手机CPU的架构与原理的基础知识介绍

手机CPU的架构与原理的基础知识介绍

CPU是手机上面最复杂，最贵的Soc（芯片），担任的也是手机中大脑的位置，是手机跑分性能的决定性硬件。智能手机发展到今天，各大手机CPU厂商也从春秋战国逐渐到了现在四国鼎立的时代（高通，MTK，三星，苹果A系列）。当然最大的CPU厂商还是Intel，只不过intel的主力是在x86架构的处理器,主打PC与服务器产品。而我们今天的主角还是ARM架构的移动端处理器（手机CPU)。

一、我们先来看看手机CPU中的分类：

AP应用处理器：

手机CPU中最主要的一部分，手机的系统运作还有APP的运行，靠的都是AP应用处理器。例如：苹果A9处理器指的就是AP。

BP基带处理器：

其实很多玩家都只听过基带这个东西，但不知道这个到底是什么。基带处理器管理的是手机一切无线信号（除了wifi，蓝牙，NFC等等），一款手机支持多少种网络模式，支持4G还是3G，都是由基带部分决定的。BP做的最有名的是高通，其实高通发家靠的就是优秀的BP基带处理器，而不是AP应用处理器。

可能大家对高通的BP没有什么印象，这里我就跟大家举几个使用高通BP的手机。iPhone4到iPhone6sp全系列手机都是使用高通的BP（这些手机都是我亲手拆解过的，iPhone3Gs等等我不能肯定是不是高通的BP），还有全部3G版的iPad，加上三星这几年的旗舰也是都是使用的BP，还有大量使用高通CPU的手机产品也都是使用高通的BP。那么高通在BP领域的是什么地位就不用我说了。

CP多媒体加速器：

其实每个厂商对CP都有不同的名字，比如苹果把它叫做协处理器，高通820叫做“低功率岛”。在早期CP只用于解码视频和处理音频等等简单任务。

但是各大厂商发现，CP的性能其实也可以很高，于是开始处理的东西越来越多。现在的CP已经可以处理虚拟现实，增强现实，图像处理，HIFI，HDR，传感器等等。

二、手机CPU核心数真的越多越好吗？

从2011年英伟达发布一款双核手机CPU开始，手机CPU的核战就爆发了，到之后的4核，8核，10核。甚至intel向外界展示过80核的处理器原型，但至今没有能利用这一处理器的系统。

在这里我可以很明确的告诉大家核心数越多肯定不代表更加好。现在ARM架构性能最好的处理器是苹果的A9X（iPad Pro使用的处理器），但是A9X只是双核CPU而已。

那么为什么一些双核CPU的性能都要比那些所谓8核的CPU要好了。因为CPU运算逻辑部件的面积大小决定了CPU晶体管的数量（下图白灰色部分）。下图就是三星猎户座7420和苹果A9的大小对比图，我们不难发现苹果A9双核CPU运算逻辑部件的面积比三星8核还大，这就代表这A9的晶体管数量比三星7420要多。正是这样才使得A9比7420的性能好很多。

那么这样说多核心就没有好处了吗？

当然不是，多核心比在多任务处理和功耗方面确实会表现的更加优秀。但是很多时候我们真的需要8核吗？苹果告诉我们，不管安卓怎么样，反正ios双核心就足够了，这和ios的运用后台处理机制是有很大关系的（ios在运行大量APP之后就会把之前的APP关闭）。

但是不爱关闭后台的安卓需要多少核心才行了？我想骁龙820已经告诉了我们，4核就已经够了。

三、ARM架构和X86架构的区别：

ARM架构：

ARM架构使用的是精简指令集，我们可以把它看成一辆汽车，在之前一直都是低功耗的代名词。

X86架构：

X86架构使用的是复杂指令集，我们可以把它看成一架飞机，在之前一直都是高性能的代名词。

最开始也是因为低功耗，所以移动端的设备，都是使用的ARM。但是随着移动端的高速发展，ARM架构的处理器的性能也开始变得原来越强大。

那么ARM架构的CPU对比PC端的CPU实际运行起来到底有什么区别了？

比如一条指令来了，要把一个货物从北京运送到上海，这个时候我们会发现飞机必须快过汽车，但是如果另一个指令是要把一个货物从街头运到街尾了？这个时候，飞机发现，它要想做到基本是不太可能，这个时候只有在增加一条新的指令集（相当于要重新制作一架大小适合的飞机了）。

但是随着移动端设备的高速发展，ARM架构的性能已经变得越来越强了，ARM架构的性能超过X86架构已经只是时间问题了。

CPU的里面的学问很多，今天我就只写出以上三点，都是比较有用的干货，希望对小白的朋友有所帮助。其实决定手机CPU性能的决定性因素主要由：核心、主频、工艺、GPU等多方面决定，并不是单个方面强，性能就一定强。