为什么骁龙865最好？了解CPU和GPU架构

手机的“”只有指甲的大小，但由于其高度集成的SoC身份，该芯片完美地诠释了“具有完整内部器官的小麻雀”的定义。

如果指令集的体系结构和处理技术决定了SoC的才能（请参阅“核心科学！为什么SoC的性能取决于体系结构和技术？”），那么SoC的直观战斗力就取决于CPU + GPU。模块启动。 Snapdragon 865之所以成为Android手机界最强大的SoC，是因为其集成的GPU更强大。

接下来，我们将分解SoC，并研究影响其绝对性能的两个关键模块。

***** CPU：性能的基石*****

在SoC组件中，CPU是最关键的核心单元之一。我们可以将其理解为PC上的核心处理器，其强度主要受以下参数影响。

专用于手机的SoC都是“ ARM处理器”，ARM与芯片制造商之间存在三种合作形式：

原生Cortex-A系列架构

ARM每年平均会发布一种新的“本机”（公共版本）架构，包括性能级别的Cortex-A7x和性能级别的Cortex-A5x。前者可以用作CPU中的“大核心”。 SoC恰到好处在Cortex-A76和Cortex-A77之间的过渡阶段，ARM还将在2020年中期提供Cortex-A78架构。

Cortex-A架构版本越高，性能越强

后者属于CPU中的“小型内核”。 Cortex-A73或更早的大型内核将与Cortex-A53匹配。从Cortex-A75开始，它将与Cortex-A55“结婚”。在短期内，ARM尚未计划更新性能级别的核心体系结构。

基于Cortex的半定制架构

芯片供应商获得ARM的原生Cortex-A架构后，可以对其进行一定程度的修改，以实鱼草865都是三个集群的代表。不同之处在于前者使用“ 2 + 2 + 4”（2×A76 + 2×A76 + 4×A55），而后者则使用“ 1+ 3 + 4”（1×Kryo 585 + 3×Kryo 585 + 4×Kryo 585），即三核配置策略：大核+中核+小核。

很自然，不考虑功耗，大型内核架构越先进，数量越大，性能越强。

Snapdragon 865的三集群设计

但是，实际上，当SoC全速运行（玩游戏）时，由于过热，CPU触发降频机制非常容易，这会导致性能急剧下降和停顿。

因此，“ 2 + 6”双集群设计和“ 1 + 3 + 4”或“ 2 + 2 + 4”三集群设计正逐渐成为主流。

操作频率

CPU的性能，除了受核心体系结构和多集群设计的限制外，工作频率的影响总是更为直接的。

我们都知道Cortex-A77架构要比Cortex-A76架构更强大，但是MediaTek 1000L刚在2019年底开始量产（大内核是Cortex-A77）， CPU性能不如2018年底推出的麒麟980（主要核心是Cortex-A76）。

原因很简单。联发科技1000L大型内核的主频率仅为2.2GHz，而麒麟980的主频率高达2.6GHz。较高的主频率足以弥补内核架构和大内核数量的缺点。

在具有相同SoC的手机之间，散热设计越好，手机性能通常就越强

因此，对于同期内相同级别的SoC，CPU频率较高的人通常更容易获得性能优势。当然，前提是手机本身的散热设计必须出色，以便CPU可以长时间以最高预设频率运行。

***** GPU：游戏引擎*****

GPU是SoC的单元，在重要性上仅次于CPU。我们可以将其理解为PC上的独立显卡。手机可以支持多少高分辨率，刷新率以及多少帧？ ，几乎所有人都需要看一下GPU的外观。

GPU品牌

SoC中的CPU单元与ARM唯一不同。其集成的GPU单元尚未统一世界。 Android手机领域处于“三国”模式-高通的Snapdragon SoC均与自己的Adreno品牌GPU集成在一起，华为/三星SoC支持ARM推出的Mali品牌GPU，而联发科经常“踩两船” ”。涉及ARM Mali GPU和Imagination的PowerVR GPU。

