手机CPU（手机的控制中枢系统）

历史沿革

说起手机CPU的历史，笔者给大家提一个问题：“世界上第一款智能手机是什么呢？”相信很多人的答案是爱立信的R380或诺基亚的7650，但都不对，真正的首款智能手机是由摩托罗拉在2000年生产的名为天拓A6188的手机，它是全球第一部具有触摸屏的PDA手机，它同时也是第一部中文手写识别输入的手机，但最重要的是A6188采用了摩托罗拉公司自主研发的龙珠(Dragon ball EZ)16MHzCPU，支持WAP1.1无线上网，采用了PPSM （Personal Portable SystemsManager）操作系统。龙珠(Dragon ball EZ)16MHzCPU也成为了第一款在智能手机上运用的处理器，虽然只有16MHz，但它为以后的智能手机处理器奠定了基础，有着里程碑的意义。

多核CPU

2012年下半年开始，各家手机厂商推出的主打旗舰机型多以四核处理器为卖点，多核手机似已成为主流。所谓多核手机，指的是配备双核、四核CPU的手机，最大的优势是运算速度更快。虽然看似多核手机的市场需求激增，但根据工信部发布的一份报告显示，2012年四核芯片在整体移动智能终端中的占比尚不足8%。^[1]

有了往年在PC端的处理器高频、数量之争的前车之鉴，现在很多人不看好移动处理器的数量之争。目前Android手机都在进行军备竞赛式的硬件升级，动不动就在专业测评软件上跑分来一比高下。事实上，普通消费者并不需要这么高配的CPU，高配的CPU意味着高能耗。现在包括高通、英特尔等芯片厂商更多的是在追求性能和功耗的整体平衡，而不是一味地追求CPU主频和核数了。

对于手机来说，大部分软件甚至在单核条件下都可以正常运行，与之相对应的，还是“大部分”——大部分软件都没有对多核并行做相应的设计优化。这就像是你修建了四条并行铁轨，但大部分火车都在第一条上面运行。

事实上，单纯增加CPU的核心数，并不意味着能带来性能的显著提升。如果要最大化地利用多核CPU提供的计算资源，需要同时对操作系统和现有的应用做调整。而且，多核CPU对应用性能的提升取决于同时运行多个程序或线程的能力高低。我们看看Amdahl定律就能发现，在程序有顺序代码的情况下，性能提升带来的回报会越来越少。此外，多核芯片在发热控制上比单核芯片更难。从技术角度看，一般在整个移动处理器中，CPU的处理任务最多仅占15%～20%，更多的任务是由GPU、DSP、GPS、调制解调器等其他组件完成的。因此单纯强调CPU核数是片面的解读，CPU核的质量比核的数量更为重要，决定核的质量有众多因素，如架构、制程等。

系列型号

1、德州仪器

优点：低频高能且耗电量较少，高端智能机必备CPU。

缺点：价格不菲，对应的手机价格也很高，OMAP3系列GPU性能不高，但OMAP4系列有了明显改善，数据处理能力较弱。

2、INTEL

优点：CPU主频高，速度快。

缺点：耗电、每频率性能较低。

3、高通

优点：主频高，数据处理性能表现出色，拥有最广泛的产品路线图，支持包括智能手机、平板电脑、智能电视等各类终端，可以支持所有主流移动操作系统，支持3G/4G网络制式。

