明年上半年四款中高階手機應用處理器簡介

又即將邁入新的一年了，也差不多是準備觀望明年智慧手機的高階應用處理器的好時候，筆者將簡單的介紹包括蘋果 A6 、 NVIDIA Tegra 4 "Gray" 、三星 Exynos 5 以及高通 Snapdragon S4 ，並分析其特性，可作為明年採購中高階手機之前的小小參考。

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首先介紹的是蘋果 A6 ，也就是目前 iPhone 5 所使用的處理器，理論上蘋果應該不會那麼快幫 iPhone 在上半年才對， A6 是蘋果首度採用非標準 ARM Cortex-A 架構設計的處理器，而是基於 ARMv7 標準設計的獨立架構，並採用雙核心設計，時脈設定為 1GHz ，搭配來自 Imagination Technologies 的 PowerVR SGX543MP3 三核 GPU 。

相較於前一代採用 Cortex-A9 雙核 800MHz 搭配 PowerVR SGX 543MP2 的 A5 處理器，理論處理與圖形效能分別高出兩倍，這是由於全新的自主架構應該是使用類似 Cortex-A15 設計但自行大幅修改，而 Cortex-A15 原本在與 Cortex-A9 相同時脈的處理效能就高出 1.5 倍，而 GPU 多了一核且時脈也隨之提昇，故整體效能也比起 A5 更高。

雖然這樣的架構規格將會是明年四款主要處理器當中最低的，約莫僅有 2013 年其它廠商新一代手機用中階應用處理器推出的水準，但有賴於蘋果的 iOS 是針對硬體進行最佳化的設計，故實際使用體驗並不會因為規格的落後而體驗較差。但若想找尋使用該款應用處理器的產品，則仍只有 iPhone 手機。

NVIDIA Tegra 4 將會分為兩款產品，分別是 Wayne 以及 Gray ，兩者皆採用 28nm 製程，而 Wayne 的架構圖被洩漏後，由於過於複雜的架構，可以預期的是 Wayne 可能是針對平板甚至準電腦的產品，而將整合基頻數據機的 Gray 才是針對智慧手機的產品線。能預期的是 Tegra 4 將會採用 Cortex-A15 架構搭配全新一代的 GeForce GPU 設計。

至於 Gray 的設計為合？目前雖未釋出，不過筆者個人推測可能會採用時脈較 Wayne 低的 4-Plus-1 設計，採用四顆 Cortex-A15 搭配一顆省電核心，或是考量到手機的應用以及耗電量採用雙核 Cortex-A15 ，並且由於推出的時間點稍晚，約莫要到 2013 年第二季左右才可能現身，筆者也不排除 NVIDIA 會搶先將 big.Little 設計導入，也就是雙 Cortex-A15 搭配雙 Cortex-A7 的設計。

至於 GPU 方面筆者推測會比針對準運算級的 Wayne 精簡許多，目前 Tegra 3 採用 12 條渲染管線（ GeForce Core ）設計，而 Wayne 則擴增到 72 條管線，筆者推測 Gray 將可能落在 48 條渲染管線附近。由於 Wayne 確定導入記憶體雙通道設計，故 Gray 應該也會跟進，圖形效能方面相較 Tegra 3 將會有長足的進步。

NVIDIA 的優勢來自與 PC 遊戲開發商的合作，並且是目前多半 Android 大廠平板的應用處理器首選，不過在手機方面 NVIDIA 則還有相當大的成長空間，這次首度將基頻數據機整合，對於手機廠商是相當重要的誘因，畢竟可簡化手機內部的線路設計以及測試與基頻數據機晶片相容度的麻煩，但也由於是首度開始整合基頻數據機，穩定性則是最大的考驗。

從 Tegra 3 與手機廠互動的情況可以推測，明年優先導入 Tegra 4 Gray 的廠商也許會包括 HTC 、 LG 等，另外如中興、華為等廠導入的機會也不低。

圖片來源： The Verge

三星新一代應用處理器 Exynos 5250 Duo 日前也已經正式公佈並使用在兩款產品上，分別是 Google Nexus 10 平板以及 Samsung Chrome Book 上，雖未確定這款 Exynos 5 是否會成為上半年 Galaxy S4 的處理器，但筆者個人認為機率並不低。 Exynos 5250 Duo 搭載雙核 Cortex-A15 以及 ARM Mali-T604MP4 四 GPU 設計。

由於時脈提升到 1.7GHz 的關係，加上架構翻新的緣故，國外以 Nexus 10 進行測試的 Exynos 5250 DMIPS 效能突破 6000 分大關，但問題在於功耗也超出目前手機上限的 1W ，已經高達 2W ，故屆時使用在 S4 的 Exynos 很可能還會在時脈進行調整。

至於 GPU 的效能方面， Mali-T604 是採用全新架構設計，最高可堆疊 4GPU 的設計，目前用在平板上的 Exynos 5250 則已經使用最高 4GPU 架構，理論效能方面可達前一代 Malti-400 的 5 倍，但未來使用在手機上的版本是否會調整架構或是降低時脈則仍是未知數。

不過 Exynos 5 到時候會使用的手機產品仍以三星自家優先，按照前例，即便三星推出 Exynos 4 系列應用處理器已經快一年，但採用 Exynos 4 系列的非三星產品也不多，也就是可能到明年上半年為止，除了 Galaxy S4 以及些許延伸機種外，看到它廠使用 Exynos 5 的產品機率不高。

最後則是最近瘋狂亮相的高通 28nm 製程 Snapdragon S4 Pro ，至於更上位的 Snapdragon S4 Prime 則是針對機上盒、準運算級設備如平板以及類電腦設計，不會是手機採用的產品。高通 Snapdragon S4 Pro 採用基於 ARMv7 的類 Cortex-A15 自主架構 Krait 四核心搭配源自 ATi Mobility 的 Adreno 320 GPU ，目前時脈為 1.5GHz ，預計還會有一款 1.7GHz 的產品。

Krait 架構的優勢是具備能獨立調整各核心電壓與時脈的 aSMP 架構，相較標準 Cortex-A15 設計雖然同時脈效能會略低一些，但卻能藉由控制各核心電壓與休眠機制等方式取得效能與功耗的平衡點。至於 Adreno 300 系列相較前一代的 Adreno 200 系列的圖形效能也大幅提昇。

雖然競爭對手如 NVIDIA 也確定會導入內建基頻數據機，但高通 Snapdragon 強勢的地方則是更高度的整合性，不只基頻數據機，還包括 WiFi 、藍牙 、 GPS 、 FM 等功能也統統都整合在 Snapdragon SoC 當中，高度整合帶來的產品設計容易以及高通開始推動的 QRD 參考設計計化，都有助高通獲得多數手機廠的青睞。

當然高度整合也是雙面刃，表示 Snapdragon 的內部複雜度比起競爭對手更高、晶片尺寸也更大，各架構由於靠的近，相較將不同功能分散在不同的晶片上散熱較為不易，有著多項功能同時運作容易發熱的不穩定性，不過就目前小米手機 2 、 Asus PadFone 2 與 HTC Butterfly 家族的情況， Snapdragon S4 Pro 應該是相當可靠的。

當然除了小米、 LG （ Nexus 4 ）、 Asus 、 HTC 之外，明年還會陸續有包括 Sony Mobile 、中興、華為等廠商開始導入高通的方案，甚至按照往例三星也可能會使用在部份機種，也將是明年上半年最多 Android 中高階機種使用的方案。