据报道，三星已与AMD携手。未来，Exynos SoC可能会集成AMD授权的RDNA架构GPU，而华为也正在开发一个自行开发的GPU项目。

核心架构

就像ARM CPU架构一直在升级一样，各种品牌的GPU也将每1-2年完成一次迭代。

其中，高通Adreno GPU刚刚完成了Adreno 500到Adreno 600的全面升级，从低端的Snapdragon 665（Adreno 610））到最新的顶级旗舰Snapdragon 865（Adreno 650））， Adreno 6x0中的“ x”数字越大，性能越强。

ARM Mali品牌高端GPU正在从Mali-G76（与Cortex-A76 CPU匹配）过渡到Mali-G77（与Cortex-A77 CPU匹配），并且中端GPU将很快从Mali升级。 -G52到马里-G53。

ARM Mali GPU的开发路线

从总体上看，Mali-G7x绝对优于Mali-G5x，并且“ x”数字越大，性能越强。 Imagination GPU将很快从第九代（PowerVR9））过渡到第十代（PowerVR IMG A）。考虑到本系列中的GPU数量相对较少，在本文中我们将不再赘述。

如果您想了解更多有关手机GPU和相关技术的历史，请参阅“哪个是最强大的手机处理器GPU？”。阅读本文后，您将理解！ “这篇文章。

计算机单元

实际上，许多GPU使用相同的核心架构，但是它们的GPU性能却大不相同。

例如，Snapdragon 675（Adreno 612）和Snapdragon 730（Adreno 618））与Adreno 61x系列GPU集成在一起，麒麟990和Exynos 980也与Mali-G76 GPU集成在一起，但是它们的3D性能两者之间是不一样的。

DIY用户知道PC领域中的独立显卡将根据“流处理器”的不同数量进行分类。

对于移动电话SoC中的GPU也是如此，但是术语“流处理器”在这里有所不同。高通Adreno GPU被称为“ ALU”，ARM Mali GPU被称为“ Shader Core”。我们习惯将它们统称为“计算”单元。

以麒麟990和Exynos 980为例。前者为Mali-G76 GPU配备了16个计算单元，即Mali-G76MP16，而后者只有5个计算单元，即Mali-G76MP5，因此，麒麟990的3D性能至少是Exynos的2到3倍。 980。

图形界面

在3D游戏的开发中，API图形界面越先进，GPU的执行效率就越高。

如果手机GPU恰好支持此API，则可以最大程度地避免“负优化”，并且有可能实现“跨越式挑战”。

手机SoC GPU支持的API主要是OpenCL，OpenGL，Vulkan和DirectX。目前，它们的最新版本是OpenCL 2.0FP，OpenGL ES3.2、Vulkan1.1和DX12。 ，许多最新的GPU都添加了对多神经网络的优化，可以与NPU单元配合以进一步加速AI操作。

自2018年底以来，许多播放“王者荣耀”的中端手机也可以启动60FPS模式，并且比同期的旗舰级别更加流畅。这是因为该游戏推出了Vulkan API的优化版本，可以进一步释放新的GPU Full潜力。

操作频率

像CPU一样，GPU的优势不仅是架构，而且是工作频率。联发科技Helio G90、Snapdragon 730和Snapdragon 765是最具代表性的SoC。它们都有一个后缀为“ G”的模型，并且通过增加CPU和GPU的频率获得了更强的性能（表2）。

如果您只关注绝对性能，则可以在这里结束。

当我们看到一个陌生的SoC时，我们首先可以看一下处理技术。如果可以使用7nm或7nm + EUV，则意味着它具有更多的节能功能。

查看CPU架构和时钟速度。 Cortex-A77和Kryo​​ 500内核代表了当前架构中最强大的声音。当CPU时钟速度高于2.6GHz时，它将具有旗舰级的CPU性能。如果低于2.，则4GHz为上中间。

如果您喜欢玩游戏，则需要查看其GPU是Mali-G7x还是Mali-G5x，并计算计算单元的数量。越多越好。

但是，移动电话不仅限于跑步成绩和玩游戏。除了追求更强的性能外，它在日常应用程序环境中的性能通常比绝对性能更为重要。例如，基带，DSP，ISP等单元。如果您对他们的角色感兴趣，请关注CFan的后续报告。

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