手机SoC科普,核心数不是唯一标准
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大部分的普通消费者肯定都不知道SoC是什么,它的全称为System on Chip,中文名为片上系统。而大多数情况下,它就是人们口中常说的处理器。在上学的时候,我们的计算机课本中都有关于计算机构成的知识,那时候我们就知道“中央处理器”是非常重要的,作为计算机的“大脑”,它要负责处理各种复杂的任务。

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到了智能机时代,由于手机内部的空间越来越小,各种元器件的集成度也越来越高,人们常说的处理器,现在集成了越来越多的部件,包括GPU、基带、DSP和其他芯片,CPU在整个SoC中只占很小的一部分,它已经不是一个单纯的“大脑”,而是一个有机的整体。

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SoC这个集成了众多重要模块的部件,对手机流畅度的影响是非常大的,包括你同时开启多个手机任务时的卡顿、玩游戏时的卡顿都与SoC有着直接的关系。现在你知道SoC是手机卡顿的关键因素了,但想要选一部用起来不卡的手机,我们还要更深入的了解那些影响SoC性能的主要因素。

中央处理器CPU

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CPU应该是人们在熟悉不过的缩写了,它的全称为Central Processing Unit,中文名为中央处理器。它的主要作用是解释计算机指令和处理计算机软件中的数据。它主要由存储单元、控制单元和运算单元构成。

控制单元是CPU的司令官,它负责发出任务指令,协调整体的任务处理,对于处理器来说,它非常重要。运算单元是处理器的核心,它负责加减乘除的运算和逻辑命令的处理,它是执行单元,控制单元发出信号后它会执行运算任务。存储单元是储存等待处理的数据和处理过的数据的地方,它可以减少处理器访问内存的次数,从而提高处理器的运行效率。

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在知道了处理器的内部构成后,我们再来看下处理器的工作原理。在开始一项任务后,CPU内部的控制器会从内存中读取指令并放到寄存器中,这条指令由操作码和操作数的地址组成。

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操作码就是汇编语言里的符号码,而操作数地址是将要处理的数据所在的地方。因为整个系统里不只有一个数据存储区域,所以操作数的地址表明数据是在内存中还是处理器的寄存器中。

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指令是需要解读的,在指令在到达寄存器后,会进行译码,决定采取的操作。译码之后就需要执行了,执行有两个步骤,取数和运算。处理器先要将数据从内存中取到寄存器中暂时存起来。之后运算单元会根据操作码所表示的运算方法将寄存器中的数据进行运算操作。之后处理器会修改指令计数器,决定下一条指令的地址,处理接下来的任务。CPU会不断重复这些步骤,直到所有内存中的任务被执行完毕。

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了解了处理器的运行原理,我们再来看看CPU的字长。字长是指CPU一次能处理的二进制数的位数,我们经常听到的32位处理器和64位处理器指代的就是它们一次能分别处理32位的数字和64位的数字。与32位处理器相比,64位处理器拥有更强大的数据处理能力,它可以一次处理8个字节的数据,高于32位处理器一倍。

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不仅如此,在寻址空间上,它们也有不同,32位处理器能寻址的空间最大为4GB,而64位处理器则不受此限制,能寻址的空间非常大。所以32位处理器即使搭载4GB以上内存,它也只能识别4GB,这也是智能手机行业全面转向64位的原因,64位处理器可以搭载更大的内存,带来更好的性能,所以在选手机的时候要注意它是否是64位处理器。

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处理器架构也是绕不开的话题,它是区分不同处理器的一个重要指标。我们熟知的处理器品牌Intel和AMD采用的是X86架构,而IBM采用的是PowerPC架构,ARM公司采用的是ARM架构。这些是常见的处理器架构,其中ARM在移动领域有着很大影响力,无论是海思的麒麟处理器还是联发科的Helio处理器,都采用的是ARM架构。

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ARM架构是最常见的处理器架构,我们经常看到的A53、A73是处理器的核心架构,一般来说数字越大性能就越强。大核心与小核心相比,有着更强的性能,但它的的功耗也更多。目前很多旗舰SoC都是大核心与小核心搭配使用,这样会在功耗和性能间达到一个良好的平衡。

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高通的旗舰处理器骁龙845的架构为Kryo385,但它的大核心是基于ARM架构进行的半定制,有着更好的性能。

下面在来说说核心数量,多核处理器并不是为了提升性能,而是提升在处理多任务时的效率。在你同时开启多个程序的时候,会带来更快的执行速度。虽然核心数量是一个重要的指标,但不是处理器的全部。

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当然,CPU还有一个非常重要的指标,那就是CPU频率。它是指CPU运算时的工作频率,它决定了手机的运行速度。同一款处理器,频率越高,性能越强。在选择手机时我们要格外关注CPU频率这个数值。

