【新闻】那些年我们用过的手机Soc
(一):德仪篇2016年的CES(拉斯维加斯消费电子展)刚刚开幕,对于手机爱好者来说,骁龙820、三星Exynos 8890、麒麟950……当下的旗舰手机主控虽然性能爆表,但同质化程度越来越高,可选的种类越来越少,有时不免让人感觉索然无趣……这种时候,笔者就会怀念起当年手机主控还没有沦为“唯性能论”的时代,各家百花齐放的局面。今天,就让笔者带大家一起来回顾一下过去那些名机中,我们可能反而不太熟悉的主控们~
今天的第一篇,笔者首先选择了德仪(美国德州仪器公司Texas Instruments,简称:TI),)其作为全球最大的模拟电路技术部件制造商,旗下的OMAP移动处理器曾经在很长的一段时间内独霸全球市场,塑造出无数经典机型。
● 多媒体手机开创者:OMAP? 1 处理器 : OMAP1710
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作为早期的多媒体手机处理器代表作,德州仪器2003年推出的OMAP1710基于90nm制程,集成了220MHz的ARM9 926TEJ架构CPU和一颗C55x DSP(数字信号处理器),虽然在现在看来规格实在是不忍直视,但得益于TI无比强大的DSP优化技术,OMAP1710已经可以支撑起200万像素的手机摄像头与3G网络,为早期的“多媒体电脑手机”奠定了硬件基础。
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代表作:诺基亚6630、 6680、6681、E50、E60、E61、E62、E65、E70、N70、N71、N72、N73、N80、N90、N91和N92等
● 诺基亚的电脑手机:OMAP? 2 处理器 : OMAP2420、2431
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到了2005年的OMAP2系列,德州仪器除了将CPU升级为ARM1136架构的330MHZ外,还首度为手机主控增加了硬件视频编解码单元(IVA-IVA2)、独立GPU(PowerVR MBX),并将无线网络支持提高到了3.5G(HSPA)。在这个阶段,智能手机(主要是塞班手机)在屏幕分辨率/发色数、相机规格、多媒体播放能力上都取得了长足的进步,甚至出现了早期的3D手游概念,消费者第一次有了“智能手机无所不能”的认知,智能手机的互联网应用也崭露头角。
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代表作:诺基亚N95(OMAP2420)、诺基亚N97(OMAP2431,相比2420视频性能更强,但3D性能反而有明显退步)
● 智能里程碑:OMAP? 3 处理器 : OMAP3430(65nm)、OMAP3630(45nm)
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时隔一年之后,德州仪器在2006年初宣布了OMAP3系列SoC,在这一代上,我们见到了性能大幅提高的ARM Cortex A8架构,当时,Cortex A8被宣传有着ARM 11三倍以上的性能(实际上两者的差值没有那么多),OMAP3系列作为当时最先进的手机主控,因其先进的架构,对HD(720P)视频应用的良好支持以及不俗的3D性能(PowerVR SGX530)受到了业界一致好评。正是凭借着这款处理器,德仪在互联网手机初期确立了业界领先的地位。
OMAP3430的代表产品为摩托罗拉里程碑,三星 i8910,诺基亚N900,palmpre等。可以运行在800 MHz的处理器OMAP3440的代表产品则为摩托罗拉XT720,Archos5 等。
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OMAP36x系列采用了更先进的45 nm制造工艺,其中OMAP3630主频720MHz,OMAP3640主频1GHz。德州仪器 OMAP36x系列的代表产品有摩托罗拉 Droid X、Droid 2/里程碑2、Defy/ME525、Defy+,Moto 360(一代),诺基亚N9等。
