手机处理器芯片详解

智能手机自面世以来，就迅速掠夺功能手机市场，占据了手机市场的半壁江山。随着3G网络的爆发，越来越多的消费者开始关注手机的性能，同时手机芯片厂商也开始逐渐走进大众视野。然而面对国内外众多的芯片厂商以及琳琅满目的处理器型号，再加上一些拗口的复杂命名会让许多大众用户看花了眼，本文将针对这个问题，为大家详细介绍目前国内外主要的手机处理器芯片厂商以及产品命名规则、特性等。

第一章:高通（Qualcomm）

    高通是目前智能手机普遍采用的芯片厂商之一，高通CPU的特点是性能表现出色，多媒体解析能力强，能根据不同定位的手机，推出为经济型、多媒体型、增强型和融合型四种不同的芯片。

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    目前，高通已将旗下的手机处理器统一规划为Snapdragon（骁龙）品牌，根据处理器性能和功能定位的不同，又将其由低到高分为S1、S2、S3、S4四个类别。其中S1针对大众市场的智能手机产品，也就是我们所熟知的千元内智能手机；S2针对高性能的智能手机和平板电脑；S3在S2的基础上对多任务以及游戏方面有更大提升；S4是高通目前最高端，同时性能也最强的处理器系列，其中的双核以及四核产品主要针对下一代的终端产品，包括Windows8平板等。

    高通Snapdragon S1：65nm制程面向低端智能终端

    高通Snapdragon S1处理器主要是针对大众市场的智能手机，所包括的处理器型号含Snapdragon QSD8x50、MSM7x25、MSM7x27、MSM7x25A和 MSM7x27A系列。Snapdragon S1采用65nm制程，最高配置1GHz主频和Adreno 200图形处理器。在这里要说明的是，X为2时代表只支持WCDMA制式，X为6时代表同时支持CDMA和WCDMA制式，这一规则同样适用于高通Snapdragon 其它系列。

    QSD8x50芯片组平台于2008年第四季度正式投产。它的量产标志着智能手机正式进入GHz时代，同时手机处理器的竞争也开始进入白热化阶段。QSD8x50芯片组平台包括QSD8250/8650，内置Adreno 200 GPU能够带来强大的多媒体支持，同时还提供了整套的SOC解决方案。

QSD8x50采用Scorpion架构研发。不同于其他公司单纯使用基于ARM v7指令集架构设计的Cortex-A8构架，高通在Cortex-A8架构基础上加入部分乱序执行能力，从而形成自己的Scorpion架构。相较A8架构，在相同主频下Scorpion架构能节省30%左右功耗，或者消耗同等功耗时性能提升25%，这也是当时高通处理器能够领先于其他同级产品的主要原因。

    高通QSD8x50处理器拥有64KB一级缓存以及640KB二级缓存，最大支持512MB DDR内存，视频解码方面内置DSP，支持720P的H.264格式硬解。凭借其出色的性能、优良的功耗控制以及良好的兼容性，为高通之后在手机处理器行业所取得的成就奠定了坚实的基础，。

    MSM7x27采用的是ARM11架构，主频设定为600-800MHz，虽然MSM7x25也采用ARM11架构，但主频仅为528MHz。而MSM7x27A (主频为800MHz-1GHz)和MSM7x25A/7225A(主频为800MHz-1GHz)均采用Cortex-A5架构，虽然是Cortex-Ax家族中最低端的，但性能上优于ARM11架构，因其功耗较低以及单位功耗的效能高，在千元内智能手机市场得到了广泛的使用。

    随着智能手机硬件的快速发展，高通Snapdragon S1系列处理器在性能以及生产工艺方面已经显得有些落后，但因其低廉的价格以及特殊的市场定位，在较长一段时间内Snapdragon S1并不会从市场上消失。

高通Snapdragon S2：45nm制程 工艺改进/高端标配

    由于工艺制程的原因，在发热量和待机时间上，高通第一代处理器并不能让人满意，所以高通随后推出了第二代处理器，面向高性能的智能手机和平板电脑的Snapdragon S2处理器。

    Snapdragon S2将工艺提升到45nm制程，同样基于ARMv7架构，包含MSM8x55系列和MSM7x30系列和APQ8055。Snapdragon S2处理器配备最高1.4GHz的单核处理器、Adreno 205图形处理器，最高支持1024x768像素分辨率和720p视频。由于采用了先进的制程工艺，Snapdragon S2拥有更小的的耗电和发热量，所以在功耗控制上相比S1降低了30%。

    MSM8x55的主频设定为1.4GHz，主要针对中高端单核智能手机。而MSM7x30主频设为800MHz，虽然频率不高，但由于采用了新的工艺和设计，性能上相比一代1GHz产品更为强悍，这也是为何采用MSM7230的华为U8800在使用上，感觉会比主频更高的HTC G7流畅的原因，因为HTC G7搭载的是一代的QSD8250处理器以及所集成的Adreno200型GPU。

    由于采用了较为先进的45nm工艺制程，同时加强了图形处理方面的性能，在功耗控制上也有了较为显著的改进，所以2011年多数单核高端智能手机均采用了Snapdragon S2处理器，包括HTC Desire HD、索尼爱立信Xperia Play、联想乐phone等。

    高通Snapdragon S3：异步双核、功耗降低

    2011年1月，LG在MWC上率先发布了全球首款双核智能手机Optimus 2X，它搭载了Nvida Tegra 2双核1GHz处理器，这标志着手机双核时代的到来。高通同样也将目光对准处理器“多核心”领域，在随后的台北国际电脑展上正式推出了其第三代Snapdragon手机芯片产品，新款产品采用双核设计，一个处理器上集成两个运算核心，在处理任务的时不仅具备更强的运算能力，同时在功耗上，也要比单核心低，计算能力得到很大提高，最高1.5GHz的主频也为其吸引了众多关注。

