【導讀】用幾核來區(qū)別手機是常見的。然而，CPU核心數(shù)量能夠衡量手機性能確信無疑，但并不絕對。實際上，比起CPU，片上系統(tǒng)SoC更加精準。SoC是微小的系統(tǒng)，是整個系統(tǒng)運作的核心。
在整個“處理器”中，CPU部分只占芯片面積的15%，其他85%則被圖像處理器(GPU)、數(shù)字信號處理器(DSP)、調(diào)制解調(diào)器(Modem)、導航定位、多媒體等等芯片或者模塊占據(jù)。
CPU：手機的大腦
如果把SoC比作人體，CPU就是整個SoC的大腦。CPU的正式稱謂是“中央處理器”，你開口問朋友“你的手機是幾核的?”指的就是這個部分。CPU是一塊超大規(guī)模的集成電路，也是手機的運算核心和控制核心，它占的面積比例不大，卻承擔了最重要的功能。
大家最常問的那句“你的手機是幾核的?”指的是CPU核心的數(shù)量。現(xiàn)代CPU早就脫離單打獨斗的時代了，把很多個處理器集成到一個芯片里面，讓各個處理器并行的執(zhí)行不同的任務，提升處理器速度，這就是現(xiàn)代多核處理器的基本思想。目前的手機處理器有雙核、四核、八核等多種形式。
核心數(shù)量的多寡在一定程度上可以體現(xiàn)性能，但事情沒有這么絕對，除了核心數(shù)量，單個核心本身的“質(zhì)量”也非常重要，這就牽涉到另外的概念：架構(gòu)、緩存、頻率。
不同的架構(gòu)有著不同的性能和功耗，要具體講清楚各個架構(gòu)之間的區(qū)別，本文的篇幅就岌岌可危了，此處不多費口舌。你只需要知道：CPU只是整個SoC的一小部分，核心數(shù)量又是CPU眾多性能指標的一小部分，核心數(shù)量的多寡不代表CPU的最終性能，更不能代表整個SoC的性能。
對了，衡量手機CPU還有另一個重要指標——能耗。手機電池容量有限，省電是每個手機CPU的必修課。
GPU：速度超快的畫師
實際上，不管是2D還是3D游戲，它們多多少少都跟手機的GPU離不開干系。哪個部件在手機SoC里霸占的面積最大?告訴你吧，也是GPU(Graphic Processing Unit，圖像處理單元)，GPU負責手機上絕大多數(shù)圖形的渲染，你平常玩兒的那些手機游戲，大部分都靠它來處理，你可以把它想象成一名速度超快的畫圖師。
最開始，手機的GPU還是一個很簡單、很無關(guān)緊要的組件。像蘋果的第一代iPhone，諾基亞一些采用Symbian系統(tǒng)的智能手機，它們的GPU，無論功能還是性能都相當“可憐”。但隨著技術(shù)的發(fā)展，GPU在SoC中的地位迅速膨脹，其體積甚至超過了CPU，霸占了一大塊地盤。
為什么GPU會變得越來越重要?看看你手機上越來越大的屏幕就知道了——分辨率從最早的VGA(640×480)一路進化到了現(xiàn)在的 1080p(1920×1080)，甚至2K(2560×1440)，GPU需要渲染的圖形像素多了好幾十倍，功能和性能自然也是水漲船高。
隨著功能和性能的進化，現(xiàn)在GPU能完成的已經(jīng)不僅僅是圖形處理工作了，它甚至還“搶”了CPU一些活兒來干。安卓系統(tǒng)從4.0到4.1那次著名的“黃油進化(Project Butter)”，就是讓GPU承擔系統(tǒng)界面的渲染工作，讓整個系統(tǒng)界面變得更加流暢、絲般順滑。
GPU特別適合處理大規(guī)模并行的數(shù)據(jù)，因為圖形計算本身就是一種大規(guī)模并行處理。現(xiàn)在安卓系統(tǒng)中許多圖形之外的任務都交給了GPU，例如網(wǎng)頁渲染，你覺得用起來速度特別快的那些瀏覽器，它們渲染網(wǎng)頁十有八九就用到了GPU。
在未來，隨著擴增現(xiàn)實等虛擬視覺技術(shù)的大行其道，GPU會承擔更多通用處理的任務，它跟CPU之間的關(guān)系也會越發(fā)微妙，用一句形象點的話來說就是：CPU做管理，GPU當苦力。 我們預計，GPU在整個SoC里的地位還會看漲，是一支優(yōu)秀的潛力股。諸位下一次夠買手機的時候，千萬記得關(guān)注下它的GPU哦。
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DSP：處理數(shù)據(jù)的專家
為什么有些手機攝像頭用起來反應遲鈍，有些手機的攝像頭卻快如閃電?除了軟件優(yōu)化的功力，手機攝像頭背后還站著一名功臣——DSP。是另一個關(guān)鍵的處理組件，它的性質(zhì)與GPU有些類似：專門處理那些超大規(guī)模、并行的數(shù)據(jù)，最典型的兩個例子就是：手機攝像頭所拍攝的圖像，以及手機播放器里五花八門的音效。
可不要小看了這兩個看似簡單的任務，現(xiàn)在手機搭載的攝像頭像素都高得嚇人，連拍速度動則10fps、20fps，如果沒有DSP，短時間內(nèi)大量的圖像數(shù)據(jù)足以把一個四核CPU塞滿，讓你的手機完全干不了其它事情。
