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技術分析第3期:三星獵戶座Exynos晶片

憑藉i9100的強勁表現,其搭載的三星自家研發Exynos獵戶座晶片也聲名大噪。這篇文章將為大家介紹一下Exynos晶片系列的技術優勢、發展歷史以及未來前景。



三星向來有為自家設備研發處理器的歷史,一些晶片也用在其他品牌的設備上,例如蘋果前三代iPhone。在2011年2月,三星正式將自家處理器品牌命名為Exynos。經常看到Exynos和獵戶座這兩個名詞被放在一起講。實際上該系列晶片的開發代號為Orion,中文就是獵戶座的意思。而Exynos是其正式代號,由兩個希臘語單詞組合而來:Exypnos和Prasinos,分別代表“智能”與“環保”之意。


智能與環保

在認識Exynos家族之前,首先我們來對一些常見的術語進行解釋。

CPU製作工藝:

通常我們在看到處理器的描述的時候會看到類似“90nm制程”、“45nm制程”、“32nm制程”這樣的字眼。其中“nm”即納米(千分之一微米),在這裏指的是生產晶片時的精度,精度越高,數字越小,工藝也就越先進。在同樣的材料中可以製造更多的電子元件,連接線也更細,CPU的集成度自然更高,功耗也會隨之變得更小。目前三星的Exynos 4210採用的是45nm制程,也是目前的行業領先水準,而下一代產品Exynos 4212將採用32nm制程,更加先進。


“nm”前數字越低越先進

ARM與Cortex-A9:

當今手機市場上,我們經常聽到高通、德州儀器(TI)、NVIDIA等晶片製作商,但是每次說起這些牌子的晶片的時候,總免不了把他們和“ARM”、“Cortex-A9"這些字眼放在一起講。這是因為雖然上述幾個廠家能夠自己設計生產處理器,不過他們設計生產的處理器全都是根據ARM處理器核心架構發展而來。與之相對應的,英特爾也有自己的X86構架,在PC上更為流行。而NVIDIA的CEO黃仁勳在一次接受採訪時則曾經說過:“X86只適用於PC,移動設備是ARM的天下!”

目前ARM在移動設備市場上主要有幾種構架,一種是ARM11,於2003年發佈,技術相對較老,主要針對低端晶片,例如HTC的G1的CPU就是採用ARM11架構。而ARM Cortex-A8和Cortex-A9架構就更加先進。蘋果在iPhone 4上使用的A4晶片就採用了Cortex-A8架構。而三星基於Cortex A8架構設計的“蜂鳥”處理器採用了45nm的製造工藝,頻率也達到了1GHz,也是Cortex A8目前的一個極限頻率。


Cortex

而Cortex-A9則是代表著目前領先水準的架構,蘋果在iPhone 4S中的A5晶片也用上了Cortex-A9架構。由於有著比Cortex-A8更為先進的執行引擎,即使在同樣的頻率之下,Cortex-A9架構也要比Cortex-A8架構有著更強的運算能力。據ARM公司提供的數據,主頻1GHz的Cortex-A8可以提供2000 DMIP的處理能力,而相同頻率的Cortex-A9則可以達到2500 DMIP。

這還沒完,三星目前正在開發Exynos 5250,就目前放出的資料來看,這款晶片將採用Cortex-A15架構,看數字就夠驚人了……不過我們現在還是先進入Exynos家族看看吧,待會兒會聊到它的。

Exynos前身

三星之前的處理器型號夾雜字母和數字,比較複雜難記。性能也是非常不錯,有些還直接就用在了其他大品牌的設備上,其中比較有名的是S5PC100,用在了iPhone 3GS和第三代iPod touch上,至今仍在發光發熱。採用Cortex-A8架構,主頻為667MHz,但是遇到大程式會自動超頻至833MHz。



而在Exynos這個品牌推出之後,有一款晶片被“追封”了Exynos 3110的名號。它就是S5PC110。這款晶片採用Cortex A8架構,被用在了Nexus S,魅族M9,三星GT-S8500 Wave等手機上面。也是Exynos系列中唯一一款單核的晶片。

現狀——4210風光無限,4212蓄勢待發



Exynos 4210作為目前市面上性能最強大的處理器,使用它的機器好像來頭都不小,首先自然是三星“蓋世兔”Galaxy S II。之後轟動一時(現在也是很紅啦)的三星Galaxy Note也採用了這枚處理器。而去年底發佈的魅族MX也同樣採用了這枚CPU,令人驚訝的是,在跑分環節,魅族MX零售版跑贏了當時市面上所有手機(下圖第一名那貨不是手機,是一四核平板),在感歎之餘,別忘了它裏面那枚4210的貢獻。


Exynos 4210設備們實力強勁

Exynos 4210採用了45nm制程以及先進的ARM Cortex A9構造,在目前市面上的晶片中也是豪華配置。而比起前作Exynos 3110),Exynos4210是一個真正的飛躍:3D性能上388fps完爆前作的95fps,記憶體帶寬上也從前作的3.2GB每秒直增一倍變為6.4GB每秒,號稱目前市面上帶寬最高的處理器。

而Exynos 4212將在4210的基礎上再加改進:首先制程變為32nm,比起之前的45nm能夠節省超過50%的能源。其次,雖然同樣為Cortex-A9架構,但4212主頻升至1.5GHz,比起4210更為強勁,3D性能約為後者的2倍,可用在手機及平板電腦上。


Exynos 4212處理器

不出意外的話,4212將會慢慢取代4210,成為三星手機的首選。




未來——更加強勁,更多平臺

在未來,Exynos可能會來得更兇猛。就目前已知下一代晶片Exynos 5250的性能來看,數據是很恐怖的:包含兩個Cortex-A15構架的核心,最高頻率可達2GHz,採用32nm制程,14000 DMIPS的計算能力比現有的1.5GHz雙核晶片還要再高出將近一倍,3D性能則是現有產品的4倍。此外還支持超高清分辨率2560 x 1600,達到了目前最高的WQXGA水準。



而這塊強大的晶片也離我們不太遙遠,三星稱將在今年的第二季度開始量產這枚晶片。從這個性能及數據來看,屆時將不一定會在手機上使用,更有可能用在高清平板電腦、智能電視甚至上網本上。而微軟最新的Windows 8系統近日也傳出不會單獨利好英特爾處理器的消息,這不禁讓人聯想,如果將來微軟的系統配合三星強大的硬體實力,會碰撞出什麼樣的火花?
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