    高通Snapdragon S3处理器是定位于多任务和高级游戏处理的设备，包含了MSM8x60系列和APQ8060处理器。其中MSM8x60芯片组平台包括MSM8260和MSM8660，依旧沿用了45nm工艺制程，512KB二级缓存，支持LPDDR2 1066的内存，拥有两个基于Scropion架构的核心处理器，主频设定为1.2GHz-1.5GHz，内置有Adreno 220图形处理器，支持使用Open GLES 2.0和Open VG 1.1技术的3D/2D图形引擎，支持1080P高清视频编解码和24位色WXGA分辨率显示输出，整合低功耗GPS芯片和音频引擎芯片，相较于上一代产品，提高了集成度并提升了性能。AQP8060处理器去掉了基带通讯模块，是专为平板电脑和大显示屏终端设计的。

    目前使用高通Snapdragon S3处理器的代表机器为小米和HTC灵感XE，其中小米手机凭借着“国内首款1.5G双核手机”，在推出之初受到媒体和用户广泛的关注，聚集了不少人气。

    高通Snapdragon S4：全新架构和工艺  面向下一代智能终端

    代号为Krait(环蛇)的Snapdragon第四代移动处理器--Snapdragon S4代表的是高通下一代终端的处理器，采用28nm制程工艺，具备单、双或四核心等多种型号，最高主频可达2.5GHz，较当前基于ARM的CPU内核全面性能提高150%，并将功耗降低65%。

    高通Snapdragon S4系列包括MSM8x25、MSM8x27、MSM8x30、MSM8x60A、MSM8960、以及APQ8030、APQ8x60A 和APQ8064，涵盖了单、双、四核处理器，集成并配备Adreno下一代双、四核图形处理器，支持3D显示与1080p HD解码，支持3G和LTE多模信号处理。

    相比之前三代产品，Snapdragon S4在核心架构以及生产工艺上都实现了大跨度提升。该系列产品全部采用业界最先进的28nm工艺制程，更高精细度的制程带来的不仅是性能上成倍的提升，同时在功耗控制以及电源管理上也有显著的优势，这样处理器就能以较低的功耗提供较为强劲的性能。

    高通Snapdragon S4系列产品完采用高通基于ARMv7指令集最新研发的Krait内核架构，单核最高主频可达2.5GHz。另外，高通Snapdragon S4处理器还集成了许多其他流行的无线技术，包括蓝牙4.0、GPS、FM以及Wi-Fi(a/b/g/n)等功能。

小结

    目前高通已经拥有完整的产品路线规划，平台已覆盖入门级以及中高端智能手机、平板电脑及智能电视等终端，而合作伙伴可利用同一个平台研发出全系产品，并且高通还提供QRD平台来帮助客户缩短产品的上市时间，这也为高通手机处理器芯片在与其他竞争对手产品争夺市场份额增添了砝码。

第三章：德州仪器（TI）

    作为手机处理器行业内堪称元老级的芯片厂商，德州仪器的处理器芯片一直凭借其出色稳定的性能表现以及良好的兼容性而备受推崇。

OMAP(Open Multimedia Application Platform)开放式多媒体应用平台，是德州仪器研发的一种专为智能手机、平板电脑和其它具有丰富多媒体功能的移动终端设备而设计的高性能应用处理器，在早期的诺基亚经典Symbian智能手机以及如今的摩托罗拉Android智能手机上应用最为广泛。

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    OMAP 1代处理器:成就诺基亚的辉煌

    OMAP 1是德州仪器于2003年推出的第一代移动智能终端处理器，具体产品只有OMAP1710这一款。OMAP1710是当时业界第一款采用90nm工艺制程技术的处理器产品，它包括一个基于ARM926TEJ V5 架构的处理器，一个TMS320C55x DSP引擎(使得运行程序和通话互不影响)以及一系列用于处理视频编解码、静态图像压缩、JAVA和安全性的软件和硬件加速器。

    也许你现在会对这款OMAP1710处理器感到些许陌生，但相信很多人都用过搭载这款处理器的产品，因为当时诺基亚旗下众多经典Symbian智能手机均搭载这款处理器，这其中就包括当时的大众流行街机N70和N73，此外还有诺基亚6630、6680、6681、E50、E60、E61、E62、E65、E70、N71、N72、N80、N90、N91、N92等至今让人怀念的经典产品。

    OMAP1710所集成的ARM926架构处理器主频最高为220MHz，拥有32kB的指令缓存以及16kB的数据缓存，支持JAVA硬件加速功能，其内置的内存控制器最大可支持128MB DDR内存，综合性能方面相比前代产品提升了40%。

    OMAP1710处理器待机状态下的耗电量仅为10mAh，并且还可以为应用处理、数字基带和实时时钟提供独立电源，以便于对功耗进行精确控制，这也是早期诺基亚Symbian手机在续航方面拥有出色表现的原因之一。

    性能更为强大的OMAP 2代处理器

    由于OMAP1710处理器在诺基亚Symbian终端平台上取得了巨大成功，TI在当时的手机处理器芯片行业发展得可谓顺风顺水。2年之后，TI就在前代产品的基础上推出了更为强大的OMAP 2代处理器，该系列产品型号包括OMAP2420、OMAP2430以及OMAP2431。

    相比前代产品，OMAP2代虽然继续沿用低压90nm CMOS工艺制程技术，但集成了更为先进的ARM11架构处理器内核，支持当时所有的移动电话标准，并兼容任何调制解调器芯片组，具有并行处理的优点。

