转帖】2011年MID主控展望――后A8时代与A9的到来处理器

转帖】2011年MID主控展望――后A8时代与A9的到来处理器
2011年01月26日
　　手机芯片总结（感谢作者nbnb001 ）目前，几乎所有的智能手机和MID，使用的都是ARM芯片。
　　这种芯片相比Intel公司的芯片，指令集较简单，所以功耗低、成本低，特别适用于移动设备。随着性能不断提高，它已经开始装备上网本和平板电脑。
　　它的名字ARM，指的是英国芯片设计公司ARM Holdings。这家公司自己不制造芯片，专门授权其他公司制造。因此，市场上有多家公司生产多种ARM芯片。再加上，ARM公司目前主要授权三个系列的芯片设计----ARM 9、ARM 11和Cortex，所以就造成普通消费者感到眼花缭乱，不知道如何选择。各种ARM芯片之间到底有什么区别？
　　今天，我在imp3.net上看到一篇文章，对这个问题做出了最详细的回答，不仅介绍了芯片知识，而且还有助于读者分辨和选择适合自己的移动设备。我把它转贴在下面。
　　==========================================================================================
　　ARM9系列
　　经典的ARM9核心，较小的核心面积带来较低的成本，提供约1.1DMIPS/MHz的性能。
　　相对比较省电，但难以冲击更高的频率，因此整体效能有限。
　　威盛WM8505/WM8505+
　　65nm工艺
　　ARM926E 300MHz/400MHz，Linpack 1-1.25MFlops（1.6系统）
　　RAM: 128M DDR2，16bit
　　只有个JPEG硬解，视频支持很弱，无3D加速
　　代表机型：国美飞触1代，山寨VIA平板
　　个人观点：
　　价格低廉大概是这个方案的唯一优点了……也不知道国美是怎么忽悠把这个机器卖到999元的……
　　ARM9 300MHz，自然不用指望有多好的性能，上网都勉勉强强吧。超频的400MHz版本，发热又比较大，性能提升又实在有限。视频能力很弱，也不能当MP4用，最多只能当个Android入门机器玩玩。
　　淘宝售价低至500-600元，7寸屏。如果不是囊中羞涩到一定程度，实在不推荐这个芯片的机器。
　　真要入门的话，收个二手的智器Q5也比这个好。
　　性能★☆☆☆☆
　　视频★☆☆☆☆
　　---------------------------------------------------
　　瑞芯微RK2808
　　65nm工艺
　　ARM926E 600MHz，Linpack 2-2.5MFlops（1.5系统）
　　RAM: 128M SDRAM，32bit
　　视频子系统：Ceva MM2000，基于550MHz的DSP
　　多格式，RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4最高720p，流畅576p
　　无3D加速
　　代表机型：蓝魔W7，爱可视7HT，山寨apad等
　　个人观点：
　　RK2808也算是上市得比较早的机器，从五月份上市到现在，瑞芯微也做了很多宣传。
　　600MHz的ARM9，性能偏弱，好在瑞芯微的系统优化做的不错，1.5的系统还是做的比较完善和稳定的，实际速度也不错。
　　一般的上网，开启网页的速度能让人接受，应付文字为主的网页问题不大，然而对于图片稍多的网页，拖动就会有明显的不流畅。
　　RK2808带有独立的DSP，因此视频性能获得了明显的提升，支持格式也较为丰富。720p以下的视频均能流畅解码，720p视频中，对RMVB，MPEG4的支持不错，H.264只能到2Mbps的码率。此外VC-1只能保证480p流畅。视频性能足以满足一般用户的需求。但是跟MP4相比，RK2808 Android的视频流畅度稍逊，总有掉帧感。
　　RK2808的软肋在于采用SDRAM，最大只能支持128MB，对于2.0以上的系统，RAM成为了一个瓶颈。此外缺乏3D加速，也注定了与2.1以上的动态桌面和华丽特效无缘，也无法运行需要使用3D加速的游戏。
　　蓝魔W7是少有采用电容屏的国产mid，触控感受给我留下了深刻的印象，瑞芯微做电容触控还是有自己的一套的。遗憾的是，瑞芯微放弃了RK2808 Android2.1系统的开发，于是由于系统的原因，这个电容屏也没能支持多点触摸。不过爱可视已经公布了旗下采用RK2808主控的爱可视7HT的Android核心源代码，于是民间工作者可以发挥下作用，进一步发挥RK2808的余热。