● 技术败给了营销:OMAP? 4 平台 : OMAP4430/OMAP4460
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2010年推出的OMAP4430是德州仪器公司的首个双核处理器型号,采用双核心ARM Cortex-A9 MP 1GHz处理器,相比Cortex A8内核整体提升了1.5倍的性能。OMAP4430在同级双核里被喻为性能最优秀的处理器,拥有Tegra2没有的NEON模块和双通道内存,拥有比E4210更小的发热量,拥有比MSM8260更优秀的对称多处理架构。
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OMAP4430的代表产品有LGOptimus 3D,摩托罗拉 里程碑3、RAZR(XT910),三星i9100G,黑莓PlayBook。
尽管从架构上来说,OMAP4430是当时最成熟最实用的高端手机处理器,但在当时的旗舰智能手机市场上,比拼主频、比拼“跑分”的风气正逐渐兴起,而坚持模块化平衡设计,对CPU性能要求并不高的TI对此却没有进行及时的应对。直到2011年,德仪眼看情况不对,将之前规划中的高频版OMAP4处理器4440改名为4460推出,其1.5GHz的主频在双核A9时代本可以算是顶级性能,无奈市场已失,OMAP4460仅仅只有三星GalaxyNexus采用。
对于手机多核心架构,德仪的思路和当时的其他厂商不太一样,德仪并不希望手机使用超过两个主CPU核心,而是通过为主CPU搭配各种不同功用的专用处理单元来实现多媒体解码、安全加密、运动监测、IO控制、电源管理等特性。这种思路可以在保证用户体验的同时将功耗做得更低。但复杂的异构单元使得产品的编程极度复杂化,拖慢了上市的进度。加上德仪对于时兴的四核心A9架构毫不热心,他们错误判断了形势,以为四核心A9不会持久,只要等到A15架构时代来临,自家的双核心异构处理器OMAP5系列马上就能重夺市场……
何曾想,四核心A9处理器比预想中的还要受市场欢迎(比如当时的三星Exynos4412、Nvida Tegra3),在这些设计简单但规格强大的对手面前,讲求能效比,架构复杂的德仪处理器很快被手机厂商和独立开发者抛弃。
● 最后的挣扎与落幕:OMAP4470、OMAP5430(未发布)
在2012年,德仪曾经推出过一款设计独特的处理器OMAP4470,作为德仪最后一款Cortex A9处理器的它主频高达1.8GHz,还使用了两个对后世颇具影响力的设计:一是独立的2D图像处理器,它使得屏幕在显示固定画面时,SGX544GPU可以完全休眠而降低功耗(现在这项技术一般被直接整合到屏幕上,即所谓的屏幕自带内存);另一个就是两颗专用于IO调度和传感器控制的Cortex M3协处理器,它们可以在主处理器出于低功耗状态时仍然保证设备的传感器反应速度,这就是如今苹果M系列协处理器的前身概念。然而,拥有如此先进架构的OMAP4470处理器,却仅仅因为“不是四核”而被市场无视,仅有三星Galaxy Prime一款手机采用,继承其独特设计的OMAP5系列2+2核(双核Cortex A15+双核Cortex M4协处理器)也从此石沉大海,还未正式上市,德仪就宣布退出手机处理器市场……实际上,以当时的情况来说,即便德仪强行推出OMAP5,也只会淹没在一片“八核处理器”的海洋之中。不过,德仪的这种设计思路并没有断绝,它一定程度上被后来的苹果所继承,高性能双核心+节能协处理器的搭配嘲讽着后世一代代的安卓机皇们……
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当年的手机用户们大都不是太关注自己的手机到底使用了什么处理器,因此TI的市占率虽大,自身却并没有什么“群众基础”(这与现在的大牌Soc生产商们形成了鲜明的对比)。这从一定程度上导致了TI对市场(不良)风气反应缓慢,很容易被消费者抛弃。当然,德仪虽然不做手机主控了,但其半导体实力依然强大,在智能交通、高级电源管理、Hi-Fi方案等各种领域上都有着领先的市场份额。