    OMAP2420除了集成有最高主频为330MHz的ARM11处理器内核之外，还拥有TI的220MHz TMS320C55x型DSP引擎、2D/3D图形加速器、高级IVA1成像视频和音频加速器等。系统硬件可支持蓝牙、红外和高速USB传输，兼容A-GPS定位功能，还可利用WLAN功能无线上网，并支持第三方SD、MMC存储卡扩展。

    而在图形处理方面，OMAP2420嵌入了Imagination Technologies公司研发的POWERVR MBX型GPU，首次支持OpenGL ES 1.1以及OpenVG标准。其内置的专用2D/3D图形加速器可每秒生成2百万个多边形，能处理400像素甚至更高的静态图片。而其集成的高级IVA1加速器还可协助OMAP2420最多支持400万像素摄像头，实现30帧/秒的VGA(480*640像素)视频记录，并能提供接近Hi-Fi级的3D环绕音效，而且还支持TV-OUT输出功能。

    在当时看来，这款OMAP2420处理器在多媒体方面所展现的实力还是相当突出的，包括诺基亚后续推出的N82、N93以及N95 8G等高端机型均采用这一款处理器。

    同系列的OMAP2430虽然也集成了最高主频为330MHz的ARM11架构处理器内核，但是却把OMAP2420上的220MHz的DSP通讯单元给阉割掉了，将通话功能集成到了ARM11处理器上，或许TI的这一策略是出于成本控制以及节电的考虑。虽然OMAP2430依旧集成了专用的2D/3D图形硬件加速器，但性能却有所缩水，降低为每秒处理1百万个多边形。

    而后期推出的OMAP2431则显得有些异类，不仅把OMAP2420上的DSP通讯单元给阉割掉，就连2D/3D图形硬件加速器也被无情地阉割掉。这也就解释了，为何搭载OMAP2431处理器的N86在Jbenchmark3D测试中不如N95 8G流畅，图片浏览也同样逊色于N95 8G。

尽管现在看来，OMAP1以及OMAP2系列处理器芯片的能力显得有些过时，但在当时却凭借其稳定的性能表现、良好的兼容性以及出色功耗控制，在当时如日中天的Symbian智能平台上得到广泛应用。

    OMAP 3代处理器助力摩托罗拉在Android市场成功翻身

    随着智能手机市场的快速发展，曾经人气高涨的Symbian平台已经开始逐渐走下坡路，而以Android为代表的新兴智能平台的异军突起无疑为之后移动处理器领域的竞争注入一针强心剂，由此TI的第三代移动处理器OMAP3应运而生。

    TI的OMAP3平台包括早期推出的OMAP34XX(3410/3420/3430)系列以及后续的OMAP36XX(3610/3620/3630/3640)系列处理器，其中OMAP3430最为引人关注，拯救摩托罗拉于水火之中的里程碑一代(Milestone)正是搭载了这款处理器。

    OMAP3430率先集成了ARM公司基于ARMv7指令集研发的最新Cortex-A8架构处理器，主频最高为600MHz，最高支持256MB DDR内存。由于TI完全采用ARM公司提供的内核架构，并没有修改，因此OMAP3430也成为业界第一款集成Cortex-A8架构内核的量产处理器芯片，相比此前的ARM11架构处理器在整体性能方面提升了三倍。

    同时，OMAP3430也是业界第一款采用65nm工艺制程的处理器，更先进的制程技术使得OMAP3430在降低内核电压进而降低功耗的同时带来更为高效的性能。

    而在多媒体方面，OMAP3430集合了更先进的IVA2+加速器，使得在多媒体处理方面可比前代提升4倍之多，可支持MPEG4、H.264等DVD视频的编解码，分辨率最高可达到720P。此外，OMAP也嵌入了Imagination  POWERVR SGX530 GPU芯片，并支持 OpenGL ES 2.0 和 OpenVG标准API接口规范，而其内置的2D/3D图形硬件加速器可以提供更加逼真的用户界面和游戏画面效果。

    另外，OMAP3430还内置有ISP图形信号处理器,既可以提供图像质量又可减少外部组件从而降低系统成本和整体功耗，OMAP3430最高可支持1200万像素的摄像头以及XGA级(1024*768像素)系统显示。

    在功耗方面，OMAP3430搭载了TI独有的电源管理技术，通过SmartReflex技术可以根据设备活动、操作模式和温度来动态控制内核电压、频率和功率，进而降低处理器整体功耗。

    应该说，堪称一代神机的摩托罗拉Milestone在面世之后能够迅速占领市场，并成功帮助摩托罗拉在Android平台上实现华丽转身，所搭载的OMAP3430处理器功不可没，其稳定的性能表现和良好的兼容性发挥了很大的作用。

    后续推出的OMAP36xx系列处理器，虽然也集成了ARM Cortex-A8架构处理器，但芯片本身采用了更为先进的45nm工艺制程技术。先进的制程技术不仅让芯片本身拥有更小的发热和耗电，在性能方面也得到了充分发挥。这其中OMAP3610/3620/3630处理器的默认主频已提升至720MHz，而OMAP3640更是提升至1GHz，最大限度地发挥了Cortex-A8架构的性能。

    有鉴于Milestone的巨大成功，摩托罗拉与TI保持了更为紧密的合作关系，摩托罗拉后续推出的Droid X、Milestone2以及广受好评的Defy三防手机均搭载OMAP36xx系列处理器。

    双核时代OMAP 4 发力Android市场

    在nVIDIA率先推出首款集成Geforce ULP的双核ARM Cortex-A9架构处理器后，TI也发布了其OMAP4系列双核处理器平台，具体产品包括OMAP4430/4440/4460/4470。OMAP4系列集成有双核心ARM Cortex-A9MP架构处理器，默认主频从1GHz-1.8GHz不等。相比之前的Cortex-A8架构在整体性能上提升了1.5倍，在制程技术方面则依旧沿用了45nm工艺。