　　目前7寸的山寨RK28机型，价格低至700元，作为入门机型具有一定的价值。
　　性能★★☆☆☆
　　视频★★★☆☆
　　------------------------------------------------------
　　瑞芯微RK2818
　　65nm工艺
　　ARM926E 624MHz，Linpack 3MFlops+（2.1系统）
　　RAM: 256M DDR2，32bit
　　视频子系统：Ceva MM2000，基于600MHz的DSP
　　多格式，RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4最高720p
　　（此部分待进一步确认！就目前看似乎没有）
　　3D加速： ARM Mali-55
　　架构：TBR，只有PS部分，顶点处理通过软件由ARM实现
　　特性：OPENGL ES1.1，OPENVG
　　三角形生产率：1M
　　像素填充率：100M
　　代表机型：蓝魔W9，W11，原道N6，台电T720
　　个人观点：
　　RK2818改进了内存控制器，支持DDR2颗粒，最大到512MB，
　　就目前上市的机型看，RK2818的3D部分使用的Android Pixelflinger渲染器，这是一个软件渲染器，通过ARM核心来软件渲染3D画面。所以速度上会比较慢，只能玩一些简单的3D游戏，复杂的3D游戏帧率只有个位数，不具有实用性
　　得益于内存的加大，系统响应，网页浏览和文档阅读性能都有明显的提升。
　　视频能力和RK2808完全一样。此外，RK可能利用视频系统中DSP的可编程性，进一步开发如3D视频，人脸识别等功能，为产品增加卖点。
　　此外RK2818通过了Adobe的PDF认证，使用自带的阅读器阅读PDF速度很快，达到“彩屏电子书”水平，但功能上尚不够丰富，有待进一步改进。
　　7寸电阻屏的产品售价在799-999之间，电容屏产品超过1000，支持多点触摸。山寨的7寸电阻屏最低599-699.
　　性能★★★☆☆
　　视频★★★☆☆
　　---------------------------------------------------------
　　==========================================================================================================
　　ARM11
　　同样经典的ARM11核心，提供约1.2DMIPS/MHz的性能。
　　加长的管线可以冲击更高的频率（1GHz），但与此同时功耗的增加也比较显著。
　　Telechips TCC8902
　　65nm工艺
　　ARM1176JZF-S 540MHz/720MHz，Linpack 2.3/3.5MFlops（2.1系统）
　　RAM: 256M DDR2，32bit
　　视频子系统：ARM Mali-VE6，基于硬解
　　多格式，RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4最高1080p，1080p流畅
　　3D加速： ARM Mali-200
　　架构：TBR，PS+VS
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：16M
　　像素填充率：275M
　　代表机型：智器V系列，酷比U6，一些山寨平板
　　个人观点：
　　TCC8902的机型，去年年底由智器首先推出。开始该方案的Android不太完善，bug较多，经过大半年的努力，现在已经基本完善，目前已经是mid的主流方案之一。性能也处于主流水平，足以应付绝大部分应用。但ARM11的处理能力对于带有图片的复杂网页依旧不够，拖动并不流畅。
　　TCC8902带有一颗比较强劲的3D加速器，因此各种动态3D UI也能很好支持。但似乎驱动并不完善，此外使用率也不及PowerVR SGX系列和高通Adreno系列高，因此软件优化不够，实际表现不如前两者。
　　视频能力很强，支持多格式的1080p，也能真正做到1080p流畅。
　　智器的产品还带有linux和ce系统，是玩机一族的好选择。特别V3售价699元，很有性价比。
　　性能★★★☆☆
　　视频★★★★★
　　-------------------------------------------
　　三星S3C6410
　　65nm工艺
　　ARM1176JZF-S 666MHz/800MHz，Linpack ～3.5MFlops（2.1系统）
　　RAM: 128M DDR/256M mDDR，32bit
