NVIDIA Tegra3，高通S4 MSM8960，三星Exynos4的今生前世

三款处理器的今生前世四核先锋——nVIDIA Tegra3nVIDIA的策略一向是以快制胜。早在去年年底，Tegra3就已经走入了实际产品，今年第一批搭配四核处理器的手机也采用了这颗芯片。Tegra3的架构与Tegra2相比改动并不大，只是将CPU子系统从双核Cortex A9增加到了四核Cortex A9，集成的GPU也依是较老的GeForce ULP系列，不过像素处理、光栅化等组件进行了增强。内存方面，Tegra3并没有做出改动，依然只支持单通道LPDDR2，虽然引入了DDR3支持，但对于手机而言这样的支持实际意义并不大。作为台积电最大的合作伙伴之一，nVIDIA很清楚台积电在28nm工艺上的进度，因此选择了使用较为保守的40nm工艺。为了抵消这个的影响，nVIDIA引入了一个非常有意思的设计，那就是我们所知道的“4+1架构”。这方面之前已有介绍，这里就不再重复了，没有看过的同学可以点这里。Tegra2由于存在缺少NEON协处理器这个明显的缺点而在双核时代竞争力大减，Tegra3没有再犯同样的错误。但这并不意味着Tegra3没有缺点。由于主核和伴核共享同一片1MB的二级缓存，而两者的频率之间最多可以差到3倍，因此Tegra3的二级缓存被设计为按照一个固定的时间返回核心所请求的数据——对于主核而言，二级缓存的等待周期会多一些，而对于伴核而言则少一些。这样的设计可以简化硬件复杂度，但不可避免的会让二级缓存工作在一个比较“慢”的状态（尤其是对主核心而言），进而影响整体性能。而实际上由于伴核的工作条件比较受限，并不是随时随地都可以切换，因此很多时候Tegra3也不得不以高功耗的主核心去应付低负载，也许会对功耗产生负面影响，这些问题在后面的测试中我们会尝试去观察解析。架构为王——高通骁龙S4 MSM8960虽然有所规划，但高通首先拿出的却不是四核产品，而是双核的MSM8960。不过千万不要觉得这一代高通又跪了，实际上MSM8960可能是这一代中最为先进的产品。除去28nm工艺之外，它还采用了新的Krait核心。与上一代Scorpion类似，Krait同样也是高通在ARM v7-A指令集上自行发展的核心设计，就像ARM官方以Cortex A命名的核心设计一样。值得一提的是，在很多场合下，很多人都觉得Krait是和Cortex A15同级的产品，这个说法是不准确的，这在后面我们会单独拿出来详细解释。言归正传，自行设计处理器的好处就是灵活，不需要跟着ARM的脚步走。所以高通的策略就是隔代升级，每一次设计一个比ARM官方这一代强一点、比下一代弱一点的核心，然后ARM升级两次，自己升级一次——Krait核心面对Cortex A9核心就如同当年Scorpion核心面对Cortex A8一样，是具备一定优势的，而面对Cortex A15核心则处于劣势。作为私有核心IP的设计者，高通不愿意也不需要研发那么多种核心实现，因此这样的思路是合适、也可以节约很多成本。MSM8960的GPU比较令人失望，因为它只是将上一代S3的GPU简单超频50%而来，除此以外并没有任何改变。当然这里并不是说超频这种方法不好——后面可以看到另外一家厂商也采用了同样的策略，主要是因为S3的3D性能本身就不是很强，因此仅仅简单超频的结果就是S4的3D性能依然比较弱。当然高通也知道这点，因此计划推出搭载了全新架构Adreno300的S4 Pro，只是这个产品将何时用于手机还是未知数。其它方面，MSM8960都是中规中矩，双通道LPDDR2内存、1MB二级缓存，1080p多媒体支持，外加高通高集成度解决方案（这其中自然也包括备受争议的高通音频Codec），尤其是作为现阶段唯一的LTE实现方案，因此很容易理解为什么众多厂家选择在中高端产品上纷纷应用这颗处理器。稳扎稳打——三星Exynos4 Quad最后登场的Exynos4 Quad和之前的两位比起来就显得朴素多了：除去额外的两个核心、增加的一个图像信号处理器（据说性能和功能都很烂）、HDMI接口提升至1.4版以及视频硬件解码上的些许改善以外，和上一代双核“猎户座”Exynos 4 Dual 45nm可以说是毫无差别。但是即便如此，三星依然可以对这款产品底气十足，原因之一是上一代Exynos 4 Dual 45nm在规格和性能上已经足够优秀，而更重要的是，Exynos4 Quad的杀手锏是先进的工艺。相对于高通对于自家产品工艺宣传方面的高调，三星在这方面相对要低调一些，很多人知道高通S4芯片组是采用28nm工艺制造，但实际上三星采用的工艺更加先进——32nm HKMG。可能很多人会觉得费解，为什么32nm要比28nm工艺先进？这里我们暂时卖个关子，后面的文章中会详细介绍这方面的细节。之前我们提到了，除了高通以外，还有厂家在新产品上采用了超频大法，那就是三星。Exynos4 Quad集成的GPU依然是Mali400 MP4，虽然并不是传言中的Mali T604，但由于新工艺的引入，三星将它的工作频率直接提升了到原来的两倍，在性能也几乎翻倍的同时基本维持了功耗的不变。至于其它方面的特性，因为实在是乏善可陈，这里就不重复了。