    这其中OMAP4430的默认设计主频为1GHz，拥有1MB二级缓存，内存方面支持双通道LPDDR2 1066。而在GPU方面更是搭载了超频版的PowerVR SGX540，将默认的200MHz提升至300MHz，拥有支持包括OpenGL ES v2.0、OpenGL ES v1.1、OpenVG v1.1和EGL v1.3等主要API，相比先前的SGX530在整体性能方面，提升2倍之多。另外，OMAP4430还集成了包括ISP图像信号处理器以及IVA 3多媒体加速器，可实现1080P多标准视频的编解码功能。

    OMAP4430在早期的双核系列处理器中拥有‘怪兽级’的美誉，成为当时综合性能最强的双核处理器，而摩托罗拉的Milestone3、XT883以及三星的I9100G均搭载这款强悍的处理器。

    在2010年末，TI发布了最新的OMAP4440处理器，虽然同样采用双核心Cortex-A9MP架构处理器，但处理器主频已由OMAP4430上的1GHz提升至1.5GHz，同时还集成了两个Cortex-M3核心用于在更高的能效下处理高时效性应用以及任务管理工作，其中也包括PowerVR SGX540图形显示核心。在升级配置后，其图形性能有了25%的提升，网页载入时间可减少30%，1080P视频播放性能提升一倍。

    而2011年在上市的OMAP4460处理器则进一步在OMAP4430的基础上提升了CPU和GPU运行频率，其他方面则基本与OMAP4430保持一致。而TI处理器长久以来稳定的效能表现和良好的兼容性也在OMAP4460上得到继承，包括摩托罗拉Droid RAZR(XT910)以及GALAXY Nexus等明星机型均搭载这一系列处理器。

    在2012CES大会上最新发布的OMAP4470处理器采用智能型多内核架构，在保持低功耗的同时最大限度提升产品性能。处理器不仅同样集成双核心Cortex-A9MP处理器，同时也集成了两个266MHz的实时电源效率Cortex-M3核心，这其中CPU主频更是提升到了1.8GHz，并且支持双通道466MHz LPDD2内存，相较OMAP4430在页面浏览效果上提升80%。

    而图形核心方面，也由OMAP4430/4460上的PowerVR SGX 540升级为PowerVR SGX 544，基于渲染管线的成倍提升以及384MHz的GPU频率，OMAP4470的图形性能相比OMAP4430已提升2.5倍，此外也全面支持微软Direct X 9、OpenGL ES、OpenVG与Open CL等API标准,开始支持ARM版Windows8系统平台。

    即将面世的全新架构和制程的OMAP 5平台

    随着基于28nm制程技术的逐步成熟，以及拥有更高性能和更低功耗设计的ARM Cortex-A15多核架构处理器的发布， 移动处理器芯片领域将再一次迎来全面升级，TI最新的OMAP5系列处理器也就由此诞生。

    OMAP5系列处理器均采用目前业界最先进的低功耗28nm工艺制程技术，包含有各种内核，其中包括ARM Cortex-A15多核架构处理器、多个图形内核以及各种专用处理器。为了满足不同的需求，OMAP5系列主要包括OMAP5430以及OMAP5432两款产品，它们在大体架构上并无区别，只是封装尺寸、内存通道控制以及外部I/O等方面稍有不同。其中，OMAP5430主要针对智能手机、平板电脑等设备，而OMAP5432则针对尺寸偏大的诸如笔记本电脑等设备。

     OMAP5430拥有两个最高主频可达2GHz的ARM Cortex-A15内核处理器，以及两个可实现低功耗负载和实时相应的ARM Cortex-M4处理器，支持双通道LPDDR2内存(OMAP5432支持双通道DDR3/DDR3L内存)。由于28nm工艺的Cortex-A15相比于40nm工艺的Cortex-A9，不仅单线程运算效能提升1.5倍，而且浮点运算性能也提升1.6倍，这使得该芯片在整体性能上相比上一代提升了近3倍。

    在视频方面，OMAP5430内置有IVA3 HD多媒体加速器，保证其能够轻松应付1080P60帧全高清视频的编解码以及1080P30帧3D立体电影的编解码。而其内置的多核成像和视觉处理单元，则能够让OMAP5430最大支持2400像素的静态图片拍摄以及1080P全高清视频拍摄功能。

    在图形处理方面，OMAP5430集成了PowerVR SGX544-MP2多核心GPU。关于这颗GPU，虽然TI官方目前并未给出其详细的性能介绍，不过从TI在近期Computex大会上拿OMAP5430与采用45nm工艺制程的苹果A5x对比就可以一斑。虽然OMAP5430的SGX544MP2显示核心规模仅为苹果A5X上SGX543MP4的一半，但通过GLBenchmark 2.5测试后却发现，OMAP5430的图形性能更为出色，平均领先A5X达到12%左右，由此可见28nm工艺制程的OMAP5430在图形处理上的性能非常值得期待。

    而在功耗控制方面，OMAP5平台上全新多核心管理架构可以让多核心分配处理更加智能有效，而TI的SmartReflex 3能源管理技术则更进一步保证OMAP5芯片能够在低功耗下实现高性能。

    此外，OMAP5平台组件还可提供包括WiLink无线链接、电池管理以及音频管理等功能，更多详细信息则有待TI官方进一步的消息。（注：OMAP5系列芯片尚未正式量产）

    小结

    尽管目前高通以及nVIDIA等后来居上的竞争对手在宣传攻势上相比TI更为迅猛，市场拓展方面也比TI更加投入。但TI凭借多年沉淀的技术优势以及良好的用户口碑，在如今的移动处理器领域仍有很大的提升空间。