　　视频子系统：三星，硬件解码
　　支持720×480下的H.264 BP
　　3D加速： 三星自有
　　架构：未知
　　特性：OPENGL ES1.1
　　三角形生产率：--
　　像素填充率：--
　　代表机型：智器Q系列，魅族M8，三星i5700
　　个人观点：
　　第一代mid，智器Q系列采用的芯片，另外三星i5700也采用了该芯片。
　　Q系列RAM有点小，不过得益于非官方固件，Android从1.5到2.2都能跑，加上linux和CE，可玩性挺高。二手的价格又便宜，确实是玩机入门的好选择。
　　性能★★★☆☆
　　视频★☆☆☆☆
　　-------------------------------------------
　　盈方微IMAPX200
　　65nm工艺
　　ARM1176JZF-S 1GHz，Linpack ～9.8MFlops（2.1系统开启JIT，不开估计在4-4.5）
　　RAM: 256M DDR2，32bit
　　视频子系统：On2 Hantro 8190，硬件解码
　　多格式，RV，H.264，VC-1，H.263，MPEG4，VP6最高1080p
　　3D加速： VIVANTE GC600
　　架构：IMR，统一渲染
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：19M
　　像素填充率：375M
　　代表机型：卓尼斯epad，国美飞触2代
　　个人观点：
　　真假A8事件的主角，结果证明还是ARM11。频率被拉到了1GHz，有Cortex-A8 500-600MHz的水平了，理论上性能还是不错的。
　　视频硬解的规格还挺高，不过据说1080p还是有掉帧，估计软件优化的还不够。
　　VIVANTE的3D加速器其实用的也挺多的，就看驱动是不是能跟上了。
　　从芯片的角度说，硬件规格还是挺强大的，不过出来的晚，软件很多都不成熟，没跟上。
　　另外据说芯片功耗挺大，所以中小尺寸的不好做。加上卓尼斯的无线网卡用的USB的模块（非SDIO），功耗就更大了。
　　性能★★★☆☆
　　视频★★★★☆
　　-------------------------------------------
　　高通MSM7201
　　65nm工艺
　　ARM1136J-S 528MHz，Linpack ～2-2.5MFlops（1.6系统）
　　RAM: 128/256M mDDR，32bit
　　视频子系统：高通QDSP5000
　　支持720×480以下H.264 BP
　　3D加速： Adreno 130
　　架构：IMR，固定功能管线
　　特性：OPENGL ES1.1
　　三角形生产率：4M
　　像素填充率：133M
　　代表机型：G1 G2 G3之类的
　　个人观点：
　　被HTC用烂了的芯片……性能实在不咋地，不过软件完善，加上低分屏，手机们还是很流畅。
　　其改进版MSM722x，给ARM11增加了256KB的L2缓存，增加了硬件VFP，3D加速改用与QSD8x50相同的Adreno 200，总体性能有一定提升，但是受到ARM11本身的性能限制，与Cortex-A8的主控性能尚有明显差距。
　　性能★★☆☆☆
　　视频★☆☆☆☆
　　=================================================
　　Cortex-A8
　　ARM首款超标量CPU，双发射顺序结构，带来2.0DMIPS/MHz的效能。
　　普遍带有256KB的L2缓存，加上600MHz-1GHz的高频率，相对ARM9和ARM11有显著的提升。
　　Cortex-A8标配Neon单元，通过SIMD指令集大大加强浮点性能，可以实现不少DSP的功能。
　　与此同时，相对高昂的授权费用和较大的核心面积，使得Cortex-A8 SOC的成本相对较高，作为定位中高端的产品出现。
　　高通QSD8x50
　　65nm工艺
　　Scorpion 1GHz，Linpack 7-7.5MFlops（2.1系统）
　　RAM: 256/512M mDDR，32bit
　　视频子系统：高通QDSP6000
　　支持720p H.264，但一般只有480p H.264流畅（BP或者MP)
　　通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅
　　3D加速： Adreno 200（AMD Z430)
　　架构：IMR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：22M
