上一期的“手機芯事”給大家解讀了去年手機芯片的基本格局變化，其中，在闡述高通和聯(lián)發(fā)科時，我們簡單談到為什么減少了核心的驍龍820更務(wù)實，而看似更多核的聯(lián)發(fā)科X10算不上高端。今天我們將進一步闡釋，一顆好的手機芯片到底該是什么樣的。我們在面對各種核心數(shù)的營銷轟炸時，如何理性的選擇最合適自己的產(chǎn)品是一個重要的課題。

CPU重要但不是全部

CPU（中央處理器）是大家最耳熟能詳?shù)膮?shù)，從名字中就能看出它對芯片的重要性，甚至于不少人直接把它等同于整顆芯片。實際上，手機芯片更確切的叫法是片上系統(tǒng)（SoC），CPU只是其中的一部分，負責控制運算，直接決定著手機的運行流暢與否。

判斷一顆CPU性能如何，普通消費者大多被各種無節(jié)操的營銷和線下一知半解的銷售員帶偏了，只關(guān)心有多少顆核和多高的主頻，然而這些只是構(gòu)成最終性能表現(xiàn)的一部分，最核心的決定性因素是架構(gòu)！

目前主流SoC無論出自何手，采用的幾乎全是ARM公司的精簡指令集架構(gòu)，區(qū)別在于有實力的廠商只采用該公司的ARMv7/v8指令集，自己會再進行架構(gòu)上的設(shè)計，比如蘋果和高通就是典型代表。自從A6開始，蘋果就開始自行設(shè)計CPU架構(gòu)，一年后的A7更是憑借Cyclone架構(gòu)成為首款64位的移動處理器，領(lǐng)先業(yè)界一年；而高通在32位時代則靠基于ARMv7指令集打造的Krait架構(gòu)樹立了自己江湖一哥的地位，最新的驍龍820則基于ARMv8打造了新架構(gòu)Kryo。

另一種方案就是直接購買使用ARM設(shè)計好的公版架構(gòu)，我們常見的Cortex-A7/A8/A9/A53/A57/A72就是ARM設(shè)計好的架構(gòu)名稱。其中字母A后是一位數(shù)的為32位的ARMv7指令集，兩位數(shù)的就是64位的ARMv8指令集，聯(lián)發(fā)科、海思就是采用公版方案。

舉個形象的列子，第一種方案就好比ARM打好了地基，廠商可自由選擇怎么建房子，好處是靈活性強，性能、功耗往往控制得比公版架構(gòu)好，但對金錢、時間、技術(shù)都有較高要求。第二種方案相當于ARM不光打好了地基，還把圖紙也畫好了，廠商買了之后只需要按照圖紙施工就可以，能大大降低整顆SoC芯片開發(fā)的時間和成本。

不同的架構(gòu)直接決定了性能的基礎(chǔ)，比如市面上千元機里常見的處理器雖然有八個核心、主頻超過2GHz，但由于多采用A53低功耗架構(gòu)，性能方面還不如雙核的高性能架構(gòu)A72，特別在單線程運算能力上更是相形見絀。這也就是為什么，蘋果至今堅持雙核選擇，但性能卻一直遙遙領(lǐng)先的根本原因。

其實，這和電腦處理器是一樣的，英特爾著名的Tick-Tock戰(zhàn)略就是不同年份專注于架構(gòu)和制程工藝兩方面交替提升，最終實現(xiàn)性能的逐年上漲。所以除了架構(gòu)外，再重要的就是制程工藝了。

制程工藝是指芯片內(nèi)電路與電路之間的距離，目前主流的工藝是28nm和20nm，最先進的是16/14nm，先進的工藝能減低處理器的耗能和熱量，縮小芯片面積，提升性能。理解了這一點，就知道為什么同樣是4顆A57+4顆A53的big.LITTLE大小核架構(gòu)，20nm工藝的驍龍810發(fā)熱、功耗備受詬病，而14nm的三星Exynos 7420卻表現(xiàn)優(yōu)異的原因。

如果再講細一點，半導體的制程工藝還可分2D結(jié)構(gòu)的MOSFET（金氧半場效晶體管）和3D結(jié)構(gòu)的FinFET（鰭式場效晶體管），F(xiàn)inFET架構(gòu)主要是改動了控制電流的閘門，能大幅改善電路控制并減少漏電流。

即便是同樣的制程工藝，也可能因為技術(shù)改進產(chǎn)生迭代。比如去年蘋果A9的代工門風波，理論上更先進的14nm表現(xiàn)卻不如臺積電的16nm，原因在于三星是從28nm直接跳到14nm LPE工藝，而臺積電則按部就班的從28-20-16nm順序過度，技術(shù)相對成熟，良率與漏電控制更好。但三星顯然已經(jīng)吸取了教訓，近期推出了第二代14nm LPP工藝，比一代LPE工藝性能提升15%、功耗降低15%，臺積電今年也推出了改良版的16nm FinFET+，所以看似相同的工藝也回因為具體版本不同而產(chǎn)生差異。

經(jīng)過上面的敘述，相信大家已經(jīng)大體知道如何去判斷CPU的好壞，總結(jié)起來就是架構(gòu)和工藝比核心和主頻更重要，而高性能架構(gòu)大幅優(yōu)于低功耗架構(gòu)，工藝越先進處理器越強。

游戲核心——GPU

好的CPU只是做好一顆高端芯片的第一步，它雖然讓整機運行流暢穩(wěn)定，但在手機娛樂屬性越來越強的今天，特別是年輕人喜歡用手機來代替掌機玩游戲的當下，GPU無疑是更不可忽視的部分。