    而且，目前TI不仅加强与摩托罗拉等老牌厂商的深度合作，也开始积极开拓一些国内终端厂商。相信TI在接下来尽快推动现有新产品量产的同时，也将努力研发新的技术和产品，最终为用户带来更好的体验。

第四章：三星（SAMSUNG）

虽然三星在手机处理器行业的资历不如之前所介绍的三家巨头，但三星在随后的几年中凭借着强大的技术优势，在短短几年中也取得了令人瞩目的成就，推出了包括蜂鸟以及猎户座等广受好评的明星级手机处理器。然而，真正让三星手机处理器开始走进大众视野，还得归功于苹果iPhone手机。

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    苹果iPhone成就了三星早期处理器产品

    虽然三星在手机处理器行业的资历不如之前所介绍的三家巨头，但三星在随后的几年中凭借着强大的技术优势，在短短几年中也取得了令人瞩目的成就，推出了包括蜂鸟以及猎户座等广受好评的明星级手机处理器。然而，真正让三星手机处理器开始走进大众视野，还得归功于苹果iPhone手机。

    苹果iPhone前期的产品所搭载的正是三星所研发生产的手机处理器，其中S5L8900型处理器被应用于2007年苹果发布的第一代iPhone及2008年推出的iPhone3G。

    这款早期的三星S5L8900处理器就是基于ARM 11内核架构所研发的，采用现在看来早已落伍的90nm工艺制程技术，核心频率为412MHz(最高可达620MHz)，集成16KB一级缓存且不带二级缓存单元，拥有的可运行内存(RAM)也仅为128M。在图形处理方面，三星S5L8900搭载的则是同样采用90nm工艺制程的PowerVR MBX-Lite型GPU，该款GPU支持硬件多边形转换与光源处理。但从目前来看性能已是相当低级，仅相当于DirectX 6/7水平，其多边形生成率为4M/s，象素填充率为1.25亿/秒。

    由于处理器内核架构较为低级以及制程技术较为落后，三星S5L8900处理器的整体性能表现如今看来早已落伍，仅相当于PC时代的486处理器的水平。这也是为何很多用户反应，iPhone、iPhone3G在升级到iOS4系统后会明显表现出系统反应迟缓，速度奇慢，打开普通程序都能感觉到明显延迟的原因。

    归根结底就在于其搭载的三星S5L8900处理器整体性能偏低，128MB的运行内存根本不足以支撑iOS4系统的流畅运行，当然也就更别提升级到后续的iOS5系统。这样看来，用户也就无需抱怨苹果在推出新系统后抛弃老iPhone用户，的确是由于硬件本身不支持的客观因素存在。

    基于Cortex-A8架构  S5PC100处理器横空出世

    随着ARM公司在ARM 11内核架构基础上，升级推出了第一代基于ARMv7指令集的Cortex-A8内核架构之后，三星也及时跟进推出了基于Cortex-A8内核架构的S5PC100型处理器。除了内核架构更为先进之外，三星S5PC100也采用了更为先进的65nm工艺制程技术，核心主频可达667MHz(最高可达833MHz)。

    此外，三星S5PC100处理器所集成的一级缓存已由16KB升级到32KB(16KB指令缓存和16KB数据缓存)，同时还增加了S5L8900所不具备的256KB二级缓存。

    在图形处理方面，三星S5PC100同样也进行了大幅升级，所搭载的GPU已由PowerVR MBX-Lite一跃升级为65nm工艺制程的PowerVR SGX535，其多边形生成率达到了28M/s，象素填充率为2.5亿/秒，支持OpenGL 2.0标准API编程接口。而在视频播放方面，S5PC100集成了一个支持720P的多格式解码器(MFC)视频引擎，可以保证30FPS帧率的流畅视频编码，整体性能上相比PowerVR MBX-Lite已经有了成倍的提升。

    而正是得益于三星S5PC100的强大性能，该处理器也被应用于苹果于2009年推出的iPhone3GS上，也正是由于处理器得到了改进，iPhone3GS可以流畅地运行iOS4系统，甚至后续苹果推出的iOS5系统也完美支持iPhone3GS。

    应该说，苹果iPhone系列手机能够发布之后的短短几年时间里牢牢占据市场成为用户的新宠，除了苹果本身无可挑剔的强大工业设计能力以及iOS系统的良好体验之外，所搭载的三星手机处理器在其中也扮演了不可或缺的角色。当然，从另一个角度来看，苹果iPhone的成功也为三星手机处理器逐步在用户心中建立良好口碑打下了基础。

    蜂鸟处理器让三星手机名声大噪

    在高通于2009年率先在业界推出主频达到1GHz的QSD8250处理器之后，手机处理器行业的竞争已开始趋于白热化。到了2009年末，三星正式在S5PC100的基础上推出了研发代号为Hummingbird的S5PC110处理器，也就是我们后来所熟知的蜂鸟处理器。

    这款同样基于Cortex-A8内核架构的三星S5PC110处理器却在架构进行了深度优化，不仅采用了当时业界最先进的45nm工艺制程技术，同时所集成的一级缓存已升级为64KB(包括32KB指令缓存和32KB数据缓存)，同时二级缓存也升级为512KB，最大支持512MB DDR2内存，核心主频提升至1GHz。

    而在图形处理器方面，三星S5PC110搭载了堪称当时手机上最强大的PowerVR SGX540型GPU，像素填充率是此前PowerVR SGX535上的两倍，达到5亿每秒。而在视频表现方面，三星S5PC110还拥有独立的PowerVR VXD370硬解视频子系统，配合GPU上的DSP模块，可以轻松实现H.264，VC-1,MPEG4等多格式720P视频的编解码，最高可达1080P。同时其内含的HDMI1.3接口还支持视频输出到其他显示设备上。

