盖棺定论 2013年手机处理器终极指南
放松一下。在微博上曾经流传着一个段子:高铁停电了,第一批人在寂寞中抬起了头,那些都是苹果用户。紧随其后,Android用户也抬起了头,忧郁地看着窗外,而此时,诺基亚的用户还在用手机放着月亮之上。这当然不是吐槽现阶段手机续航的唯一段子,还有一个段子说的是,每一个用Android手机的男人一定都是好男人,因为他们必须每晚准时回家——充电。不可否认的,强大的性能,带来的副作就是不强大的续航,这已经成了很多手机玩家心头挥之不去的痛。指望电池技术一朝突破不太现实,那么唯一的办法就是想办法尽量少用点电。第一回合里我们介绍了工艺,很显然,Exynos 4 Quad、Tegra3、APQ8064采用了三种不同的工艺,自然也会产生不同的功耗。大家都说自己很省电,因此我们只好用测试来决一高下了。
频率和功耗相关性曲线
这一节的功耗测试主要来源是互联网,因此对于数据本身是否足够精确、足够公平,各位可以不用太过于考究,权当定性研究吧。
首先是Tegra3,因为nVIDIA比较慷慨,在Tegra3的白皮书中给出了功耗对比。Tegra 3的整个CPU部分工作在1GHz频率下的功耗大约是1.26W,而Tegra3的实际产品运行频率是1.5GHz,这个频率下的功耗nVIDIA并没有提供,我们只能根据经验来预估。由于Fast G工艺的漏电比例较大,因此Tegra3在1.5GHz下的功耗可能是在2.5W~3W左右。考虑到Tegra3的几乎整颗芯片都用的是40nm Fast G工艺制造,因此也可以猜测在其它通用硬件上,Tegra3的功耗会相对大一些,再加上nVIDIA一贯有标低不标高的“优良传统”,因此这样的估计应该不会相差太远。
当然,Tegra3有一个LP工艺制造的伴核。但是这个伴核更多是用于在待机时避免Fast G工艺的高漏电而设计的,对于正常使用的贡献并不大。
GPU方面,由于完全没有任何可以参考的资料,所以究竟功耗多少,只能从实际使用续航中加以猜测。根据我们和广大用户的实际使用体验,Tegra3手机的游戏续航时间都不会太长,我们推测Tegra3的GPU功耗应当在1W左右,也就是说整颗Tegra3芯片在CPU和GPU满载的时候,功耗大约在3.5W左右(该数字并非官方提供,仅供参考,而且实际也很难做到同时满载,这样的数字只是为了一定程度上方便比较)。
看完了Tegra3,再来看看Exynos 4 Quad。这颗芯片的详细功耗数据三星并没有提供,但我们知道同样工艺的双核版Exynos 4 Dual 32nm的信息,这来源于三星官网上的一段介绍视频。
在图上可以看出,1.5GHz的双核Exynos 4 Dual 32nm的CPU部分功耗大约是在1W左右,每颗核心大约500mW。而Exynos 4 Quad的工作频率为1.4GHz,因此估计的功耗大约会是430mW,也就是说四核心的总功耗在1.7W左右,相对于Tegra3而言至少低了30%。
猎户座的GPU部分功耗图中也有所体现,45nm工艺下,运行频率为266MHz的Mali400 MP4的功耗大约是105mW,由于Exynos 4 Quad的GPU运行频率大约是400MHz,因此经过估算功耗大约在160mW左右。至此,Exynos 4 Quad的CPU+GPU最大总功耗就可以计算出来了,大约是在1.9W左右。
最后是APQ8064。相对于前两者的频繁估计不同,由于高通提供了MSM8960(与APQ8064拥有同样的核心)的开发平台,因此各项功耗都可以轻松直接测量。虽然功耗随着频率和负载的波动变化很大,但当工作在1.5GHz时,Krait CPU功耗大约是在700~750mW,因此APQ8064如果四核满载,消耗的功率也将达到3W左左右,与Tegra3不相上下。
由于MSM8960的GPU是Adreno225,因此GPU功耗无法直接和APQ8064比较,这点比较可惜。但是即便如此,MSM8960的GPU功耗也已经高到难以置信,最高达到了1.6W,平均而言也有1.1W左右——几乎是Exynos 4 Quad的七倍。由于从规模上说,Adreno320和Adreno225相比有着翻倍的提升,而制造工艺完全相同,虽然考虑到微架构的提升可能可以带来一定的省电效果,我们还是很难相信Adreno320的功耗会低于2W。
在第一回合的结尾,我们提到过,高通没有选择非常先进的28nm HPL HKMG工艺,可能会对产品的功耗表现产生一定的负面影响,在这里我们可能已经看到了结果,拥有HKMG技术加持的Exynos 4 Quad在三大旗舰平台的功耗里是最小的。 Tegra3由于伴核的存在,实际使用中的功耗比较难以估测,但如果是极限情况下则明显不容乐观。APQ8064的全满载功耗无疑是上一代四核平台里最高的,但是由于在实际产品中,各个制造商都会主动降低这款SoC的工作频率(尤其是GPU),因此实际功耗应当介于前两者之间。毫无疑问,最容易让手机变成好男人的是Tegra3。