(二):英伟达篇
昨天,笔者带大家回顾了德州仪器(TI)曾经的那些经典手机主控,不过,德仪发迹于WM、塞班时期,在Android时代早期就黯然退场,对于现代的手机用家来说,或许有着相当的距离感。不过,今天要讲到的这个品牌,大家相对而言就要熟悉得多了,因为它正是图形处理器(GPU)领域的巨头,现在又是智能汽车版图上的霸主——它的名字叫做英伟达Nvidia。● 你知道Tegra 你知道图睿么说到Nvida的移动处理器Tegra,很多人会立刻想到当年叱咤一时的Tegra2,不过,估计没几人见过初代Tegra,更不会知道它还有个中文名称叫做“图睿”——正如它的GPU兄弟其实也有个中文名“精视(GeForce)”一样。言归正传,Nvidia的第一代移动处理器其实是·很多很多年前的GoForce系列(准确说来,GoForce是给早期手机主控设计的“外挂”GPU,但其最后一个版本GoForce 6100已经具备了完整移动处理器的结构)。http://p2.pstatp.com/large/610003787e4db0dcb7之后,接替GoForce 6100的就是初代Tegra APX2500(发布的时候叫APX2500,早于Tegra品牌发布,后来更名为Tegra APX2500),这是一颗双核心ARM 11处理器——是的你没有看错,ARM 11也有双核心配置,且Tegra APX2500的图形部分已经是基于GeForce 6系列架构,和后来的Tegra2十分接近。http://p3.pstatp.com/large/3d0006c13f2e7903bdTegra APX2500最初只能支持Windows Mobile系统,这可能与NV以及微软之间的亲密合作不无关系,后者就利用Tegra APX2500推出过ZUNE HD媒体播放器,后来还有Kin系列社交手机。然而,无论ZUNE HD还是Kin,最终都在市场上暴死,Nvidia进军移动平台的第一部旗选错了伙伴,摔得不可谓不惨。● Tegra2,黑科技(?)的开端在Tegra上因为队友的原因栽了个跟头(历史真是惊人的相似@NV1),Nvidia迅速地转移战略重心,将适配平台转向当时开始爆红的Android,并同时融入了最新的ARM架构,于是乎,Tegra2带着“全球第一款双核A9处理器”、“源自GeForce的图形技术” 等种种光环在2010年面世了。http://p1.pstatp.com/large/3d0006c13df4c720bb世界上第一部双核手机LG Optimus 2X,被载入吉尼斯世界纪录由于当时Tegra2面对的至多是超频版的高通MSM8255T、德仪OMAP3640等单核主控,双核A9的强大性能确实足以完胜竞争对手,Tegra2也就由此一炮打响,Nvidia更是不失时机地宣称自家主控能够提供“主机级游戏体验”,笼络了一批游戏厂商为Tegra芯片制作独占游戏。一时间,Tegra2风光无限,国内外皆有Tegra2手机涌现。不过,好景不长,随着竞争对手纷纷推出更成熟的双核主控,Tegra2在性能和架构上的不足逐渐显现:没有Neon浮点加速单元使得Tegra2的多媒体软解性能孱弱、单通道内存和较低的主频也使得整体体验算不上很好;甚至是在Nvidia引以为傲的图形处理能力方面,Tegra2也被批评使用了老旧的顶点贴图分离式架构,兼容性和未来升级空间不足。● 赶工的Tegra3,NV开始走下神坛差不多两年之后,2011年底,Nvidia终于宣布了Tegra2的接替者Tegra3,虽然也算是当时最早的四核A9处理器之一,但与Tegra2相比,Tegra3除了增加两个CPU核心和50%的绘图单元并加入了Neon指令集之外几乎毫无改进。技术上缺乏足够的支持、市场上口碑已经不算很好,加上Tegra芯片一直没有集成基带方案,手机制造商需要自行外挂基带处理器,无形中增大了产品开发难度并增加了开发成本。