    凭借S5PC110的强劲性能表现，三星推出的GALAXY S系列首款产品i9000在搭载了这款处理器之后，迅速得到了用户的认可，该机在上市当年销量就轻松突破千万台，为GALAXY S家族产品的成功奠定了坚实的用户基础。

    除了三星i9000之外，三星S5PC110处理器还被用在谷歌Nexus S、三星Wave S8500以及三星GALAXY Tab(P1000)等明星产品上，当然包括当年的国产神机魅族M9搭载的也是这款三星处理器。甚至包括后期在苹果iPhone4搭载的A4处理器，也是基于这款三星S5PC110处理器架构进行深度定制优化的。

    可能很多用户也发现，三星早期推出的处理器产品型号夹杂着数字和字母，比较难记。为了更好地宣传三星自有的处理器品牌，在2011年2月三星正式将自家的处理器品牌命名为Exynos，而由于这款蜂鸟S5PC110在三星处理器家族中拥有不可替代的历史地位，因而三星之后将其"追封"为Exynos 3110。

    猎户座处理器在双核时代继续打拼

三星直到2010年9月才正式发布其自家研发代号为Orion的双核处理器平台，也就是我们后来所熟知的猎户座处理器，其首款产品Exynos 4210也于2011年初正式量产上市。

    三星Exynos 4210处理器基于Cortex-A9内核架构研发，沿用45nm工艺制程技术，拥有两个主频达到1.2GHz的Cortex-A9处理核心，相比于其他同级产品的优势在于内存以及GPU上。三星Exynos 4210除了拥有64KB的一级缓存(32KB指令缓存和32KB数据缓存)以及1M的二级缓存之外，还是唯一一款支持DDR3内存和双通道的处理器，而对DDR2的支持也达到了最顶级的LPDDR2 1066，拥有6.4GB/s的内存带宽，最大限度地将处理器的性能发挥出来。

    而在图形处理方面，三星Exynos 4210则搭载了ARM自行研发设计的Mali 400 MP多核心GPU，该GPU整合了当时业界最先进的4核心设计，可提供卓越的二维和三维加速性能，使得其单核多边形输出率达到30M/秒，而像素填充率达到了1.1亿像素每秒。在视频编解码方面，三星Exynos 4210也沿袭了一贯以来的优势，可以轻松实现包括H.264在内的多种视频格式的1080P级的编解码。此外，三星Exynos 4210还支持单路WXGA和双路WSVGA视频输出，支持HDMI v1.3a高清标准以及1080P、30fps标准高清视频的拍摄功能。

    正是由于三星Exynos 4210强大的性能表现，在包括三星i9100、三星 Galaxy Tab 7.7以及三星GALAXY Note等明星Android产品上均搭载了这款处理器，当然双核版魅族MX同样也延续传统搭载了这款处理器。

    需要注意的，虽然三星Exynos 4210本身的性能很强大，但随之而来的高功耗也是不小的问题。这其中三星Exynos 4210的芯片面积达到了118平方毫米，无形中导致该芯片发热量过大，这也是为何有些用户反应长时间使用i9100等产品会明显感觉到机身很烫的重要原因。

    另外，三星Exynos 4210是首款搭载Mail400型GPU的处理器，该GPU的性能参数指标虽然很强大，但由于初期市场占有率较少且支持的特效也较少，游戏厂商也没有针对这款GPU做更多的优化，因此在游戏体验方面还是存在一定兼容性问题。不过随着之后i9100以及GALAXY Note等产品的大卖，大部分游戏也开始针对其进行了优化，因此在体验方面依旧有保证。

    正是由于三星Exynos 4210的高功耗以及发热量过大等问题较为突出，三星于2011年9月在Exynos 4210的基础上推出了升级版的Exynos 4212。相比于前代产品，三星Exynos 4212最大的改进在于采用更先进的32nm高-K 金属栅极(HKMG)低功耗工艺，三星的32nm HKMG工艺节点是专门调整的，以提供一个2倍的逻辑密度及比上一代低30%功率水平的有竞争力的前沿平台。

     虽然同是基于Cortex-A9内核架构研发的，但凭借更先进的制程技术，三星Exynos 4210的最高核心主频已提升至1.5GHz，整体处理能力提升25%。此外，新的处理器集成了增强型的Mail400型GPU，可实现这使得整体性能上相比前一代产品已有了50%的提升，而配合新增支持的HDMI1.4标准接口，可实现对70fps的3D视频的输出。

    四核猎户座助力GALAXY S3全球热销

    2011年末，NVIDIA率先推出了全球首款四核心手机处理器芯片Tegra3，紧随其后HTC也于2012年初的MWC大会上正式推出了搭载该处理器的HTC One X。而作为目前手机行业产品销量最大的厂商，三星手机自然不会怠慢，其最新的四核处理器Exynos 4412也正式登场亮相。

    虽然在核心架构上，三星Exynos 4412与此前双核时代的Exynos 4212/4210并无区别，但其最大的改进除了新增两个Cortex-A9处理核心之外，还采用了与Exynos 4212一样的32nm高-K 金属栅极(HK/MG)低功耗制程工艺，单核心最高主频可达1.4GHz，并且支持双通道LPDDR2 1066内存。

    此外，在图形处理方面，虽然三星Exynos 4212同样搭载的是ARM的Mail 400 MP型GPU，但运行频率已由此前的266MHz提升至400MHz，这值得GPU方面的整体性能提升有50%左右。

    同时，更先进工艺制程技术除了能够使得处理器性能得到大幅提升的同时，功耗控制上也有了明显的改进。与上一代45nm 制程工艺的双核Exynos 4210处理器，三星Exynos 4412在性能提升一倍的同时，电量消耗也节省20%。

