2011年MID主控展望

2011年MID主控展望——后A8时代与A9的到来 处理器 本帖最后由 nbnb001 于 2011.1.15 13:06 编辑

本文部分图片来自网络 部分图片和资料参考 http://www.anandtech.com/print/4098 http://www.qualcomm.com/document ... core-snapdragon.pdf

前篇 http://bbs.imp3.net/thread-894970-1-1.html

前言： 有部分网友让我更新下前篇内容，考虑到新一代处理器出来的也够多了，是该更新一下。不过新处理器的规格好多都没有公布，因此不少内容也只能凭借个人的推测写写，仅供参考了。 欢迎讨论，有错误请指正，谢谢各位

1.一些背景介绍 1.1 ARM核心 ARM核心是主控SOC中的重要部分，系统的日常应用都由ARM核心来完成，因此ARM核心的效能很大程度上跟用户体验有关。ARM公司一般用DMIPS/MHz来标称ARM核心的性能。DMIPS是Dhrystone Million Instructions executed Per Second的缩写，反映核心的整数计算能力。但Dhrystone算法代码本身比较叫，可以完全放到Cache中执行，因此反映的只是核心能力，并不能反映缓存、内存I/O性能。

能支持智能系统的ARM核心有以下几类：

ARM9：指令集ARMv5，5级流水线，1.1DMIPS/MHz ARM10E：指令集ARMv5，intel获得授权后发展的，如PXA270，PXA210系列，6/7级流水线，1.35DMIPS/MHz ARM11：指令集ARMv6，8级流水线，1.25DMIPS/MHz

Cortex-A8：指令集ARMv7-A，13级整数流水线，超标量双发射，2.0DMIPS/MHz，标配Neon，不支持多核 Scorpion：指令集ARMv7-A，高通获得指令集授权后在A8的基础上设计的。13级整数流水线，超标量双发射，部分乱序执行，2.1DMIPS/MHz，标配Neon，支持多核 Cortex-A9：指令集ARMv7-A，8级整数流水线，超标量双发射，乱序执行，2.5DMIPS/MHz，可选配Neon/VFPv3，支持多核 Cortex-A5：指令集ARMv7-A，8级整数流水线，1.57DMIPS/MHz，可选配Neon/VFPv3，支持多核

Cortex-A15：指令集ARMv7-A，超标量，乱序执行，可选配Neon/VFPv4，支持多核 × 目前只有指令集ARMv7-A的核心才能在Android2.2上支持Adobe Flash。 × Neon是什么？Neon是ARM核心附带的浮点SIMD引擎，可以把它当一个DSP用，可以把它理解为桌面CPU上的SSE，SSE2。合理的利用可以增强处理器在游戏、多媒体中的表现，当然需要软件支持。标准的Neon宽度是64bit。A9的Neon相对A8略有升级。 如果不使用Neon，就只能有CPU自带的VFP进行浮点运算。标准A8的VFP没有管线化，速度是比较低的。A9的VFP管线化后，效能有明显提升，但还是不如Neon。 × 超标量：A8 A9 A15都是超标量结构，他们具有两条流水线，一个周期可以发射最多两条指令进行执行。因此同频效能比ARM9 ARM11等高的多。

× Cortex-A5是Cortex-A家族中的小弟，功耗较低，单位功耗的效能很高，用于代替ARM9和ARM11占据低端市场。 Cortex-A15是最新发布的，作为高端产品出现，目前资料不多。

× Scropion是高通根据Cortex-A8修改的。关键的特点是同频下比A8节能30%，或者同功耗的频率高25%。 Scorpion具有部分A9的特性，如乱序执行，管线化的VFP，支持多核。此外，Scorpion的Neon SIMD引擎（高通称之为VeNum）宽度为128bit，是A8和A9的两倍，能提供更强劲的浮点运算支持，并且在不需要的时候可以关闭一半变成64bit以节省能源。总体上，Scorpion是具有部分A9特性的A8，高频率节能浮点加强版。

1.2 工艺与频率、功耗 这三者是密切相关的，当然频率与SOC的后端设计也有很大关系。 根据参考文献，45nm工艺可以比65nm节省30%的能耗。 45nm Scorpion在1.0GHz、1.2GHz和1.5GHz下的满载功耗是350mW、420mW和650mW，其中1.5GHz下已经需要加压，功耗上升更多。根据以上信息我们可以推测出

Cortex-A8虽然性能强劲，但不是省油的灯。于是新一代mid主控在45nm、55nm下动辄1.2GHz的主频，能耗有点让人担心。 当然，如果采用的GP工艺，可能会好些。同样制程的工艺，可以分为LP和GP。 LP是Low Power，降低漏电，使得芯片在闲置状态下的能耗最低。 GP是General Purpose，可以在相同的满载能耗下达到比LP更高的频率，但是闲置状态下功耗高。

国际大厂用于手机的SOC一般都采用LP工艺，以降低待机功耗，毕竟手机大部分时间都在待机。

1.3 视频的“硬解”与“软解” 在Android下，个人认为硬解就是通过芯片自带的加速器进行解码，无论用的是DSP还是硬布线的解码器。 软解就是通过软件使用ARM核心进行解码，ARM作为一个通用核心做视频解码，自然效能不会太高，并且依赖软件的算法，一般普遍使用的就是FFMPEG对ARM进行优化，调用neon等。