　　像素填充率：133M
　　代表机型：google N1, Dell streak
　　个人观点：
　　最早的1GHz芯片，性能挺强劲，高端手机标配。
　　浏览网页什么的自然不用说，系统也巨流畅。
　　3D的Adreno 200不算强，因为高通的占有率挺高，游戏厂商都会做相应的优化，基本不用担心有游戏跑不了。
　　视频通过DSP解码，高通的DSP虽然强劲，但是也只能到720p，实际也就576p以下能流畅。而且高通只做了H.264的codec，并且大部分厂商只支持baseline profile。有些机型能支持High Profile的解码，以及WMV的解码，不过兼容性有待提升。
　　得益于Cortex-A8附带的Neon核心，处理器的浮点性能大大加强，可以通过软件解码处理各种编码的视频。不过性能还是有限，在1GHz高主频的CPU上，480p能基本流畅，不过高码率的片段，还是会掉帧甚至卡顿。
　　此外该芯片集成了基带，所以拿它做的东西，肯定是可以打电话的，于是价格也不会太便宜。
　　性能★★★★★
　　视频★★☆☆☆
　　--------------------------------------------------
　　德州仪器OMAP3430/3530
　　65nm工艺
　　Cortex-A8 550/720MHz，Linpack ～4.5(550MHz)/5.9(800MHz)（2.1系统）
　　RAM: 256M mDDR，32bit
　　视频子系统：IVA2+,基于C64x+ DSP，430MHz
　　多格式，但除去爱可视，很多厂商都没做解码
　　通过软件解码，配合超频，能勉强支持480p多格式流畅
　　3D加速： PowerVR SGX530
　　架构：TBR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：8M（降频到110MHz）
　　像素填充率：190M（降频到110MHz）
　　代表机型：moto milestone，爱可视5，维智A81
　　个人观点：
　　一款比较经典的芯片，Cortex-A8的性能自然不用多少，虽然频率不如Snapdragon，但同频率下效能更高（800MHz的TI测试得分与1GHz的Snapdragon接近），当然同频下比Snapdragon要耗电（1GHz的Snapdragon的Scorpion核心耗电与600MHz的TI Cortex-A8接近，ARM部分满载约300mW）。
　　3D部分使用非常主流的PowerVR SGX530，性能不错。由于SGX系列被苹果采用，软件的支持非常好，大量从ios平台上移植的游戏和应用都能充分发挥这颗芯片的性能，实际表现比高通的Adreno200更加出色。
　　视频部分，TI集成了一个相当强劲的DSP C64x+。还记得蓝魔T10 MP4吗，采用TI出品的DM6441主控，使用514MHz的C64x+ DSP可以实现大部分720p的流畅解码，和480p 各种规格H.264的解码。遗憾的是，似乎除了爱可视，大部分厂商没有进一步的开发这颗DSP（或者没有向TI购买codec），导致此芯片的视频能力停留在比较低级的水平，仅支持H.264 BP MP4播放。
　　于是，就只能像QSD8x50一样，通过软件进行解码，适当超频后，同样能勉强支持480p多格式的解码。不过高码率的片段，掉帧和卡顿是必然的。
　　性能★★★★☆
　　视频★★☆☆☆
　　-----------------------------------------------------------
　　三星S5PC100
　　65nm工艺
　　Cortex-A8 667/800MHz
　　RAM: 256M mDDR，32bit
　　视频子系统：PowerVR VXD370
　　多格式，H.264，VC-1,MPEG4最高1080p
　　3D加速： PowerVR SGX535
　　架构：TBR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：28M（理论值），实际10M
　　像素填充率：280M（理论值）
　　代表机型：touch3，3GS
　　个人观点：
　　恐怕是大家最早接触的A8之一，被苹果采用，大量使用在iPhone 3GS和iPod touch 3gen上。不过在A8的芯片当中，性能比较一般，目前已被新一代的45nm S5PC110取代。虽然之前也听说有方案商要推出基于S5PC100的Android平板，但预计难以成为主流。
　　性能★★★★☆
　　视频★★☆☆☆(苹果)
