移動(dòng)CPU的四核戰(zhàn)爭(zhēng)：性能不是一切

不管你是否樂(lè)于看到，移動(dòng)CPU市場(chǎng)都正在爆發(fā)一場(chǎng)“核戰(zhàn)爭(zhēng)”。
4月25日，高通(微博)公司在中國(guó)北京展示了自己的“驍龍”S4移動(dòng)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(chǎn)品。S4四核移動(dòng)CPU采用了高通自有的全新“Krait”微架構(gòu)，將高通現(xiàn)有的Scorpion微架構(gòu)CPU性能提升了60%。
“高通在意的并不是有幾個(gè)核，而是給消費(fèi)者更好的使用體驗(yàn)。”高通互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)集團(tuán)總裁RobChandhok說(shuō)。
這句話意有所指。眼下高通在移動(dòng)CPU市場(chǎng)上最大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手NVIDIA(英偉達(dá))，已于2011年第四季度搶先發(fā)布了四核產(chǎn)品。在時(shí)機(jī)上，高通已經(jīng)落后了一步，它希望扳回一城。
英偉達(dá)的全球首顆量產(chǎn)四核移動(dòng)CPUTegra3(圖睿)，事實(shí)上內(nèi)封了五個(gè)“核”。這種“41”設(shè)計(jì)是Tegra3在發(fā)布之時(shí)，英偉達(dá)重點(diǎn)宣傳的賣(mài)點(diǎn)。除了四個(gè)處理器核心之外，它還有一個(gè)叫做“Companion”(伴核)的處理器，作為協(xié)同處理器，當(dāng)用戶執(zhí)行一些簡(jiǎn)單、低頻率的操作時(shí)，“Companion”會(huì)根據(jù)用戶的操作情況開(kāi)啟或關(guān)閉，以達(dá)到低功耗、高性能的要求。
“41”個(gè)核被各自賦予了明確的分工。當(dāng)用戶執(zhí)行簡(jiǎn)單應(yīng)用時(shí)，系統(tǒng)只調(diào)用“Companion”這個(gè)協(xié)同處理器;當(dāng)機(jī)器在運(yùn)行簡(jiǎn)單2D游戲時(shí)，系統(tǒng)調(diào)用四核中的一個(gè);如果用戶進(jìn)行視頻聊天、Flash網(wǎng)頁(yè)瀏覽以及多任務(wù)處理，系統(tǒng)會(huì)調(diào)用兩顆核工作;而當(dāng)四核同時(shí)啟動(dòng)的時(shí)候，就意味著機(jī)器處于全負(fù)荷狀態(tài)，這個(gè)時(shí)候，執(zhí)行的通常是網(wǎng)絡(luò)多媒體處理或者大型游戲程序這樣的任?務(wù)。
采用這種結(jié)構(gòu)是英偉達(dá)四核CPU能夠搶先上市的關(guān)鍵。這家最初以制造顯卡聞名的半導(dǎo)體廠商，在移動(dòng)CPU的設(shè)計(jì)能力上一直落后于高通這樣的對(duì)手—設(shè)計(jì)能力意味著CPU與整個(gè)系統(tǒng)是否能夠完美配合，同時(shí)又與CPU的制造工藝與性能密切相關(guān)。
迄今為止，英偉達(dá)仍然堅(jiān)持在移動(dòng)CPU上采用40nm的工藝制程(在半導(dǎo)體行業(yè)，工藝制程的數(shù)字越小，代表工藝越先進(jìn)，CPU的散熱性能也就越好)。這是相對(duì)目前英偉達(dá)在移動(dòng)CPU方面的設(shè)計(jì)能力而言，所能達(dá)到的良品率最高、成本最合理的工藝。反觀英偉達(dá)在顯卡上的制造工藝已經(jīng)提升到了?28nm——這比40nm領(lǐng)先了一代。
為了使采用發(fā)熱量較大的40nm制程的Tegra3順利上市，英偉達(dá)在增加處理器核心數(shù)量的同時(shí)，謹(jǐn)慎地提升產(chǎn)品主頻。在絕大部分Tegra2平板和手機(jī)上，處理器主頻都維持在了1GHz;到了Tegra3，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(dān)了核心處理器的負(fù)擔(dān)。
與Tegra3相比，目前高通的驍龍S4四核處理器主頻最高為1。7GHz，設(shè)計(jì)指標(biāo)最高達(dá)到了2。5GHz，三星(微博)四核處理器Exynos的主頻也達(dá)到了1。5GHz。
