手机归属地查询软件，温习：只谈核数没意义，带你重新认识手机 SoC-掘金网

YouTube 遭到大量批评：在巴黎圣母院大教堂视频下放置 9/11 链接

你的手机是几核的？在对照两款手机区别时，在几年前，这是我们最常问的一个问题。CPU 焦点数目的多寡的确是权衡手机性能的主要指标，但却不是最准确的指标。

以市面上最常见的高通骁龙处置器为例，在整个 “处置器” 中，CPU 部门只占芯片面积的 15%，其他 85% 则被图像处置器（GPU）、数字信号处置器（DSP）、调制解调器（Modem）、导航定位、多媒体等等芯片或者模块占有。

事实上，比起 “处置器”，我们把这种芯片称为 “SoC（System on Chip，片上系统）” 加倍合适。SoC 是一个细小的系统，若是把中央处置器（CPU）比作大脑，那么 SoC 就是包罗大脑、心脏、眼睛和手的整个人体。爱活新手艺研习社今天负担科普义务，为人人剖析手机处置器 SoC 内里的隐秘。

CPU：手机的大脑

若是把 SoC 比作人体，CPU 就是整个 SoC 的大脑。CPU 的正式称谓是 “中央处置器”，你启齿问同伙 “你的手机是几核的？” 指的就是这个部门。CPU 是一块超大规模的集成电路，也是手机的运算焦点和控制焦点，它占的面积比例不大，却负担了最主要的功效。

事情时，CPU 主要负担手机通用义务处置和控制、仲裁事情。操作 A 和操作 B 相加即是若干？程序 C 有一段指令要执行，需要几个周期？执行完毕后接下来该干吗？这些事儿 CPU 一秒钟要 “思索” 万亿次，确保你的手机始终 “智能”。

人人最常问的那句 “你的手机是几核的？” 指的是 CPU 焦点的数目。现代 CPU 早就脱离单打独斗的时代了，把许多个处置器集成到一个芯片内里，让各个处置器并行的执行差别的义务，提升处置器速率，这就是现代多核处置器的基本思想。现在的手机处置器有双核、四核、八核等多种形式。

焦点数目的多寡在一定水平上可以体现性能，但事情没有这么绝对，除了焦点数目，单个焦点自己的 “质量” 也非常主要，这就牵涉到另外的观点：架构、缓存、频率。

一般而言，2014 年你能买到的智能手机 CPU，都使用 ARM 公司开发的同一个指令集——ARMv7-A，你可以理解为差别 CPU 都讲同一种语言（普通话）。但在相同指令集下，ARM 却提供多种差别架构供厂商选择（人人都讲普通话，也分为小学生、中学生、大学生），例如常见的 Cortex-A7、Cortex-A9、Cortex-A15…. 像高通这种实力对照壮大的厂商，还会开发自己独占的架构，例如骁龙 800/600/400 系列处置器使用的 “Krait”。

差别的架构有着差别的性能和功耗，要详细讲清楚各个架构之间的区别，本文的篇幅就岌岌可危了，此处不多费口舌。你只需要知道：CPU 只是整个 SoC 的一小部门，焦点数目又是 CPU 众多性能指标的一小部门，焦点数目的多寡不代表 CPU 的最终性能，更不能代表整个 SoC 的性能。

对了，权衡手机 CPU 另有另一个主要指标——能耗。手机电池容量有限，省电是每个手机 CPU 的必修课，许多公司在这方面都有自己的绝活。例如，在骁龙处置器中，高通自行开发的 aSMP 架构允许单独控制每个处置器焦点的电压和频率，当义务对照简朴时处置器还会智能的进入休眠状态，最终体现出来的效果是又快又省电。

GPU：速率超快的画师

实际上，不管是 2D 照样 3D 游戏，它们多若干少都跟手机的 GPU 离不开相干。哪个部件在手机 SoC 里占领的面积最大？告诉你吧，也是 GPU（Graphic Processing Unit，图像处置单元），GPU 卖力手机上绝大多数图形的渲染，你平时玩儿的那些手机游戏，大部门都靠它来处置，你可以把它想象成一名速率超快的绘图师。

最最先，手机的 GPU 照样一个很简朴、很无关紧要的组件。像苹果的第一代 iPhone，诺基亚一些接纳 Symbian 系统的智能手机，它们的 GPU，无论功效照样性能都相当 “可怜”。但随着手艺的生长，GPU 在 SoC 中的职位迅速膨胀，其体积甚至超过了 CPU，占领了一大块地皮。

为什么 GPU 会变得越来越主要？看看你手机上越来越大的屏幕就知道了——分辨率从最早的 VGA（640×480）一起进化到了现在的 1080p（1920×1080），甚至是 2K（2560×1440），GPU 需要渲染的图形像素多了好几十倍，功效和性能自然也是水涨船高。

