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://m.27045.cn/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,考慮到用戶更多實際場景。
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)
版權(quán)所有,未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載
關(guān)于CNMO | 聯(lián)系我們 | 站點地圖 | 精英招聘 | CNMO記事 | 家長監(jiān)護(hù)工程 | 舉報不良信息
Copyright © 2007 -
北京沃德斯瑪特網(wǎng)絡(luò)科技有限責(zé)任公司.All rights reserved 發(fā)郵件給我們
京ICP證-070681號 京ICP備09081256號 京公網(wǎng)安備 11010502036320號