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不滿足ARM公版 市面上有哪些自主架構SoC?

2015-05-21

       由于手機產業的高速發展,許多廠商已經不再滿足于ARM公版的IP核架構,而是根據其指令集進一步優化架構,以獲得更好的性能與能耗比,從而達到更快更省電更性能的目的,而這種架構我們就稱之為自主架構,那么市面上面有哪些公司都在開發相應的自主架構,成品有哪些?或者將來我們能看到的有哪些呢?

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  市面上自主架構SoC一覽
  一、什么是SoC架構?
  System on Chip,簡稱Soc,也即片上系統。從狹義角度講,它是信息系統核心的芯片集成,是將系統關鍵部件集成在一塊芯片上;從廣義角度講,SoC是一個微小型系統,如果說中央處理器(CPU)是大腦,那么SoC就是包括大腦、心臟、眼睛和手的系統。國內外學術界一般傾向將SoC定義為將微處理器、模擬IP核、數字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)集成在單一芯片上,它通常是客戶定制的,或是面向特定用途的標準產品。
  SoC有兩個顯著的特點:一是硬件規模龐大,通常基于IP設計模式;二是軟件比重大,需要進行軟硬件協同設計。城市相比農村的優勢很明顯,SoC也有類似城市的特點:配套齊全、交通便利、效率高。
  二、市面上自主架構SoC一覽
  1.蘋果A系列處理器:
  蘋果早年也是采用的ARM公版處理器,但是從蘋果A6開始就自行設計SoC架構。蘋果A6是屬于蘋果自己定制的第一個SOC,它不屬于常規的cortex a系列架構,嚴格的說,他不屬于A9,更不是A15,而是蘋果全新自主開發的架構,當然這個架構還是基于ARM開發,蘋果將這個架構取名為Swift,他甚至使用的不是常規的ARMv7指令集,而是基于ARMv7修改得來,蘋果同樣命名為ARMv7s,此款SoC參數上看起來跟普通的ARMv7沒什么區別,但是蘋果自己設計的Swift卻有超越眾多A9高頻4核的性能。

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  目前蘋果最新的SoC是搭載在iPhone 6上的蘋果A8。Apple A8是蘋果公司設計的第二代64位系統單片機(SoC)。在2014年9月9日發布,用于iPhone 6及iPhone 6 Plus。蘋果公司宣稱它比上代Apple A7在CPU性能高25%,繪圖性能高50%,能源效益高50%。
  蘋果稱,A8處理器集成了20億個晶體管,相比于A7足足翻了一番,但是核心面積反而還小了13%,也就是大約89平方毫米。CPU部分為自家定制的“改良版Cyclone”,上代A7則是“Cyclone”,仍然維持雙核心設計,但仍然能夠有相當強悍的性能,這讓現在動輒四核、八核的Android陣營感到羞愧。
  2.高通驍龍系列處理器:
  高通早年一直以自主架構聞名,最開始是基于ARMv7的Scorpion架構,隨后在驍龍S4系列處理器中開始啟用Krait架構。在近兩年市場競爭激烈的情況下,高通也開始嘗試公版的ARM架構,但是目前又傳出消息稱高通下一代的Kyro架構也在研發當中,并且將首次應用于驍龍820處理器。
  高通在2015年世界移動通信大會(MWC 2015)上利用 Zeroth平臺,預演下一代移動體驗。Zeroth是高通Technologies的首個認知計算平臺,旨在增強終端用戶體驗,為下一代頂級芯片高通820的處理器提供優化。驍龍820處理器基于領先的FinFET制程工藝,并將采用高通自主定制的64位CPU架構Kryo,預計將于2015年下半年開始出樣。

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       高通的驍龍平臺有著與其他處理器供應商與眾不同的特點,高通驍龍具備集成通信技術SoC,這大幅度的降低了OEM廠商設計產品的復雜度和成本。從驍龍S4平臺問世開始,絕大部分的S4 SoCs皆集成Wi-Fi、GPS/GLONASS和Bluetooth連接能力。此外,驍龍也受惠于先進半導體制造工藝,例如采用28nm制程的S4平臺相較于其他使用舊制程的處理器,在電路設計配置、性能和耗能上都獲取相當優勢。
  3.三星Exynos系列處理器
  三星此系列產品線一直都是采用的公版ARM架構,但是目前三星已經開始研發基于ARM v8架構的Morrgens新架構,目前樣片已經流出。據悉這款自主架構SoC的代號為“Mongoose”。目前該款SoC已經在KitGuru開發網站、開發庫工具GNU Binutils、編譯器工具GNU Compiler Collection中均可以查到,這就意味著該款SoC或許已經接近研發完成,并且已經有了樣品供軟件開發人員進行測試。

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  三星自主架構“Mongoose”問世
  Mongoose在英文中的原意為貓鼬,與我們熟知的高通自主架構Krait(金環蛇)正好是天敵。Mongoose的第一代產品被稱為“Exynos M1”,與蘋果的Cyclone一樣也是基于ARMv8-A指令集修改而來。從初步的測試結果來看,Exynos M1的單核性能較最新的Exynos 7420提升了45%左右,可以說是非常大的性能提升了。如果不出意外,相信明年我們就能夠見到。
  四、總結
  CPU熱潮正在衰退,SoC相比CPU有太多的優點,相信最終SoC會越來越流行,所以我們也相信在此之后市面上也會出現更多的SoC。

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