图形处理器GPU

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在CPU之外,GPU也是非常重要的。GPU的英文全称为Graphics Processing Unit,中文全称为图形处理器。GPU在SoC中所占面积是最大的,它可以在你玩游戏时,为你做图形渲染,它的好坏直接影响着游戏体验。

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在处理图形任务时,GPU会承担图形计算等计算密集型任务,其余代码还是有CPU来执行,这样CPU的运行负担会大大降低,带来更流畅的使用体验。目前手机上常见的GPU有ARM的Mali和高通的Adreno,在同等级别下,Adreno的GPU性能要比Mali的高。

基带芯片

手机想要联网,没有基带芯片是不行的。基带芯片在SoC中负责调制收发的信号,它与射频前端配合,让你能时刻与其他人保持连接。但它们两个也同时决定了手机的通讯制式,3G还是4G?是否是全网通?都是它们说了算。

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不仅能决定手机的制式,好的基带芯片还具有整合手机频段的能力。由于手机运营商的频谱资源是分布在不同频段的,想要获得更大的传输速率,就需要将不同的频段都整合到一起,这种技术被称为载波聚合。简单来说,具有载波聚合的基带芯片,网速更快,这样手机软件的反应速度也会加快,从而减少卡顿。

目前的基带芯片已经开始管理蓝牙、WiFi等模块的信号,这样不仅减少了不少硬件成本,还带来了更低的功耗。当然,在选手机的时候只要看它支持的网络制式是否是全网通,支持的网络频段数量多少,支不支持更好的WiFi标准就行了,支持的越多它的基带芯片越好。

制程工艺

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不仅能决定手机的制式,好的基带芯片还具有整合手机频段的能力。由于手机运营商的频谱资源是分布在不同频段的,想要获得更大的传输速率,就需要将不同的频段都整合到一起,这种技术被称为载波聚合。简单来说,具有载波聚合的基带芯片,网速更快,这样手机软件的反应速度也会加快,从而减少卡顿。

目前的基带芯片已经开始管理蓝牙、WiFi等模块的信号,这样不仅减少了不少硬件成本,还带来了更低的功耗。当然,在选手机的时候只要看它支持的网络制式是否是全网通,支持的网络频段数量多少,支不支持更好的WiFi标准就行了,支持的越多它的基带芯片越好。

制程工艺

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如果脱离价格因素,那当然是搭载了旗舰SoC的手机更好了。但很多时候,我们选手机都是根据价位来挑,下面我就告诉大家如何在不同价格档位根据SoC挑手机。

1000左右

目前在千元出头的手机中,很多手机都会搭载高通骁龙636,在这个价位骁龙636还是比较有竞争力的。它采用了14nm的制程工艺,有着1.8GHz、64位架构的CPU,能满足日常使用的需求,玩一些要求不高的游戏也是可以胜任的。

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还有一些千元机会配备联发科P60的处理器,它在性能上要好于骁龙636。联发科P60采用了12nm的制程,搭载了4颗A73大核心和4颗A53小核心,频率均为2.0GHz,应对日常使用、玩一些小游戏是完全没问题的。

1500-2000元

对于千元以上到两千这个价位来讲,搭载高通骁龙660处理器的手机就非常多了。骁龙660采用了14nm的制程工艺、搭载了4颗A73核心和4颗A53核心,频率分别为2.2GHz和1.8GHz。它采用了Adreno512的GPU,用来运行吃鸡游戏可以保证基本的流畅度。

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在这个价位上,还有骁龙710和麒麟710的处理器出现,麒麟710与骁龙660在参数和性能表现上比较接近,但骁龙710要好于骁龙660,目前搭载这两款710的手机并不多。如果想试试麒麟710的话,目前只有HUAWEI nova 3i可以选择,而骁龙710的代表机型则是小米8 SE了。

2000-3000元

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在这个价位上,会有搭载麒麟970、三星Exynos 8895、高通骁龙835和高通骁龙845处理器的手机出现。当然,游戏玩家们非常关注的两部游戏手机也在这个档位,黑鲨游戏手机搭载了骁龙845处理器,但红魔游戏手机搭载的是去年的骁龙835。从GeekBench的跑分对比上来看,骁龙845的CPU性能确实要更胜一筹。虽然同为热门处理器,但骁龙845和麒麟970相比,性能上要领先一个身位,另外两个SoC的性能与麒麟970几乎相同。

3000以上

这个价位大都是骁龙845手机,强大的性能、均衡的配置、先进的10nm制程都让它成为了安卓旗舰机的首选。当然,如果你要问我苹果的A11处理器怎么样,我会说,还有比它更强的处理器吗?

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看完了这些,你肯定对手机的SoC有了更深的了解。CPU、GPU、制程等都是需要看重的方面,在可接受的预算内选择最好的就行了。下次在选手机的时候,相信你就知道如何选择一部不卡的手机了。

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