如果綜合考慮成本、性能和生產(chǎn)工藝等種種因素，英偉達(dá)的作法的確很聰明。采用40nm這種并不領(lǐng)先的工藝所制造的Tegra3順利實(shí)現(xiàn)了搶先上市的目的，并且獲得了HTC等手機(jī)公司的訂單。HTC今年4月份剛剛發(fā)布的OneX手機(jī)，使用的正是Tegra3處理器，這也是兩家公司的首次合作。
不過(guò)這樣的作法也被高通公司抓住了“把柄”。當(dāng)驍龍S4的四核版本推出之時(shí)，高通公司強(qiáng)調(diào)了其在設(shè)計(jì)和性能上的領(lǐng)先，它有著更高頻率的主頻、28nm的先進(jìn)制造工藝。同時(shí)也有著一系列能夠節(jié)省電能的設(shè)計(jì)，比如“異步多核”技術(shù)，可以根據(jù)用戶不同使用模式下的處理需求，獨(dú)立調(diào)節(jié)每個(gè)核的動(dòng)態(tài)時(shí)鐘和電壓，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)的系統(tǒng)功耗。
驍龍S4為解決手機(jī)屏幕的耗電問(wèn)題，還引入了兩項(xiàng)新技術(shù)：BRITE和GridView。前者能根據(jù)屏幕上正在顯示的內(nèi)容，動(dòng)態(tài)調(diào)整背光亮度并利用自然光，在適當(dāng)?shù)臈l件下可以降低高達(dá)50%的功耗;而GridView可以智能地以整頁(yè)生成的方式刷新界面，在瀏覽網(wǎng)頁(yè)時(shí)，這一技術(shù)可以使頁(yè)面加載速度更快、滾動(dòng)和視頻播放更平滑，以及使HTML5應(yīng)用的性能向App應(yīng)用看齊。
英偉達(dá)曾經(jīng)借助Tegra2處理器，在2011年的手機(jī)市場(chǎng)上大出風(fēng)頭。在2011年至2012年財(cái)年，通過(guò)Tegra2的帶動(dòng)，NVIDIA的凈利潤(rùn)達(dá)到5。81億美元，是上一財(cái)年的2倍。
不過(guò)英偉達(dá)同時(shí)也失去過(guò)一些重要客戶。根據(jù)證券公司JMPSecurities的統(tǒng)計(jì)，2011年摩托羅拉移動(dòng)Xoom的升級(jí)版Xoom2和最熱銷(xiāo)的智能手機(jī)DroidRazr，都使用了另一大芯片廠商德州儀器(TexasInstruments，簡(jiǎn)稱(chēng)TI)的芯片產(chǎn)品;2011年全球最暢銷(xiāo)的Android手機(jī)三星GalaxySII，除了使用三星自有芯片以外，還使用高通芯片，但沒(méi)有選擇英偉達(dá)的產(chǎn)品;亞馬遜(微博)一炮打響的平板產(chǎn)品KindleFire，同樣也與Tegra處理器擦肩而過(guò)。
高通公司在移動(dòng)處理器領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)看起來(lái)一時(shí)仍然難以撼動(dòng)。盡管英偉達(dá)曾經(jīng)憑借聰明的策略搶先推出產(chǎn)品，但當(dāng)高通也有了量產(chǎn)型的四核移動(dòng)處理器時(shí)，英偉達(dá)這個(gè)新秀難免要遇到更大的挑戰(zhàn)。
但這也并不意外著挑戰(zhàn)者完全沒(méi)有機(jī)會(huì)。策略仍然很重要。眼下無(wú)論是高通還是英偉達(dá)，在市場(chǎng)策略上都無(wú)不強(qiáng)調(diào)了芯片的游戲性能：NVIDIA曾在一次技術(shù)展示上，利用Tegra3運(yùn)行了大型3D游戲《邊境之地》(這款游戲以往只在PC和游戲主機(jī)平臺(tái)發(fā)售)，還在2月29日宣布了4款專(zhuān)為T(mén)egra3優(yōu)化的游戲;高通也在驍龍S4的發(fā)布會(huì)上，重點(diǎn)展示了2款3D游戲。
不過(guò)并非每一位智能手機(jī)用戶都是大型游戲的愛(ài)好者。當(dāng)廠商們紛紛以游戲展示性能的時(shí)候，大部分日常應(yīng)用和商務(wù)應(yīng)用并沒(méi)有得到良好優(yōu)化，甚至出現(xiàn)過(guò)雙核處理器性能超過(guò)四核處理器的尷尬情況。在熱衷于核心部件“軍備競(jìng)賽”的同時(shí)，如何為更多日常應(yīng)用提供優(yōu)化，恐怕才是下一階段競(jìng)爭(zhēng)的另一個(gè)關(guān)鍵。