正是因為有了專門的DSP，我們才能在手機攝像頭上享受越來越高的像素、零快門延遲、面部檢測以及高級后處理(如對象移除和克隆)等功能。與 CPU、GPU的不同在于，DSP的任務更加專注、單一。DSP沒辦法勝任CPU、GPU的全部任務，但在它自己擅長的圖像、音效處理中，它運行時的 功耗要比CPU和GPU低得多，所以我們把DSP稱作“數(shù)據(jù)處理專家”。
基帶/射頻前端：手機的耳朵和嘴巴
進入3G/4G時代之后，只要連上移動網(wǎng)絡，似乎任何一臺手機都能毫無壓力下載大量圖片、觀看高清視頻，但在2G時代，事情可沒這么簡單。你能這么輕松的刷微博、刷朋友圈、在線購物。完全是手機基帶芯片和射頻前端進化的功勞。如果把手機比作人體，集成手機SoC里面的基帶芯片，加上外置的射頻前端，就是人的耳朵和嘴巴，它們負責手機與外界的通訊。
基帶芯片又稱Baseband，它最主要的功能就是調(diào)制收發(fā)信號。具體地說，在你給人打電話時，基帶芯片把你的聲音信號編譯成用來發(fā)射的基帶碼，傳輸給基站;而在其他人向你打電話時，基帶芯片把收到的基帶碼解譯為音頻信號，然后通過揚聲器發(fā)出來。到了3G/4G時代，基帶芯片還要負責大量網(wǎng)頁、圖像和視頻信息的編譯——對于基帶芯片來說，這些東西最終都會變成信號。
由于調(diào)制信號的過程實在是太過復雜，基帶芯片內(nèi)部儼然是一個自己的小王國，它有自己的CPU、自己的信道編碼器、自己的DSP、自己的調(diào)制解調(diào)器和接口模塊。
與基帶芯片搭配工作的模塊叫做射頻前端(RF)，它負責信號的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換工作，同時還要負責信號的放大。基帶芯片和射頻前端一起工作，共同決定了手機的通訊制式。你的手機是3G還是4G?能兼容聯(lián)通、移動還是電信的網(wǎng)絡?這些都是由基帶芯片+射頻前端說了算的。
除了支持眾多通訊制式，優(yōu)秀的基帶芯片還必須能具備把不同頻段“揉合”到一起的能力，因為不同運營商的頻譜資源實在太分散了。例如，中國移動的4G 網(wǎng)絡總共擁有130MHz的頻譜資源，頻段卻分散成了三個，分別是：1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。在手機工作的時候，通訊模塊得把這三個不同的頻段整合到一起，模擬成“一個頻段”進行通訊，這樣才能保證最快速度，我們把這種功能稱為“載波聚合”。打個形 象的比方，載波聚合技術(shù)相當于一個閥門，把很多根分散的小水管湊到一起，最終形成一股充沛的大水流。
另外，新一代手機還流行一個趨勢：把一切與信號相關(guān)的部分都交給基帶芯片來管理。例如GPU信號、WiFi信號、藍牙信號。在以前，手機每添加這樣一個連接功能，就需要多裝一塊芯片。現(xiàn)在它們都交給基帶來管，就能節(jié)約不少成本，耗電也會大大降低。
如何判斷一款手機SoC中基帶芯片的技術(shù)水平?你完全不用強迫自己記住那些晦澀的技術(shù)名詞，只要看它的功能就夠了——支持多少種4G制式?兼容多少網(wǎng)絡頻段?支不支持WiFi 802.11ac?利用排除法一一篩選，你會發(fā)現(xiàn)最終的選擇所剩無幾。
多媒體引擎：口袋里的影院
兩三年前，要播放1080p的藍光影片，你還的專門花錢去買上一臺藍光播放器。現(xiàn)在，你只需掏出手機輕點屏幕，就能播放高畫質(zhì)的1080p視頻，是不是很神奇?這很正常，因為你的手機SoC里，有一顆強大的多媒體引擎，它已經(jīng)把視頻編解碼的活兒都包辦了。能流暢解碼1080p分辨率的H.264視頻已經(jīng)是新一代手機SoC的標準配置，你無根本需擔心背后的碼率、分辨率問題，這些都是多媒體引擎的功勞。
傳感器中心：時刻待機的綠色管家
還記得蘋果在iPhone 5s發(fā)布會上大肆宣傳的那塊“M7協(xié)處理器”嗎?在主處理器(CPU)保持休眠的情況下，它能替代執(zhí)行一些低數(shù)據(jù)量、長時間運行的任務，從而大大降低整個SoC的功耗。
電源管理：節(jié)能總管
處理器要省電，科學的電源管理當然少不了。這里的電源管理可不是Google Play上下載的那些免費軟件，而是實實在在的硬件電路，它集成在芯片里，是SoC的一部分。
總結(jié)
談及手機性能，CPU總是被強調(diào)，但是其他的元器件就被忽略了，實際上，SoC是由大量不同組件互相合作組成的系統(tǒng)，相比CPU獨立的個體，很多歌不同組件發(fā)揮的作用是不可小覷的。
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