MWC2012讓手機進入了四核時代

    2012年，智能手機進入了四核時代，從年初的MWC(世界移動大會)開始，各家手機廠商及處理器廠商都是摩拳擦掌，這四核之戰也是再所難免。

    說到四核處理器，就不得不提這全球首款移動四核處理器——英偉達Tegra 3了，作為最早上市的移動四核芯片，英偉達可以說對Tegra 3信心滿滿，之前的HTC One X也是展現了其超強的性能。不過雖然還未發布四核芯片，但高通卻對其驍龍S4雙核芯片也充滿了自信，表示這款雙核處理器有著不輸四核處理器的超強性能。

四核Tegra 3大戰雙核驍龍S4

    俗話說(原諒筆者這個大俗人吧，我實在太喜歡用這種句式了)：“是騾子是馬拉出來溜溜”本文除了參數和理論的解析，還將以客觀的實際測試還原給大家一場真實的“核戰爭”。

帶你認識28納米的Krait架構

    關于高通的驍龍S4處理器，坊間一直爭議不斷，所以筆者覺得在正式對比前，有必要詳細介紹一下它。以高通MSM8960處理器為例，它屬于驍龍S4系列，采用了高通新一代雙核心1.5GHz CPU，架構變成了基于ARMv7-A的“Krait”(金環蛇)，關于這點，網上有很多說法，其架構到底是Cortex-A9還是Cortex-A15有著極大的爭議，其實根據官方資料，準確的說，驍龍S4的Krait架構，其實是高通獨立定義自己的架構，整體性能大約達到Cortex-A15的百分之九十水平，屬于類Cortex-A15架構，于是便有了驍龍S4是Cortex-A15架構的民間說法。

高通驍龍S4處理器

    解決了架構的爭議，我們再來好好看看高通驍龍S4處理器的一些重要指標，同樣以高通MSM8960為例，它采用了目前最高級別的28納米制造工藝，這也決定了其功耗控制能力與執行效率不是其他45納米雙核處理器可以比肩的，就連英偉達Tegra3這種40納米的Cortex-A9四核處理器也是矮它一頭。此外，高通MSM8960還擁有支持全球所有通信制式的新基帶，這個逆天的功能也是其它處理器所不能及的。

高通驍龍S4結構圖

    此外，目前MSM8960掛載的Adrero 225圖形芯片，雖然型號高于Adrero 220，不過高通最強的Adrero 320來說還是差上了一截。Adrero 225擁有130m/s多邊形生成，760m/s像素生成，314mp/s 3D渲染的能力，相較Adrero 220，高通也給出了性能提升百分之五十這種簡單的說法，不過鑒于Adrero 320可能要到年底才能上市，所以Adrero 225應該就在很長一段時間內占據著很大的市場份額。

Adrero 225

首款四核傲視群雄

    介紹完挑戰者驍龍S4，我們再來認識下今天比拼的另一主角——NVIDIA Tegra 3四核處理器吧。作為全球首款移動四核處理器，Tegra 3仍采用臺積電40nm制程工藝，四核心最高頻率1.5GHz，單核最高1.4GHz，根據官方介紹，Tegra 3的CPU性能最高可達Tegra 2的5倍，“已達PC級別，趕超桌面端的Core 2 Duo T7200”。內部集成12核GeForce GPU，GPU性能是Tegra 2的3倍，并支持3D立體顯示。同時，其四核理論功耗也比雙核的Tegra 2更低。

    Tegra 3技術規格

    NVIDIA Tegra 3不僅在發布時間上搶得了先機，而且還有著自己的獨門絕技。Tegra 3名為“四核”，實際上內部卻包含了5個CPU核心，其中一個被稱為“Companion CPU core”協核心。NVIDIA將這種架構稱為vSMP(可變對稱多處理，Variable Symmetric Multiprocessing)，已經申請了專利。

秘密武器——第5顆協處理器

    去年NVIDIA的Tegra 2處理器雖然同樣貴為全球首款雙核處理器，頭頂無數光環，但其境遇卻并不算佳，除了因為Android 3.0系統強制性的眷顧，Android平板大多必須使用Tegra 2外，使用Tegra 2的手機產品真是少之又少，就連當初與NVIDIA聯手發表愛的宣言的摩托羅拉，在經過蜜月期的甜蜜之后，也是紛紛將旗下旗艦處理器換至德州儀器門下。不夠穩定的效率及過高的功耗問題成了制約Tegra 2的關鍵問題。而NVIDIA也是看到了問題所在，所以我們看到NVIDIA也是為針對以上問題在Tegra 3上做了很多優化。Tegra 3中的5個CPU核心在內部結構上完全一致，均為Cortex-A9架構。不過，其中四個采用高性能制程(G)制造，為更高頻率運行優化。而最后一個協核心則為低功耗制程(LP)打造，漏電流更低，為低頻率運行優化，最高頻率僅500MHz。

