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四核戰爭

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01  英偉達Tegra 3處理器
Tegra 3採用了「4+1」的設計,在工藝製程受到限制的情況下,以一顆輔助核心配合四顆主核心的方式,保證了性能,並且不至於發熱量過大。


02  高通驍龍 S4處理器
標準的四核處理器,工藝製程先進,因此可以很好地控制發熱量,並且適當提升處理器的主頻,在單純處理器性能上領先對手。

 


  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。」高通互聯網服務集團總裁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(英偉達),已於2011年第四季度搶先發佈了四核產品。在時機上,高通已經落後了一步,它希望扳回一城。


  英偉達的全球首顆量產四核移動CPU Tegra3(圖睿),事實上內封了五個「核」。這種「4+1」設計是Tegra 3在發佈之時,英偉達重點宣傳的賣點。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。


  採用這種結構是英偉達四核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,英偉達仍然堅持在移動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)。 這是相對目前英偉達在移動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。反觀英偉達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,英偉達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,英偉達的作法的確很聰明。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月份剛剛發佈的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,它有著更高頻率的主頻、28nm 的先進製造工藝。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。


  英偉達曾經借助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。


  不過英偉達同時也失去過一些重要客戶。根據證券公司JMP Securities的統計,2011年摩托羅拉移動Xoom的升級版Xoom 2和最熱銷的智能手機Droid Razr,都使用了另一大芯片廠商德州儀器(Texas Instruments,簡稱TI)的芯片產品;2011年全球最暢銷的Android手機三星Galaxy S II,除了使用三星自有芯片以外,還使用高通芯片,但沒有選擇英偉達的產品;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。儘管英偉達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,英偉達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英偉達,在市場策略上都無不強調了芯片的遊戲性能: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和遊戲主機平台發售),還在2月29日宣佈了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。


  不過並非每一位智能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。


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