一雪前恥 驍龍820比驍龍810提升了啥

自主架構(gòu)那些事

　　iPhone 4開始，蘋果正式采用“A系列”的名稱，用以命名旗下自主架構(gòu)設(shè)計的處理器。

　　Qualcomm驍龍系列處理器自Qualcomm驍龍S1開始，就已經(jīng)采用自主架構(gòu)設(shè)計，從單核、雙核的Scorpion，到四核的Krait，再到如今的64位架構(gòu)Kryo，一步一個腳印地打造其處理器帝國的基石。

　　受Qualcomm在全球手機(jī)處理器市場的影響，三星、聯(lián)發(fā)科、LG、聯(lián)想、小米、華為、中興紛紛傳出需要自主設(shè)計處理器架構(gòu)的消息，可謂百花齊放。究竟Qualcomm的自主設(shè)計架構(gòu)有什么魅力，能夠讓全球的IDM、Fabless和手機(jī)廠商紛紛投身到自主設(shè)計芯片的熱潮中？先用一張圖簡單介紹一下IDM、Fabless和Foundry三者之間關(guān)系，感興趣的讀者在下文也會詳細(xì)介紹。

IDM、Fabless和Foundry三者之間關(guān)系

　　既然有自主設(shè)計架構(gòu)，自然就有公版架構(gòu)，而這個公版架構(gòu)就是ARM。在PC市場有Intel和AMD統(tǒng)領(lǐng)的x86架構(gòu)處理器，而在手機(jī)和平板市場則是ARM架構(gòu)處理器占去了一大半的江山。如今的三星、聯(lián)發(fā)科、華為縱然擁有自主設(shè)計的手機(jī)處理器，例如Exynos 7420、MT6795、麒麟950，但他們依然采用了ARM Cortex-A系列的內(nèi)核，嚴(yán)格意義來說架構(gòu)在根本上沒發(fā)生改變，正如如今那些所謂深度定制的Android系統(tǒng)，底層依然是Android系統(tǒng)，但是交互層的UI設(shè)計和邏輯修改成了手機(jī)廠商深度定制的模樣。

　　蘋果和Qualcomm則不同，以最新的蘋果A9和Qualcomm驍龍820為例，他們采用的自主研發(fā)處理器，在架構(gòu)上并沒有直接采用Cortex-A系列的核心（例如Cortex-A72或者Cortex-A53），只是采用了ARMv8架構(gòu)的指令集。

　　當(dāng)年采用了32位指令集的Krait架構(gòu)，和如今支持64位指令集的Kryo架構(gòu)，相比同時期那些雙4核和真8核處理器架構(gòu)，無論性能上還是能耗上表現(xiàn)都讓人印象難忘。自主架構(gòu)的優(yōu)勢，第一點(diǎn)就是用最少數(shù)目的核心打造更強(qiáng)性能和更低能耗的處理器。這一點(diǎn)在之前的文章有討論過，詳細(xì)請參照：“機(jī)情問答：全面了解Qualcomm驍龍820”中，關(guān)于“Kryo CPU四核心相比如今爛大街的8核處理器會不會出現(xiàn)性能上的瓶頸？”這個問題的解答。

　　鏈接如下：//digitalinnovationtoday.com/reviews/524139.html

　　除了用更少的人做更多的事情這個好處，Kryo CPU自主設(shè)計架構(gòu)還對ARMv8指令集進(jìn)行了優(yōu)化。眾所周知，ARMv8指令集兼容32位和64位兩種指令，繼承了ARMv7架構(gòu)的TrustZone、虛擬化技術(shù)和NEON advanced SIMD技術(shù)。而TrustZone就是ARM提供給其它Fabless廠商的安全接口，用于加密存放指紋識別模塊記錄的隱私信息等敏感內(nèi)容，Qualcomm在公版的基礎(chǔ)上進(jìn)一步加強(qiáng)這方面的內(nèi)容，提出“Sense ID指紋識別”。這項(xiàng)技術(shù)在年初的MWC上正式提出，和如今手機(jī)廠商普遍采用的電容觸控板指紋識別模塊不同，“Sense ID指紋識別”模塊采用的是超聲波技術(shù)掃描指紋，相比電容傳感器記錄的二維指紋圖像，超聲波掃描還能滲透到皮膚表面之下識別出指紋獨(dú)特的3D特征，對于手指沾有污垢或者不便使用手指解鎖的場合，“Sense ID指紋識別”無疑是一個不錯的選擇。另一方面，“Sense ID指紋識別”和普通的電容式指紋識別技術(shù)不同，需要將指紋識別模塊和Qualcomm驍龍?zhí)幚砥髅芮信浜喜拍軌蚬ぷ?，有賴于Qualcomm自主設(shè)計架構(gòu)修改了ARMv8指令集和TrustZone接口的內(nèi)容，擴(kuò)充了ARM公版架構(gòu)的內(nèi)容，考慮到用戶更多實(shí)際場景。

Sense ID指紋識別

　　另一個優(yōu)勢就是理論上最大主頻相比ARM公版架構(gòu)，能夠達(dá)到更加高水平。眾所周知，前兩年在Krait 450架構(gòu)（Qualcomm驍龍805處理器）上，Qualcomm最終以2.7GHz的杰出成績?yōu)镵rait架構(gòu)畫上了圓滿的句號。相比同時期采用Cortex-A15架構(gòu)的處理器，例如三星Exynos 5410、Exynos 5430的最高主頻都要高出不少。類似地，作為Kryo CPU的對手，ARM的Cortex-A72內(nèi)核最高能夠達(dá)到的主頻僅為2.5GHz，而Qualcomm公布Kryo CPU最高能夠達(dá)到3GHz主頻。進(jìn)一步體現(xiàn)了Qualcomm自主架構(gòu)的優(yōu)勢。

　　和ARM公版架構(gòu)相比，最后一點(diǎn)優(yōu)勢就是，以Kryo CPU為核心，負(fù)責(zé)管理整個SoC的不同配置，選取最高效和最有效的處理器與專用內(nèi)核組合、并以最低功耗，最快地完成任務(wù)的Qualcomm Symphony System Manager。這也是打通Qualcomm驍龍820內(nèi)部各個模塊（CPU、GPU、ISP、DSP等）的“中樞神經(jīng)系統(tǒng)”和“司令部”。針對ARM公版架構(gòu)模塊間在通訊性方面關(guān)聯(lián)性不強(qiáng)的軟肋，在Kryo CPU自主架構(gòu)上有針對性加強(qiáng)。這也是Qualcomm在看到今后異構(gòu)計算逐漸成為市場主流的背景下，在自主架構(gòu)設(shè)計上引入的全新思維。

Qualcomm Symphony System Manager（截圖來自Qualcomm）

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