Tegra 3構架圖

    vSMP動態均衡多核調節技術，其實就是NVIDIA提出的在高性能和低能耗之間的一個折衷方案，該技術允許Tegra 3在不同情況下采用不同的處理方案：在對性能要求比較低，例如待機、視頻播放(主要工作在GPU)時，使用伴核；在玩普通游戲、瀏覽網頁、加載Flash等情況下使用單核或者雙核；而只有在運行大型3D游戲、進行視頻音頻剪輯時才會四核滿載運行。不過以上技術也只是停留在理論上，而在實際應用中，包括伴核到多核的切換速度、系統端特別是谷歌Android操作系統對多核的優化、數據傳輸等方面都可能存在問提，所以Tegra 3是否能像官方介紹的那樣強悍還需要我們去實際檢驗。

核心切換

兩方悍將終登場

    為了更為公平、客觀的展現兩款手機的實力，我們也是盡可能的選取了兩款硬件規格很接近的兩款上述處理器測試機作為對比對象，不過，絕對的公平真的很難實現，我們手中的這款Tegra 3手機分辨率要稍高一些，所以關于圖形能力的比拼，筆者也就不作測試了。

    測試機型高通驍龍S4手機英偉達Tegra 3手機處理器高通驍龍S4(MSM8960)英偉達Tegra 3主頻1.5GHz1.5 GHzRAM1GB1GBGPUAdreno 22512芯Geforce ulp分辨率qHD(實際540×888)720p(實際720×1184)系統版本Android 4.0.3Android 4.0.3

驍龍S4處理器手機參數

Tegra 3處理器手機硬件參數

綜合能力之戰

    我想，文章進行到這里，大家也都是迫不及待的一睹這場“核戰爭”了，下面筆者也就不再羅嗦，我們就選取了目前Android平臺下最具代表性的幾款性能測試軟件，讓驍龍S4與Tegra 3來一次最正面的交鋒。

    手機性能測試大師

    手機性能測試大師(Quadrant Advanced)是Android平臺一款由極光軟件(Aurora Softworks)為Android手機推出的性能測試軟件，針對CPU、內存、I/O輸入輸出、2D及3D圖像等項目提供了一鍵式的完整測試，也可單獨測試某一個項目。《Quadrant》分為免費版和專業版兩種，免費版需聯網上傳數據才能看到測試成績，專業版則提供有部分代表機型的參考標準，可以在測試后直接看到對比表。此次我們采用的是手機性能測試大師2.0專業版進行評測。

驍龍S4手機性能測試大師成績

Tegra 3手機性能測試大師成績

    總結：

    在手機性能測試大師這個最傳統的評測環節中，雖然Tegra 3手機在CPU測試中得到了13478的高分，大大高過驍龍S4手機的8784分，但得益于更好的RAM優化與I/O驍龍S4手機還是以5230的總分力壓Tegra 3手機的4993分，并刷新了筆者使用手機性能測試大師跑分的新紀錄。這也體現出驍龍S4處理器在CUP、內存調用、I/O轉換上綜合實力。

核心協同之戰

    安兔兔性能評測

    安兔兔評測是一個給Android手機、平板進行性能評測、跑分的軟件，它能一鍵運行完整測試項目，通過“內存性能”、“CPU整數性能”，“CPU浮點性能”、“2D、3D繪圖性能”、“數據庫IO”、“SD卡讀寫速度” 8項性能測試，對手機的硬件性能做一個整體評分，讓你對所有手機、平板性能有所了解。并可上傳分數并查看世界排名，通過世界排名查看分數高的機型，也可查看當前手機的排名位置。

驍龍S4手機安兔兔測試成績

Tegra 3手機安兔兔測試成績

    總結：

    到了安兔兔測試這個環節，我們看到，Tegra 3手機的10246分要遠遠超過驍龍S4手機的6770分，這一差距與剛剛我們看到的手機性能測試大師成績有了很大的差別，到底是哪個環節造成了如此巨大的差異呢？我們來分析一下。