　　-----------------------------------------------
　　飞思卡尔i.MX515
　　65nm工艺
　　Cortex-A8 800MHz/1GHz
　　RAM: 256/512M DDR2，32bit
　　视频子系统：硬解
　　多格式，H.264，VC-1,MPEG4，RV最高720p（但似乎不少开发商都没做RV的硬解支持）
　　通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅
　　3D加速： Adreno 200（AMD Z430)
　　架构：IMR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：27M（频率比高通高）
　　像素填充率：166M
　　代表机型：山寨i.mx515
　　个人观点：
　　炒的很火的一款芯片，呼声很高，但迟迟不出机器（于是被戏称“飞思卡尔推销他们永远买不到的芯片”）
　　不过据最新消息，10月底国内方案商搭载Android 2.2的i.MX515的平板终于能上市了。
　　同样基于Cortex-A8，具有与高通Snapdragon类似的性能，网络浏览，文档阅读等日常应用自然不在话下。
　　3D部分和QSD8x50一样，但频率有提升，此外采用DDR2内存，获得更大的带宽，3D加速性能会有进一步的提升。
　　视频部分据说是通过一个流处理器实现的，支持多格式的720p解码，甚至支持WMV7、WMV8等冷门格式，值得期待。
　　目前山寨已有产品上市，售价在1300左右。8寸电阻屏。RV不能硬解，只能软解实现。
　　性能★★★★★
　　视频★★★★☆
　　-----------------------------------------------------------
　　三星S5PC110/S5PV210
　　45nm工艺
　　优化的Cortex-A8 800MHz/1GHz，512K L2，Linpack 8-8.5（1GHz)（2.1系统）
　　RAM: 512M mDDR2，32bit
　　视频子系统：PowerVR VXD370
　　多格式，H.264，VC-1,MPEG4最高1080p
　　通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅
　　3D加速： PowerVR SGX540
　　架构：TBR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：90M
　　像素填充率：1000M
　　代表机型：三星i9000，Galaxy Tab
　　采用类似的A4芯片的有iPad、iPod touch4、iPhone 4
　　个人观点：
　　毫无疑问，S5PC110（代号HammingBird）是目前最强的Cortex-A8芯片，没有之一。S5PV210和S5PC110只是封装上的区别，本质上并没有多少的变化。前者封装尺寸较大，适用于平板和上网本，后者的小尺寸封装适用于手机。其变种Apple A4芯片，只是将其中的PowerVR SGX540改成了SGX535，3D性能稍有降低。此外，负责视频硬解的VXD370被改成了VXD375，具体的区别尚不明确。
　　Hummingbird的Cortex-A8经过了三星的改进，同频率下具有更高的效能（+10%-20%），同时配置了512K的L2缓存，是其他Cortex-A8的两倍（Apple A4更是配备了640KB的L2缓存）
　　3D部分配置了主流而强劲的SGX540，实测性能领先其他Cortex-A8产品1倍以上，基本不用担心有游戏玩不了。
　　视频解码部分，苹果比较吝啬，依旧是720p H.264 MP4解码。不过三星的Galaxy S可以支持多种格式多种封装的解码，包括热门的MKV封装。不过并不支持RMVB的硬件解码，只能通过软解实现480p。
　　这颗芯片的强劲性能显然是定位高端的。三星的Galaxy Tab的具体价格也不得而知。11月或12月，国内方案商的S5PV210产品可能会上市，让我们拭目以待。
　　性能★★★★★★
　　视频★★★★☆
　　-----------------------------------------------
　　德州仪器OMAP3630/3640
　　
　　
　　
　　45nm工艺
　　Cortex-A8 800MHz/1GHz
　　RAM: 512M mDDR2，32bit
　　视频子系统：IVA2+,基于C64x+ DSP，430MHz
