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电脑爱好者骁龙865为啥最厉害？CPU和GPU架构了解下


手机的“心脏”只有指甲盖大小 ， 但凭借着高集成度的SoC身份 ， 这种芯片却完美诠释了“麻雀虽小五脏俱全”的定义 。

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如果说指令集架构和制程工艺决定了SoC的天赋（详见《硬核科普！为啥说SoC的性能取决于架构和工艺？》） ， 那SoC的直观战斗力则全看CPU+GPU模块的规格了 。 骁龙865之所以是Android手机圈综合性能最强的SoC ， 就是源于其集成的GPU更加强悍 。

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接下来 ， 我们就将SoC分解 ， 并先来看看影响其绝对性能的这两个关键模块 。
CPU：性能基石
在SoC的组成部分中 ， CPU是最关键的核心单元之一 ， 我们可以将它理解为PC上的酷睿处理器 ， 而它的强弱主要受到以下几个参数的影响 。
手机专用的SoC都属于“ARM处理器” ， 而ARM公司与芯片厂商的合作则存在3种形式：
原生Cortex-A系列架构
ARM公司平均每年都会推出全新的“原生”（公版）架构 ， 包括性能级的Cortex-A7x ， 以及效能级的Cortex-A5x ， 前者可以作为CPU中的“大核” ， 目前SoC正好处于Cortex-A76向Cortex-A77之间的过渡阶段 ， 2020年中旬ARM还将祭出Cortex-A78架构 。

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Cortex-A架构版本越高 ， 性能越强
后者则属于CPU中的“小核” ， Cortex-A73或更早期的大核都会与Cortex-A53搭配 ， 从Cortex-A75开始则与Cortex-A55“联姻” ， 短期内ARM还没有更新效能级核心架构的计划 。
基于Cortex的半定制化架构
芯片商在拿到ARM原生Cortex-A的架构后 ， 可以对其进行一定程度的改造 ， 从而实现更高性能、更多功能或更低功耗 。

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高通旗下的骁龙SoC总会采用名为“Kryo”的核心架构 ， 而它们就都是基于原生Cortex-A架构半定制化而来 ， 业内人士还习惯将这种形式称为“魔改” 。
华为从麒麟980开始 ， 包括最新推出的麒麟820 ， 也是主打Cortex-A Based ， 理论上也是一种半定制化的魔改 。
基于指令集的自研架构
如果芯片商只凭借ARM的指令集授权 ， 并在此基础上研发芯片 ， 则可被归类到“自研”架构 。
比如骁龙820采用的Kryo核心、三星猫鼬（Mongoose）核心、苹果从A5往后的SoC就都采用了在ARM指令集基础上的自研CPU架构 。

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从ARM授权的成本角度来看 ， 采用原生架构的授权费用最低 ， 魔改次之 ， 基于指令集的授权最高 ， 而且芯片商想在ARM指令集基础上加以定制优化以形成自己独特的设计 ， 还需要强大的研发实力 ， 所以目前只有苹果、高通和三星有所涉猎 。
从性能的角度来看 ， 不同时期的架构之间则存在明显的性能压制 ， 比如Cortex-A77天生就比Cortex-A76更强 ， 但同一时期的原生、魔改和自研架构之间的差异其实并不大 ， 主要还是受制于核心数量、多丛集和最高主频方面的影响 。
多丛集设计
我们都知道Cortex-A7x性能比Cortex-A5x更强 ， 为什么没有SoC采用全部由Cortex-A7x打造的多核处理器？
答案很简单 ， 高性能的背后就是高功耗 ， 为了让智能手机可以具备至少一天一充的续航底线 ， 手机SoC必然要采取“大小核”（Cortex-A73之前称Big.Little ， Cortex-A75之后为DynamIQ Big.Little）的搭配策略 。


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