    Tegra 3處理器雖然不是傳統SMP(同步核心)結構，但是其vSMP的處理器結構還是能夠讓手機在大負荷運作時能夠及時同時調用四個核心高速協助。而驍龍S4處理器雖然制程僅有28納米，有著不錯的效率，不過其結構依舊算是aSMP(異步雙核)在高負荷狀態下兩核心之間的協助還是稍有不足。這就足以說明，在合適的應用程序下，Tegra 3還是比驍龍S4要快，而這也要歸功于四個ARM Cortex A9核心。

浮點能力之戰

    Linpack浮點運算能力測試

    Linpack現在在國際上已經成為最流行的用于測試高性能設備系統浮點性能的benchmark。通過利用高性能計算機，用高斯消元法求解一元N次稠密線性代數方程組的測試，評價高性能設備的浮點性能。

驍龍S4手機Linpack測試成績

Tegra 3手機Linpack測試成績

    總結：

    Linpack浮點測試的環節上，結果非常明顯，驍龍S4手機的優勢極其明顯，尤其是在單核心運算的成績上，雖然兩款手機的主頻都為1.5GHz級別，但是驍龍S4手機的成績是Tegra 3手機的兩倍之多，甚至也與很多雙核手機的多核心成績持平，這其中的緣由就是，相比Cortex-A9，Krait提供了更快的FPU(浮點運算的處理器)以及改進過的架構緩存和內存控制器。這項測試無疑顯示了Krait這個類Cortex-A15架構處理器在浮點運算能力上較傳統Cortex-A9處理器有著質的提升。

頁面能力之戰

    Vellamo瀏覽器性能測試

    Vellamo是由高通開發的一個基準測試應用，它可以讓你對手機瀏覽器的性能及穩定性進行測試，包括像Java腳本性能、渲染、聯網和用戶界面等。該工具的結果同樣包括多個子項，但我們只取總成績，分數越高則表明手機對瀏覽器的優化程度越高，網頁瀏覽體驗更好。

驍龍S4手機Vellamo測試成績

Tegra 3手機Vellamo測試成績

    總結：

    在這個環節上，兩部測試機都采用了Android 4.0.3版本系統，驍龍S4手機Vellamo測試分數不僅大大超越了Tegra 3手機的成績，還有史以來的將Vellamo測試分數拉至2000大關，驍龍S4手機對于頁面瀏覽上的造詣可見一斑。

驍龍S4與Tegra 3的最佳歸宿

    對比總結：

    經過一連串各式各樣的性能測試，我們看到，在浮點運算、內存調用、I/O轉換上，驍龍S4相比Tegra 3還有著巨大的優勢。所以，摘掉核心數的幌子，采用了全新28納米及Krait架構的驍龍S4雙核處理器其實在整體實力上完全有著向英偉達Tegra 3這樣的四核處理器叫板的資本，最強雙核之稱也是名副其實。

驍龍S4

    不過，我們還要看到，由于采用了vSMP動態均衡多核調節技術，相比高通驍龍S4這種異步處理器，Tegra 3的多核心協作能力還是更強些，所以在特定的環境或合適應用程序下，Tegra 3還是比驍龍S4要快。

Tegra 3

    作者點評：

    除了本文中大量的理論參數與實際數據的對比，我們還要看到，兩款處理器還平臺領域各自有著得天獨厚的優勢：高通驍龍S4的28納米工藝，能夠更好的控制手機的功耗問題。此外借助高通一直以來在芯片集成上的優勢，驍龍S4可以支持全球頻段的網絡制式，這些都是其它手機處理器所不能及的。而憑借英偉達在顯示領域的實力，Tegra 3最大支持的顯示分辨率也是達到了2048x1536這種超高規格。所以，根據兩款處理器的自身優勢，筆者認為，就目前而言，高通驍龍S4更適合手機設備，而Tegra 3處理器更好的歸宿，可能會是在平板設備上。

    參數/處理器高通驍龍S4英偉達Tegra 3核心數24枚主CPU加1枚協CPU主頻1.5GHz(最高2.5GHz)最高單核1.5 GHz /四核1.4 GHz構架KraitCortex-A9制程28納米40納米處理架構aSMP(異步處理)vSMP(可變對稱多處理)GPUAdreon 225(最高Adreon 320)12芯Geforce ulp支持分辨率1920×10802048x1536