不过就我个人的使用经验而言，1GHz的Cortex-A8处理器，使用rockplayer，vplayer等基于FFMPEG的软件解码，只能勉强解码480p的视频。对于848×480，24分钟100M左右的RMVB视频，大部分时间都无法达到满帧，在遇到高码率的动态场景时，帧数降到个位数，会有很明显的卡顿掉帧。 在Tegra 2的A9平台上表现稍好，仍不能满帧。估计是播放软件无法完全利用2个核心，如果两个核心充分利用，解决480p RMVB应该没有问题。

总体而言，1GHz A8处理器软解RMVB基本是RK27 MP4的水平。如果你的眼睛比较挑剔，就要注意了。一些A8软解720p RMVB流畅的说法，基本都是不实际的。

1.4 3D性能与内存带宽 待补充

2楼 发表于 2011.1.14 21:36 | 只看该作者 本帖最后由 nbnb001 于 2011.1.15 13:57 编辑

2. 新一代主控简介 ==========ARM11======================== VIA WM8650 猜测为65nm工艺 ARM11 600MHz，300MHz DSP，支持720p硬件解码 256M DDR2，位宽未知 GPU未知

VIA的新一代芯片，WM8505的升级版。ARM核心从ARM9 300/400MHz升级到ARM11 600MHz，并且能进一步提升到800MHz，性能基本达到RK2818和TCC8902的水平。视频能力从基本没有提升到720p硬件解码，虽然相对TCC的1080p解码有差距，但也达到了RK28的水平。 软件方面，终于提供了Android 2.1的支持，相比上一代的WM8505只能支持Android 1.6有了进步。但是在A8/A9主控搭载Android 2.2/2.3逐渐普及的趋势下，这款方案又将过时，只能作为低端入门的选择。据报道，售价将在550元以下。

==========Cortex-A8======================== Freescale i.MX515

65nm工艺，其中ARM核心为GP工艺，视频解码部分为LP工艺 Cortex-A8 800MHz， 256K L2 Cache 512M DDR2，32bit 视频子系统：硬解 多格式，H.264，VC-1,MPEG4，RV最高720p（大部分开发商都没做RV的硬解支持），实测可播放部分1080p视频 GPU： Adreno 200（AMD Z430) 三角形生产率：27M 像素填充率：166M

当然，i.MX515不算什么新芯片了，鉴于其产品上市不久，就一起说说吧。国内的515产品基本都是山寨产品，似乎缺乏原厂支持，开发都靠山寨开发商。于是就有固件保密啊之类的新闻，一旦山寨开发商转向RK2908，后续支持也让人担心。GPU性能虽然很一般，但与高通手机芯片的GPU一致，软件支持度不错，但由于山寨平板采用了800*600的分辨率，这方面可能存在一定的兼容性问题，此外游戏中重力感应等也需要一定的调试。视频能力除了缺少RV硬解，其他够用。Android 2.2系统配合A8核心在网络浏览和Flash支持上都问题不大。但目前山寨产品的续航还存在问题，使用和待机时间较短。此外软件上的bug也不少。 随着新一代的S5PV210，RK2908和TCC8803上市，此方案的产品将进一步进入千元以内，成为最低价的A8产品。

Rockchip RK2908

55nm工艺，猜测为GP Cortex-A8 1GHz/1.2GHz， 512K L2 Cache 512M DDR2/DDR3，猜测为32bit 视频子系统：硬解，猜测为Ceva MM3000 多格式，H.264，VC-1,MPEG4，RV，AVS，VP8最高1080p

GPU： Vivante GC800（有待确认） 三角形生产率：最高60M 像素填充率：未知，推测600M

最近红红火火的RK29，瑞芯微没少打广告，大有秒杀高通苹果之势。瑞芯微宣传的亮点，就是高主频A8核心，1080p以及WebM视频支持以及高性能的GPU。总体来说，芯片规格还是很不错的。

自然，凭借1.2GHz的高主频，得分比1GHz的产品高是正常的。不过呢，在三星、TI等厂家使用45nm工艺制作的芯片，标称频率普遍为1GHz的情况下，RK的55nm芯片能标称1.2GHz，想必是用了GP工艺才能到如此高的频率，尽管如此，相信功耗的代价同样也不小。好在RK29是主攻MID市场的，MID不像手机有大量的时间在待机，牺牲点待机功耗也问题不大。只是如果上市芯片个个加压跑1.2GHz，我想功耗方面有所牺牲，对于55nm的RK29来说，1GHz还是比较合适的频率吧。

RK29支持VP8 WebM。能支持这个编码的视频模块，一是google自家的On2的视频解码硬核，另一家是Ceva的MM3000。考虑到RK29还标称支持AVS，那么只剩下Ceva MM3000了。想起RK28用的Ceva MM2000，这次继续用Ceva的视频解码可能性也是挺大的。