    1.2GHz的Exynos 4210在CPU满载的平均功耗达到了1.6W，而Exynos 4212还不到1W，而双核版MX采用的CPU频率则高达1.4GHz，因此可想而知满载情况下很可能接近2W，足足是Exynos 4212的两倍。

    这种差距在实际使用情况中会进一步拉大，四核Exynos 4412处理器在性能上达到双核处理器Exynos 4210两倍的同时，其功耗却只有其八成左右，这也就意味着四核Exynos 4412不仅性能更有保证，而且功耗控制上也将更为出色，这将直接体现在手机的续航能力上。

    此外，32nm HKMG工艺所带来的功耗改进还体现在GPU上，当Exynos 4210的GPU频率维持在266MHz情况下，基于同样的GPU功耗，四核Exynos 4412能够让同款GPU运行频率达到400MHz，从而使得GPU性能实现50%的提升。

    总之，四核Exynos 4412可以说是双核Exynos 4210的完美工艺改进版，对比已量产上市的双核Exynos 4210处理器芯片，在同样CPU性能下功耗可降低60%，而同样功耗的情况下GPU性能提升80%左右。除了功耗上的区别之外，三星Exynos 4x12在硬件方面还是有其过人之处，如引入了专用图像处理器用于提升手机的拍照画质。此外，Exynos 4x12的HDMI接口也从1.3升级到了1.4，从而支持3D视频输出，而解码器也针对这个进行了强化支持3D视频解码。

    凭借着四核Exynos 4412处理器所展现的强大性能以及出色的功耗控制，搭载这一处理器的GALAXY S3在上市之后的短短几月便在全球突破销量千万台，这足以证明三星Exynos 4412处理器的强大。

    即将面世的三星Exynos 5系列处理器

三星于2011年12正式公布了旗下基于Cortex-A15内核架构的Exynos 5系列处理器平台，也就是即将面世的全新猎户座处理器。根据目前已有的资料显示，下一代Exynos 5处理器除了继续沿用32nm HKMG制程工艺之外，还将拥有2个可达主频可达2GHz的Cortex-A15核心架构处理器之外。同时Exynos 5的64BIT的内存控制器可以提供达到12.8Gbyte/S的带宽，支持1600MHZ的高频率，还将支持DDR3L。

    而在GPU方面，Exynos 5处理器将集成ARM自主研发设计的下一代"Midgard"架构的Mali T604型GPU，该GPU使用了创新性的"Tri-pipe"三管道设计，核心数量最多可配置至4核。此外，还提供了完整的64bit精度的浮点运算功能，以及基于OpenCL 1.1/1.2、OpenVG 1.1、OpenGL ES 1.1/2.0等通用标准API的支持，特别是新增对DirectX的支持为桌面和移动设备的3D沟通搭建起了一座桥梁，极大地提升了该GPU的游戏体验兼容性，并且整体性能相比上代产品将提升5倍左右。

     由于该系列处理器产品仍处于研发阶段，三星官方并未给出太多关于这款Exynos 5处理器的相关介绍，或许在年底我们就能见到这款处理器的真面目。

    小结

虽然三星推出的手机处理器产品型号并不多，但每款处理器的性能在同级产品中均有显著的优势，包括单核时代的蜂鸟以及双核四核时代的猎户座处理器，都给用户留下了深刻的印象。三星GALAXY S系列智能手机能够在短短几年时间，在全球范围内热销达到6000万部，一定程度上三星处理器起到了不可替代的作用。

三星电子不仅在手机处理器方面成绩斐然，而且在包括手机内存以及显示屏等关键元器件上均拥有业界领先的核心技术以及生产实力，这种全产业链整合的超强实力是其他任何竞争对手所不可比拟的。

第二章：英伟达（NVIDIA）

    作为世界领先的图形处理器研发制造商，NVIDIA在08年开始涉足移动终端芯片领域。尽管其Tegra一代系列产品市场表现不佳，但后续率先推出的双核Tegra2以及四核Tegra3处理器芯片还是在业界引起不小轰动，下面就带大家来NVIDIA Tegra系列处理器的详细解析。

    Tegra一代处理器 强势出击却生不逢时

早在NVIDIA推出旗下移动处理器品牌Tegra之前，在2008年2月11日就发布了适用于智能手机以及PDA平台的APX2500处理器，该处理器集成了一个主频为750MHz的ARM 11处理器以及一个显示核心，处理器采用65nm工艺制程，拥有256 KB的二级缓存，而集成的显示核心是基于Geforce 6核心架构，支持OpenGL ES 2.0和Direct3D Mobile标准，其低耗电的架构设计使得智能手机等移动设备能够长时间播放音乐以及视频。

APX2500这款处理器其实是由NVIDIA和微软联合研制的，后续还推出了APX2600(强化对NAND快闪存储器的支持)。目的在于结合NVIDIA在图形处理方面的技术优势，提高当时Windows Mobile平台产品的多媒体处理能力。

    2008年6月1日，NVIDIA正式推出了移动处理器品牌Tegra，并且发布了Tegra 600以及Tegra 650两款处理器，之前亮相的APX 2500也被改名为Tegra APX2500。Tegra 600/650同样采用主频为750MHz的ARM 11核心处理器，另外还集成了包括图形处理单元以及存储器等周边设备，其中Tegra 650更提供了对1080P视频播放的支持。

    尽管Tegra一代系列产品性能足够强大，但却不被当时的主流市场所认可与接受。一方面当时Android系统平台才刚刚诞生不久，不仅供用户可选择的应用程序偏少，而且内容质量也不够丰富，程序本身并未注重视效等图形运算技术的融合。另一方面，当时高速3G网络并未普及也成为了Tegra一代系列产品发展的另一大制约因素。除了以上两个原因之外，当时如日中天的Symbian平台也限制了Tegra一代产品的销量，而且当时主流的低分辨率小屏幕手机也不足以体现Tegra强大的多媒体性能。所以Tegra一代系列产品虽有强劲性能，却苦于无处施展，只能慨叹生不逢时。