　　多格式，但除去爱可视，很多厂商都没做解码
　　通过软件解码能勉强支持480p多格式流畅
　　3D加速： PowerVR SGX530
　　架构：TBR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：14M
　　像素填充率：280M
　　代表机型：moto droidx，droid2，爱可视新发布的那一串机器
　　个人观点：
　　基本就是OMAP3430的45nm版本，并没有太多改进。得益于频率的提升，性能进一步加强，同时由于DDR2内存的采用，3D部分的性能也得以完全释放，达到了前作OMAP3430的2倍。
　　性能★★★★★
　　视频★★☆☆☆
　　=================================================
　　Cortex-A9新一代的Cortex-A9核心在Cortex-A8的基础上改进，同样是超标量结构，乱序双发射，效能提升到2.5DMIPS/MHz。此外普遍采用对称双核心配置，两个相同的核心共享1MB的L2缓存，总体性能达到了Cortex-A8的2倍以上，性能十分强劲。
　　不过值得注意的是，在Cortex-A9上，Neon单元不再是标准配置。厂商可以选择传统的VFP单元以换取功耗和核心面积的优化。
　　
　　NVidia Tegra2
　　40nm工艺(TMSC)
　　Cortex-A9 1GHz双核 + VFP
　　RAM: 512M/1G DDR2，32bit
　　视频子系统：硬件解码
　　多格式，H.264，VC-1,MPEG4最高1080p
　　软件解码性能未知
　　3D加速： GeForce ULV
　　架构：IMR，PS+VS
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：～90M
　　像素填充率：～1000M
　　代表机型：微星Harmony，万利达Zpad、东芝Folio
　　个人观点：
　　Cortex-A9，虽然已经上市在即，也算是次世代的配置了吧。几乎2倍于A8的性能，任何Android的应用，在如此强悍的硬件配置前，没有不流畅的理由。
　　3D加速部分，其实与Tegra1一致，还是2PS+2TMU的配置，基于GeForce6的架构。2倍的提升一方面得益于核心频率的提升，另一方面，DDR2的大内存带宽给了很大帮助。然而效能与Hummingbird的SGX540处于同一水准，并没有太多的超越，这并非内置图形核心的限制，而是32bit DDR2所能提供的内存带宽的限制。尽管如此，Tegra2的3D性能还是处于量产SOC中的顶尖水平。
　　视频部分支持多格式的1080p硬件解码，但是没有提供对RMVB的支持。有强悍的双核A9，软解视频应该不是问题，但是Tegra2缺少Neon模块SIMD的浮点加速，对软解效能会有多大影响，目前尚不能得知。
　　此外，Tegra2也集成了专门的音频解码模块，以最大限度的解放ARM，降低功耗。内置一个ARM7用于全芯片的功耗管理。
　　万利达的zPad本月就能上市，强悍的性能伴随的不便宜的价格（2500+），在乎体验的用户可以尝试一下。另外，Tegra2的产品多为10寸，7寸及以下的并不多，不知道是什么原因。
　　性能★★★★★★★★★★
　　视频★★★★☆
　　德州仪器OMAP4430/4440
　　45nm工艺
　　Cortex-A9 1GHz/1.3GHz双核 + Neon
　　RAM: 512M/1G+ DDR3，64bit
　　视频子系统：IVA3,高清硬件解码单元 + C64x+ Lite DSP
　　多格式1080p，DSP部分提供可编程性
　　3D加速： PowerVR SGX540
　　架构：TBR，统一渲染架构
　　特性：OPENGL ES2.0/1.1，OPENVG
　　三角形生产率：未知
　　像素填充率：未知
　　代表机型：
　　个人观点：
　　真正成熟的A9 SOC，64bit的DDR3内存提供4倍于目前顶级SOC（32bit DDR2）的带宽，想必图形性能会有显著的提升。
　　1080p硬件解码单元，同时和Tegra2一样搭配了专用音频处理单元。此外，TI继续保留了Neon单元用于浮点加速。视频解码已经不需要C64x+ DSP参与，但TI还是将它适当精简后保留了下来，利用它的可编程性加速一些固化硬件单元不能处理的应用。
　　此外，TI同样配置了2个Cortex-M3处理器，用于整个SOC的任务调度和功耗管理。可以说，这是一款非常值得期待的产品，但是距离上市恐怕还有相当的时日。
　　性能★★★★★★★★★★★★
　　视频★★★★☆+