GPU中文譯為圖形處理器，關(guān)系到圖形渲染能力的強弱，直接決定了游戲是否能流暢運行。目前主流的移動GPU廠商有ARM、高通、Imagination Technologies（以下簡稱Imagination）、NVIDIA四家，其中高通的Adreno和NVIDIA的Maxwell GPU只用在自己的驍龍、Tegra芯片上，所以對外出售的只有ARM Mali、Imagination PowerVR兩個系列。

雖然經(jīng)常有三星、蘋果在自研GPU的傳聞，但至今為止各芯片廠商都只能購買ARM或Imagination提供的方案集成在芯片中，比如華為海思、三星Exynos采用ARM Mali系列，Imagination PowerVR則多用在蘋果A系和聯(lián)發(fā)科芯片中。

由于不同廠商采用的架構(gòu)不同，比如有統(tǒng)一渲染、分離渲染等區(qū)別，所以單憑架構(gòu)或核心并不能判斷移動GPU的性能強弱，業(yè)界通常做法是看其三角形輸出率和像素填充率，當然自從各類評測軟件誕生后，比較就變得更直觀了。如果大家記不住各種排名也沒關(guān)系，了解清楚各廠商的命名規(guī)則心中就大致有數(shù)了。

通常來說，移動GPU的命名都是有字母加數(shù)字構(gòu)成，如Adreno 530、Mali-T880、PowerVR GT7600等，其中第一位數(shù)字一般表示代數(shù)，數(shù)字越大代數(shù)越新；第二位數(shù)字代表定位，數(shù)字越大性能越強。以上三款GPU就是已經(jīng)商用的最新最高端型號。不過，ARM的Mali GPU有點特別，除了要看型號外，還得注意核心數(shù)（命名最后的MPx，x是多少就代表多少核心），比如麒麟950和Exynos 8890雖然都用了最新的Mali-T880，但麒麟950只有4個核心，而Exynos 8890卻有12個核心，性能自然不可同日而語。

通信中樞——基帶

手機最核心的作用還是通訊，對于這一點，CPU和GPU再強也無能為力，最終還得看基帶。

基帶直接決定了手機支持什么樣的網(wǎng)絡(luò)制式，我們用手機打電話、上網(wǎng)、發(fā)短信等等，都是通過上層處理系統(tǒng)下發(fā)指令給基帶部分，并由基帶部分處理執(zhí)行?？梢哉f，基帶是整顆芯片中技術(shù)含量最高的部分，德州儀器、意法愛立信、NVIDIA等廠商多就因為SoC中沒有整合基帶或者技術(shù)落后被市場淘汰出局。

判斷基帶的優(yōu)劣最直觀一點就是看它支持的制式和頻段多少，一般號稱全網(wǎng)通的手機就是采用了高端的基帶，從4G的LTE到3G的WCDMA/CMDA/TD-SCDMA再到2G的GSM/EDGE全部制式支持，用戶只需購買手機插卡即可使用，不用去費心考慮支不支持、換卡怎么辦的問題。

除了制式支持外，4G時代基帶的另一個重要特性是LTE的UE接入能力等級，也就是UE能夠支持的傳輸速率，一般用Cat x表示，x的數(shù)字越大上傳下載的速度就越高。麒麟950遺憾的一點就是用了只支持Cat 6的老基帶Balong 720，沒用采用最新支持Cat 12/13的Balong 750。

說到基帶，這是高通強項，高通在多年前的第一代驍龍?zhí)幚砥鱏1中就集成了基帶，簡化了手機的研發(fā)難度，加快了周期。最新的驍龍820集成的X12 LTE基帶不僅支持全網(wǎng)通，而且LTE接入能力達到了目前最高的Cat 12/13。

多媒體性能

以上三個大件稍微關(guān)注電子領(lǐng)域的消費者多少還是知道一些的，相較之下，SoC中的其他多媒體性能反而不怎么顯眼，這里我們分類給大家介紹一下。

首先是視頻編碼器，它關(guān)乎著手機最終支持多少格式的編碼解碼方案，比如ARM的Mali-V550和驍龍820都支持4K分辨率H.265 HEVC格式視頻的編解碼。有的SoC中還會集成音頻解碼器，比如聯(lián)發(fā)科。

再來的是顯示控制器，它影響著最終手機能上多高分辨率、多少幀率的屏幕，前兩天ARM才發(fā)布的Mali-DP650就能輕松帶起4K分辨率、60FPS幀率的屏幕，除了用在移動設(shè)備上外用在4K電視上也沒有問題。

最后是關(guān)乎拍照錄像的圖像處理器（ISP），它負責處理影像傳感器傳回的數(shù)據(jù)，影響著白平衡、對焦、曝光、噪點抑制、人臉識別、運動補償?shù)雀鞣N基礎(chǔ)高級的影像功能。該領(lǐng)域最出名的要數(shù)受三星、錘子青睞的富士通Milbeaut方案，但單獨加入ISP會加劇功耗、發(fā)熱、設(shè)計的復雜情況，所以目前廠商更傾向于在SoC集成ISP，比如高通、海思、蘋果的芯片都是集成的自研技術(shù)。

總結(jié)

除了CPU、GPU、基帶、多媒體四方面，SoC中還有著非常多的組成部分，比如協(xié)處理器、電源管理、I/O連接等，看似不受重視，卻最終決定了手機能不能快速充電、支不支持最新的LPDDR4/UFS 2.0運存方案、WiFi是否穩(wěn)定等等情況。所以，普通消費者在選購手機時，不能只看CPU有幾個核，而應(yīng)該綜合考慮，看看圖形、通信、多媒體性能幾何，別被廠商營銷牽著鼻子走。就今年而言，已經(jīng)登場的高端芯片有海思麒麟950，即將登場的是高通驍龍820、三星Exynos 8890和聯(lián)發(fā)科Helio X20，大家在選購產(chǎn)品時可以特別留意。