对了，随着功效和性能的进化，现在 GPU 能完成的已经不仅仅是图形处置事情了，它甚至还 “抢” 了 CPU 一些活儿来干。安卓系统从 4.0 到 4.1 那次著名的 “黄油进化（Project Butter）”，就是让 GPU 负担系统界面的渲染事情，让整个系统界面变得加倍流通、丝般顺滑。

GPU 稀奇适合处置大规模并行的数据，由于图形盘算自己就是一种大规模并行处置。现在安卓系统中许多图形之外的义务都交给了 GPU，例如网页渲染，你以为用起来速率稀奇快的那些浏览器，它们渲染网页十有八九就用到了 GPU。

在未来，随着扩增现实等虚拟视觉手艺的大行其道，GPU 会负担更多通用处置的义务，它跟 CPU 之间的关系也会越发玄妙，用一句形象点的话来说就是：CPU 做治理，GPU 当苦力。我们预计，GPU 在整个 SoC 里的职位还会看涨，是一支优异的潜力股。诸位下一次够买手机的时刻，万万记得关注下它的 GPU 哦。

DSP：处置数据的专家

为什么有些手机摄像头用起来反应迟钝，有些手机的摄像头却快如闪电？除了软件优化的功力，手机摄像头背后还站着一名元勋——DSP。

DSP 是另一个要害的处置组件，它的性子与 GPU 有些类似：专门处置那些超大规模、并行的数据，最典型的两个例子就是：手机摄像头所拍摄的图像，以及手机播放器里五花八门的音效。

可不要小看了这两个看似简朴的义务，现在手机搭载的摄像头像素都高得吓人，连拍速率动则 10fps、20fps，若是没有 DSP，短时间内大量的图像数据足以把一个四核 CPU 塞满，让你的手机完全干不了其它事情

凭据公然的数据，骁龙 810 处置器搭载的 Hexagon DSP 拥有 14 位双图像信号处置器，像素吞吐量高达 1.2GPixels/s——每秒钟 12 亿像素！通过这个数字，你可以感受一下流经 DSP 的数据量有多恐怖。

正是由于有了专门的 DSP，我们才气在手机摄像头上享受越来越高的像素、零快门延迟、面部检测以及高级后处置（如工具移除和克隆）等功效。与 CPU、GPU 的差别之处在于，DSP 的义务加倍专注、单一。DSP 没办法胜任 CPU、GPU 的所有义务，但在它自己善于的图像、音效处置中，它运行时的功耗要比 CPU 和 GPU 低得多，以是我们把 DSP 称作 “数据处置专家”。

基带/射频前端：手机的耳朵和嘴巴

进入 3G/4G 时代之后，只要连上移动网络，似乎任何一台手机都能毫无压力下载大量图片、旁观高清视频，但在 2G 时代，事情可没这么简朴。你能这么轻松的刷微博、刷同伙圈、在线购物… 完全是手机基带芯片和射频前端进化的劳绩。若是把手机比作人体，集成手机 SoC 内里的基带芯片，加上外置的射频前端，就是人的耳朵和嘴巴，它们卖力手机与外界的通讯。

基带芯片又称 Baseband，它最主要的功效就是调制收发信号。详细地说，在你给人打电话时，基带芯片把你的声音信号编译成用来发射的基带码，传输给基站；而在其他人向你打电话时，基带芯片把收到的基带码解译为音频信号，然后通过扬声器发出来。到了 3G/4G 时代，基带芯片还要卖力大量网页、图像和视频信息的编译——对于基带芯片来说，这些器械最终都市酿成信号。

由于调制信号的历程实在是太过庞大，基带芯片内部俨然是一个自己的小王国，它有自己的 CPU、自己的信道编码器、自己的 DSP、自己的调制解调器和接口模块… 好一点的基带，例如高通的 Gobi，还内置了自己独占的 256MB 内存。

与基带芯片搭配事情的模块叫做射频前端（RF），它卖力信号的数字/模拟转换事情，同时还要卖力信号的放大。基带芯片和射频前端一起事情，配合决议了手机的通讯制式。你的手机是 3G 照样 4G？能兼容联通、移动照样电信的网络？这些都是由基带芯片+射频前端说了算的。