缺点：图形处理能力较弱，功耗较大。

4、三星

优点：耗电量低、三星蜂鸟S5PC110单核最强，DSP搭配较好，GPU性能较强。

缺点：三星猎户双核发热问题大，搭载MALI400GPU构图单一，兼容性不强。

5、Marvell

优点：很好继承和发挥了PXA的性能。

缺点：功耗大。

6、英伟达

优点：最早上市的双核CPU，搭载的Geforce ULP面积小，性能强，功耗较低。

缺点:Tegra2因为功耗问题去掉了NEON，导致视频解码问题大，支持硬解格式少。

7.华为

优点：是2012年业界体积最小的四核A9架构处理器。他是一款高性能CPU，是华为自主设计。

缺点：兼容性不好。

厂商

高通公司首先是一个技术创新者和推动者。高通公司将其收入的相当大一部分用于基础技术研发，并将几乎所有专利技术提供给各种规模的用户设备授权厂商和系统设备授权厂商。高通公司的商业模式帮助这些系统设备和用户设备制造商以比其自行研发技术、开发芯片和软件解决方案低得多的成本，将产品更快地推向市场。此外，高通公司还允许授权厂商在其被授权的CDMA产品中使用高通公司不断增加的专利技术种类。例如EV-DO Rev A、HSDPA/HSUPA、OFDM（A）等新技术，所收取的专利费费率不高于高通公司的全球CDMA专利费费率。这为高通公司的授权厂商提供了可预测的模式。

在1985年7月，7个行业资深高管聚集到了Irwin Jacobs博士圣地亚哥的家讨论一个想法。这些梦想家们—Franklin Antonio、Adelia Coffman、Andrew Cohen、Klein Gilhousen、Irwin Jacobs、Andrew Viterbi和Harvey White决定他们想要构建“高质量通信”并制定了一个计划，这个计划最后演变为通信行业最伟大的创业成功故事之一--高通公司。

骁龙（Snapdragon）智能处理平台是美国高通公司推出的业界领先的全合一、全系列移动处理器，目前在全球范围内已支持三星、HTC、诺基亚、LG、索尼、华为、中兴等著名品牌的1000多款终端。2012年2月20日，高通正式将Snapdragon系列处理器的中文名称定为“骁龙”。

骁龙处理器平台是高度集成的移动优化系统芯片(SoC)，结合了业内领先的3G/4G移动宽带技术与高通公司自有的基于ARM指令集的微处理器内核，拥有强大的多媒体功能、3D图形功能和GPS引擎。

骁龙支持的终端产品覆盖大众市场智能手机乃至高端智能手机、平板电脑及智能电视等全新的智能终端。骁龙的优势之一在于结合了强大的应用处理性能、无线2G、3G、4G及WiFi蓝牙等无线连接，和超低的功耗能力。为了更清晰的骁龙品牌下各款处理器产品的性能和功能，2013年1月，美国高通公司宣布为骁龙处理器引入全新命名方式和层级结构——按照性能水平被划分为四个层级，分别为骁龙800系列、600系列、400系列和200系列处理器。全新的骁龙处理器系列将会延伸到更多的消费类电子产品。^[2]

骁龙处理器的优势在于结合了强大的应用处理性能和超低的功耗能力。

高通公司正在构建一个其他厂商可以用于创新的基础，以及创造可以降低产品成本的环境。高通公司的专利授权结构帮助了那些原来不生产GSM产品或更早期的模拟手机的厂商投入到开发、销售CDMA2000和WCDMA产品中来。这些新厂商的出现带来了市场竞争，降低了终端用户所要支付的成本，凭借扩展更丰富的功能和应用促进了创新，最终使消费者受益。

高通从名字看来并不像德州仪器、Intel那么响亮，可在智能手机玩家中，高通受到青睐的程度远远高于后两者。高通的骁龙处理器平台还能够兼容各种智能系统。同时高通的CPU芯片是首个能够兼容Android系统的，所以一下占据了Android手机CPU的半壁江山，Android是未来智能系统的大势所趋，高通就如同给这准备腾飞的Android加上了翅膀，前景一片光明。目前，所有采用WindowsPhone系统的智能终端都搭载骁龙处理器。

2014年4月，高通正式推出新一代移动处理平台骁龙810以及808，采用64位处理器，其中骁龙810内建Cortex-A57/A53双四核处理器，以及Adreno 430图形芯片。

2014年9月，HTC在IFA德国柏林国际消费电子展览会上发布HTC Desire 820，HTCDesire 820 采用高通骁龙615，骁龙615是高通首款8核处理器，也是高通首款64位处理器。