http://p2.pstatp.com/large/3d0006c1406e84a5e6Tegra3的少数精品手机:小米3(移动版)结果,Tegra3时代的手机阵营明显缩水,Nvidia一方面意识到没有集成基带所导致的市场推广困难问题,另一方面也不得不开始思索新的产品发展方向……● 专注游戏与车机的Tegra4与毫无存在感的4i早在Tegra2时代,Nvidia就凭借着PC市场的影响力和自身对未来技术方向的敏锐嗅觉,“勾搭”上了大众集团,为大众的汽车多媒体系统提供主控。虽然在手机市场上性能不济,但Tegra2的性能远胜过以往任何一款车用处理器,足以为汽车提供划时代的多媒体交互体验。(你们要知道,直至2016年,许多国产车机所使用的主控性能甚至没有超过Tegra2)http://p3.pstatp.com/large/3d0006c141afa902b0奥迪A8上的矩阵式大灯,使用三个Tegra3控制灯光强度和照射角到了Tegra4时代,Nvidia已经很明显地放弃了手机平台:4核心A15 +72ALU分离式架构GPU的设计可谓简单粗暴地堆规格。新加入性能强大的独立ISP看似是为移动设备摄像头服务,不如说是为车用图像识别做着铺垫。也许是为了进一步强调自身GPU在游戏上的优势,Nvida只花了几个月的时间,就研发出了SHIELD掌机。除了业界领先的移动游戏性能之外,SHIELD的卖点还包括与PC之间的游戏串流控制——换句话说,得益于GeForce而起家的Tegra,如今再度成为了GeForce的附庸。http://p3.pstatp.com/large/3d0006c13eec5694edSHIELD掌机,或者说SHIELD有屏手柄(笑)当然,老黄并没有完全放弃手机市场,Tegra4家族中也包括一款集成基带的Tegra 4i,但此时Nvidia在移动市场已经份额全失,4i如同石沉大海,没有惊起任何波澜。随着Tegra 4i的结束,Nvidia也就正式告别了手机主控市场。● 智能汽车与超算的时代:Tegra K1、X1以及以后可以看出,从Tegra2到Tegra4,Nvidia在技术层面上一直都没有创新,只是在不断地堆规格。这并不是因为NV缺乏创新能力,而恰恰是因为他们的概念过于超前,需要等待合适的制程来实现。有些悲剧的是,在下定决心离开手机市场之后,Nvidia终于等到了两样能够让他们实现梦想的技术:一是自研的Denver超标量处理器架构,二是能耗比极高的Kepler GPU架构,将二者结合起来,于是就诞生了空前强大的Tegra K1处理器。http://p2.pstatp.com/large/3d0006c143f5d84c9fTegra K1拥有多达192个统一架构的GPU ALU(算术逻辑单元),不仅仅比Tegra4多了一倍还多,更重要的是架构上从GeForce 7(G71)一举“跃迁”到了GeForce GTX Titan(GK200),在编程上大幅简化了,对最新的并行计算技术和人工智能模拟也可以实现很好的支持。Nvidia指望将Tegra K1用于智能客厅娱乐系统以及未来的智能交通设备。http://p1.pstatp.com/large/3d0006c144b83ebe84在那之后,我们又看到了采用256个ALU Maxwell架构GPU的Tegra X1,更强的性能和更高的能效比,Nvida已经完全走上了一条“移动超级电脑”之路。基于Tegra X1研发的Drive PX自学习行车电脑就是NV野心的明证。http://p3.pstatp.com/large/3d0006c1423d7ace35在今年的CES2016上,Nvida刚刚发布了最新的Drive PX2:其使用了四个Cortex A57+两个Denver的CPU,还有尚未发布的Pascal架构GPU,号称超越GTX Titan的计算性能。值得回味的是,Nvidia甚至没有为新主控单独命名——也许对于NV来说,Tegra的名号已经不再重要,Drive PX所代表的未来智能交通才是NV的新未来。
噢噢噢噢哦哦哦哦哦哦,,,,,,, 我的n92的789键失灵了,就是第一款那个大翻盖:-| 不错,完整的看完了。 还有,继续
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