    Tegra 2双核处理器 蛰伏出击

    尽管Tegra一代系列产品的市场表现不佳，但经过近2年时间的深度研发，NVIDIA于2010年1月7日在CES展会上发布了其第二代手机处理器芯片，也就是我们后来所熟知的Tegra 2系列，作为全球首款双核心处理器芯片，这在业界引起了不小的轰动。

    Tegra 2系列处理器包含Tegra230和Tegra250两个型号。在核心架构方面，Tegra 2采用的是基于ARMv7指令集研发的Cortex-Ax架构， Tegra 2直接跳过了Cortex-A8架构，而采用当时最为先进并拥有完全乱序执行能力的Cortex-A9架构，主频设定为1GHz-1.2GHz，拥有1MB的二级缓存，并最大支持1GB内存。

    相比Tegra 1产品采用65nm工艺制程， Tegra 2采用更为先进的40nm工艺制程。不仅主频大幅提升，芯片整体的功耗也可以大大降低。Tegra 2除了拥有两个ARM Cortex-A9核心处理器之外，还有一个ARM7处理器，一个音频处理器，一个影像处理器，一个高清影片解码处理器，一个高清影片编码处理器以及一个图形处理器(2D/3D Graphics Processor)，这使得Tegra 2无论在上网、音视频播放、图像处理以及3D游戏的Flash加速方面都能得心应手。

    得益于Android平台以及整个生态环境的日趋成熟，在Tegra 2芯片量产之初凭借双核的优势以及在图形处理方面的优异表现，还是为其带来了大量的定单，包括LG以及摩托罗拉等厂商均及时推出了相关的手机产品。

    Tegra 3四核处理器 再次出击

    继双核Tegra 2系列之后，NVIDIA于2011年11月9日率先推出了新一代基于ARM核心架构的处理器Tegra 3，这也是全球首款移动终端平台四核处理器芯片。

    与Tegra 2一样，Tegra 3仍然采用台积电40nm工艺制程，四核心最高主频为1.4GHz，单核最高主频1.5GHz。包括T33S、T33、T30S、T30、T30SL、和T30S几种型号。据介绍，Tegra 3的CPU性能最高可达Tegra 2的5倍，集成的12核GeForce GPU性能是Tegra 2上的3倍，并且支持3D立体显示，同时理论功耗值比双核的Tegra 2更低。

    虽然Tegra 3名为四核处理器，实际上却包含了5个处理器核心，这5个CPU核心在内部结构上完全一致，均为Cortex-A9架构，除了四个采用高性能制程的主核心之外(每个主核心可根据工作负载独立而自动地开启或关闭)，还有一个专为低功耗节电而设计的核心，它的主频被设定为最高500MHz，也被称为伴核(Companion Core)。但是，伴核是不能与四个主核心同时工作的，为了保证Tegra 3的高效率以及伴核与主核心之间的高速切换，在缓存、Android系统优化方面Tegra 3也有特别之处。在缓存上，主核心和伴核共享1MB的二级缓存，缓存间返回数据速度在纳秒级别，而多核心高速切换的时间间隔可小于2毫秒。

    在图形处理方面，依旧集成了超低功耗设计的GeForce GPU，相比上代产品，GPU的核心处理单元增加到12个，内存宽带相比Tegra 2提升三倍，图形输出方面支持HDIM 1.4a规范，除了完全胜任1080P High Profile 40Mbps高清播放之外，还支持3D视频的播放、输出以及2D转3D功能。同时，加强的GPU还将带来更好的实时光影效果、动态模糊效果、以及物理引擎运算效果。

    此外，Tegra 3在成像以及显示方面也有重大提升，最高支持3200像素的主摄像头以及500万像素副摄像头，拥有全新的300M像素/s的图形处理单元。而在存储器方面，支持DDR3-L 1500\LPDDR2-1066规范的内存接口，容量最高可达2GB。

    值得一提的是，Tegra 3四核处理器将同时支持Windows 8以及Android两大移动系统平台。尽管目前Windows 8平台还未得到普及推广，但这毕竟也是今后移动终端市场不可忽视的又一大新兴平台，随着Windwos 8的普及势必会在一定程度上给Tegra 3提供良好的发展契机。

    Tegra 4  即将出击的蝙蝠侠

    综合网络消息，开发代号为"Wayne"(蝙蝠侠真名)的NVIDIA Tegra 4处理器已经完成，使用它的具体产品或将于明年年初的CES/MWC 2013上面世。

据悉，Tegra 4系列处理器包括T40、T43、AP40和SP3X几个型号，其中T40、T43以及AP40都是采用A15架构，T40首季度就会发布，而T43以及AP40要等到第三季度；至于同样在第三季度推出的SP3X，它基于A9架构，不过添加了对LTE网络的支持。

    CPU方面，T40采用的是ARM Cortex-A15架构的核心，频率范围在1.5GHz-2.0GHz之间。而根据NVIDIA目前的产品路线图，NVIDIA Tegra 4 "Wayne" SoC处理器最有可能的面世时间大概是2012年底2013年初

    小结

    从Tegra一代的初次试水到后续率先推出双核Tegra 2以及四核Tegra 3处理器，以及未来的Tegra4处理器，应该说NVIDIA在移动芯片领域所投入的研发力度以及所取得的成就还是有目共睹的，但也必须承认目前Tegra系列产品目前所面临的，来自高通以及TI等竞争对手的压力并不小。