Adreno

Adreno嵌入式GPU为高通公司（Qualcomm）的骁龙（Snapdragon）移动处理平台提供完整的GPU处理器，是高通收购amd绘图掌上设置技术推出的移动图形处理器，分别有Adreno200、Adreno203、Adreno205、Adreno220、Adreno225、Adreno305、Adreno320、Adreno330等系列。

通过收购amd的移动图像，为高通公司提供手机的GPU的解决方案。

海思K3V2，是2012年业界体积最小的四核A9架构处理器。它是一款高性能CPU，主频分为1.2GHz和1.5GHz，是华为自主设计，采用ARM架构35NM、64位内存总线，是Tegra 3内存总线的两倍。该处理器的出现结束了中国国产手机“缺核少芯”的局面，使华为成为继三星和苹果之后第三家可以独立生产芯片的手机生产商。

德州仪器（TexasInstruments）在手机CPU市场中的地位就如同手机市场中的苹果，当之无愧的大哥级。旗下的OMAP系列处理器一直是诺基亚、多普达和Palm的御用CPU，能够兼容Linux、Windows CE、Palm、Symbian S60、WindowsMobile主流操作系统。从最初的主频为132的OMAP710，到如今主频为1.5GHz集成 ARM Cortex-A9双核心的OMAP4440型处理器，以及主频为2GHz集成 ARM Cortex-A15多核心的OMAP543x型处理器，德州仪器一直走在手机CPU发展的前列，但在2012年德州仪器宣布退出手机CPU领域。

说起Intel，大家都不会陌生，从我们认识计算机开始就对Intel耳熟能详，与在计算机业的如日中天不同，在手机CPU市场始终达不到巅峰，而且一路走来还是磕磕绊绊。从Intel的第一款PXA210上市，以其高主频、对3D效果很好的处理，赢得了不少厂商的青睐，而此后的产品在主频和处理能力上也一直提升，但由于Intel的芯片做工较高，相应的价格也比同期产品要高很多，耗电量也更大，所以市场反应也并不好，只在摩托罗拉和多普达的高端机器中才能见到PXA系列的身影，之后Intel发布了主频为624MHz的PXA272，在当时为最高主频的手机CPU，随即得到了更大厂商和用户的关注，在市场前景一片大好的时候，Intel却出人意料的将Xscale卖给了Marvell。这就是笔者为什么把Intel、Marvell放在一起介绍的原因，在收购完毕后Marvell推出了PXA 3XX系列，在很多著名的机型上都有使用，例如三星I908等。

三星的手机CPU经过几年发展已有不小的成就，其单核CPU三星蜂鸟S5PC110A是当之无愧的单核之皇，拥有不错的CPU处理能力，高性能的SGX540 GPU，以及很强的DSP协处理，重要的是它拥有单核中最高的二级缓存，使得性能能够充分发挥，

同时，三星的猎户座双核也是双核中的佼佼者，虽然不及OMAP4430，但性能也强于tegra2、msm8x60等主流双核。

苹果的A4处理器就是在蜂鸟的基础上进行改良的。

CPU的市场虽然暂时是TI、Intel、高通的三国争霸，但也不乏新生力量的渐出，这其中就包括飞思卡尔、还有PC显卡芯片的老牌厂商NVIDIA。

与三星合作的NVIDIA一样不可小视，在PC显卡芯片上NVIDIA一直是所有发烧友们的不二选择，强大的多媒体解析能力给了NVIDIA在手机方面有更大的空间，因为如今的手机系统已经越来越重视对多媒体的表现能力，这时NVIDIA的介入必将给手机多媒体能力带来质的的飞跃，如今的手机对视频最高处理能力是4K视频，今后必定会更高。

前景

最近包括德州仪器、Intel等，都推出了主频高达1GHz的CPU，在搭载高通生产主频为1GHz的TG01上市后，高通还要发布主频为1.3GHz的QSD8650A芯片组，在未来CPU的主频将会越来越高，兼容能力和运行能力也会越来越强，搭配的功能也将会更多。高通、TI、ARM的负责人都曾公开表示，手机CPU的未来潜力将比PC端更大，简单的双核是不能满足手机功能的，只有更高更强才符合所有手机用户的需要。