除了支持众多通讯制式，优异的基带芯片还必须能具备把差别频段 “揉合” 到一起的能力，由于差别运营商的频谱资源实在太涣散了。例如，中国移动的 4G 网络总共拥有 130MHz 的频谱资源，频段却涣散成了三个，分别是：1880-1900MHz、2320-2370MHz、2575-2635MHz。在手机事情的时刻，通讯模块得把这三个差别的频段整合到一起，模拟成 “一个频段” 举行通讯，这样才气保证最快速率，我们把这种功效称为 “载波聚合”。打个形象的譬喻，载波聚合手艺相当于一个阀门，把许多根涣散的小水管凑到一起，最终形成一股充沛的大水流。

另外，新一代手机还盛行一个趋势：把一切与信号相关的部门都交给基带芯片来治理。例如 GPU 信号、WiFi 信号、蓝牙信号… 在以前，手机每添加这样一个连接功效，就需要多装一块芯片。现在它们都交给基带来管，就能节约不少成本，耗电也会大大降低。

由于功效超多，庞大度超高，基带芯片也被称为 “手机上设计最艰难的地带”。高通公司的王牌组合——Gobi 基带芯片+ RF360 射频前端就是业界标杆，它功效多得像超人：最顶配的 Gobi 可以支持 GSM/WCDMA/CDMA/TDD-LTE/FDD-LTE 等从 2G 到 4G 的所有网络制式；兼容全球运营商多达数十个差别的频段；能通过载波聚合手艺把涣散的频段整合到一起事情；还能收发 WiFi/蓝牙/GPS/FM 收音机等种类繁多的信号；为了省电，每一个模块都是可以单独开关的…. 同时，最难以想象的是，功效云云壮大的基带芯片，居然也能用硅半导体工艺制造，作为一个模块集成到 SoC 内部！这实在也是高通公司在业内的一大手艺优势。

若何判断一款手机 SoC 中基带芯片的手艺水平？你完全不用强迫自己记着那些艰涩的手艺名词，只要看它的功效就够了——支持若干种 4G/5G 制式？兼容若干网络频段？支不支持 WiFi 802.11ac 等等？行使排除法逐一筛选，你会发现最终的选择所剩无几。

多媒体引擎：口袋里的影院

两三年前，要播放 1080p 的蓝光影片，你还的专门花钱去买上一台蓝光播放器。现在，你只需掏出手机轻点屏幕，就能播放高画质的 1080p 视频，是不是很神奇？

这很正常，由于你的手机 SoC 里，有一颗壮大的多媒体引擎，它已经把视频编解码的活儿都包办了。

能流通解码 1080p 分辨率的 H.264 视频已经是手机 SoC 的尺度设置，你无基本需忧郁背后的码率、分辨率问题，这些都是多媒体引擎的劳绩。

从骁龙 805/骁龙 810 SoC 最先，内置的多媒体引擎最先支持 H.265（HEVC）硬件解码功效，它们足够以最高 60Hz 的帧率解码 4K 分辨率的视频，云云强悍的参数不禁让人叹息：手机屏幕能跟得上吗？

传感器中央：时刻待机的绿色管家

还记得苹果在 iPhone 5s 公布会上大肆宣传的那块 “M7 协处置器” 吗？在主处置器（CPU）保持休眠的情况下，它能替换执行一些低数据量、长时间运行的义务，从而大大降低整个 SoC 的功耗。

在 Moto X 公布时，摩托罗拉演示了一个神奇的功效：手机保持休眠，你说一句话，就能在瞬间把它叫醒。现在，诸多手机都已经具备了这样的功效。

此前手机 SoC 集成了专门支持传感器运作的模块，例如三星就把 Galaxy S5 上的类似模块称为 “传感器中央（Sensor Hub）”。在你叹息 Moto X 手机语音叫醒的神奇时，不要遗忘，在你的手机 SoC 里有这么一个传感器中央，在背后默默支持。

电源治理：节能总管

处置器要省电，科学的电源治理固然少不了。这里的电源治理可不是 Google Play 上下载的那些免费软件，而是实实在在的硬件电路，它集成在芯片里，是 SoC 的一部门。

以高通骁龙处置器为例，在 SoC 事情时，电源治理电路管控着各个 CPU 焦点，它能够凭据义务负载动态的调整每个 CPU 焦点的频率和电压，最大水平节约电力。同时，骁龙的电源治理电力还支持 Qualcomm Quick Charge 这种快速充电手艺，它能把充电时间缩短最多 75%。

结语

已往，在谈及手机处置器性能时，我们总是过于强调 CPU 自己，而忽略了其它组件，这显然是不合理的。实际上，我们应该用更科学的眼光来看待手机 “处置器”——它是一颗 SoC，是一个包罗大量差别组件相互合作的一个系统。手机差别于电脑，它不仅是一个运算工具，照样你的电话、随身听、相机、游戏机。在手机 SoC 中，除了 CPU，另有二三十个差别的组件在为你事情，它们都是你应该关注的主要同伴。