升了60%。 

    「高通在意的並不是有幾個核，而是給消費者更好的使用體驗。」高通網際網路服務集團總裁Rob Chandhok說。

    這句話意有所指。眼下高通在移動CPU市場上最大的競爭對手NVIDIA，已於2011年第四季度搶先發布了四核產品。在時機上，高通已經落後了一步，它希望扳回一城。

    NVIDIA的全球首顆量產四核移動CPU Tegra 3，事實上內封了五個「核」。這種「4＋1」設計是Tegra 3在發布之時，NVIDIA重點宣傳的賣點。除了四個處理器核心之外，它還有一個叫做「Companion」(伴核)的處理器，作為協同處理器，當用戶執行一些簡單、低頻率的操作時，「Companion」會根據用戶的操作情況開啟或關閉，以達到低功耗、高性能的要求。

    「4+1」個核被各自賦予了明確的分工。當用戶執行簡單應用時，系統只調用「Companion」這個協同處理器；當機器在運行簡單2D遊戲時，系統調用四核中的一個；如果用戶進行視頻聊天、Flash網頁瀏覽以及多任務處理，系統會調用兩顆核工作；而當四核同時啟動的時候，就意味著機器處於全負荷狀態，這個時候，執行的通常是網絡多媒體處理或者大型遊戲程序這樣的任？務。

    採用這種結構是NVIDIA四核CPU能夠搶先上市的關鍵。這家最初以製造顯卡聞名的半導體廠商，在移動CPU的設計能力上一直落後於高通這樣的對手—設計能力意味著CPU與整個系統是否能夠完美配合，同時又與CPU的製造工藝與性能密切相關。

    迄今為止，NVIDIA仍然堅持在移動CPU上採用40nm的工藝製程(在半導體行業，工藝製程的數字越小，代表工藝越先進，CPU的散熱性能也就越好)。這是相對目前NVIDIA在移動CPU方面的設計能力而言，所能達到的良品率最高、成本最合理的工藝。反觀NVIDIA在顯卡上的製造工藝已經提升到了28nm——這比40nm領先了一代。

    為了使採用發熱量較大的40nm製程的Tegra 3順利上市，NVIDIA在增加處理器核心數量的同時，謹慎地提升產品主頻。在絕大部分Tegra 2平板和手機上，處理器主頻都維持在了1GHz；到了Tegra 3，處理器核心頻率最高只有1.4GHz。「伴核」處理器的存在，也在一定程度上分擔了核心處理器的負擔。

    與Tegra 3相比，目前高通的驍龍S4四核處理器主頻最高為1.7GHz，設計指標最高達到了2.5GHz，三星四核處理器Exynos的主頻也達到了1.5GHz。

    如果綜合考慮成本、性能和生產工藝等種種因素，NVIDIA的作法的確很聰明。採用40nm這種並不領先的工藝所製造的Tegra 3順利實現了搶先上市的目的，並且獲得了HTC等手機公司的訂單。HTC今年4月份剛剛發布的One X手機，使用的正是Tegra 3處理器，這也是兩家公司的首次合作。

    不過這樣的作法也被高通公司抓住了「把柄」。當驍龍S4的四核版本推出之時，高通公司強調了其在設計和性能上的領先，它有著更高的主頻、28nm的先進位造工藝，同時也有著一系列能夠節省電能的設計，比如「異步多核」技術，可以根據用戶不同使用模式下的處理需求，獨立調節每個核的動態時鐘和電壓，實現最優的系統功耗。

    驍龍S4為解決手機屏幕的耗電問題，還引入了兩項新技術：BRITE和GridView。前者能根據屏幕上正在顯示的內容，動態調整背光亮度並利用自然光，在適當的條件下可以降低高達50%的功耗；而GridView可以智能地以整頁生成的方式刷新界面，在瀏覽網頁時，這一技術可以使頁面加載速度更快、滾動和視頻播放更平滑，以及使HTML5應用的性能向App應用看齊。

    NVIDIA曾經藉助Tegra 2處理器在2011年的手機市場上大出風頭。在2011年至2012年財年，通過Tegra 2的帶動，NVIDIA的淨利潤達到5.81億美元，是上一財年的2倍。

    不過NVIDIA同時也失去過一些重要客戶。根據證券公司JMP Securities的統計，2011年摩託羅拉移動Xoom的升級版Xoom 2和最熱銷的智慧型手機Droid Razr，都使用了另一大晶片廠商德州儀器(Texas Instruments，簡稱TI)的晶片產品；2011年全球最暢銷的Android手機三星Galaxy S II，除了使用三星自有晶片以外，還使用高通晶片，但沒有選擇NVIDIA的產品；亞馬遜一炮打響的平板產品Kindle Fire，同樣也與Tegra處理器擦肩而過。

    高通公司在移動處理器領域的優勢看起來一時仍然難以撼動。儘管NVIDIA曾經憑藉聰明的策略搶先推出產品，但當高通也有了量產型的四核移動處理器時，NVIDIA這個新秀難免要遇到更大的挑戰。

    但這也並不意外著挑戰者完全沒有機會。策略仍然很重要。眼下無論是高通還是NVIDIA，在市場策略上都無不強調了晶片的遊戲性能：NVIDIA曾在一次技術展示上，利用Tegra 3運行了大型3D遊戲《邊境之地》(這款遊戲以往只在PC和遊戲主機平臺發售)，還在2月29日宣布了4款專為Tegra 3優化的遊戲；高通也在驍龍 S4的發布會上，重點展示了2款3D遊戲。

    不過並非每一位智慧型手機用戶都是大型遊戲的愛好者。當廠商們紛紛以遊戲展示性能的時候，大部分日常應用和商務應用並沒有得到良好優化，甚至出現過雙核處理器性能超過四核處理器的尷尬情況。在熱衷於核心部件「軍備競賽」的同時，如何為更多日常應用提供優化，恐怕才是下一階段競爭的另一個關鍵。■