智能手机硬件平台简介

 最近一直看到有huawei的honor和小米pk的帖子，其实这两个手机的硬件配置差别（内存和GPU）还是挺大的，大家可能都知道1G和512M的内存差别有多大，但对于CPU、GPU可能不太了解，所以发这样一个帖子简单介绍一下智能功能手机两个最重要的硬件部件——CPU和GPU，其中的数据可能有不精准的地方，仅供大家参考。
1 CPU
1.1
概述
目前，智能手机多采用以ARM为代表的RISC架构CPU，而中高端手机多采用ARM V7架构的CPU。
ARM公司一直致力于32位RISC CPU开发，其设计的微处理器结构已经从V3发展到现在的V7。ARM V7架构是在ARM V6架构的基础上诞生的。该架构采用了Thumb-2技术，它是在ARM的Thumb代码压缩技术的基础上发展起来的，并且保持了对现存ARM解决方案的完整的代码兼容性。Thumb-2技术 比纯32位代码少使用31%的内存，减小了系统开销，同时能够提供比已有的基于Thumb技术的解决方案高出38%的性能。ARM V7架构还采用了NEON技术，将DSP和媒体处理能力提高了近4倍。并支持改良的浮点运算，满足下一代3D图形、游戏物理应用以及传统嵌入式控制应用的需求。此外，ARM V7还支持改良的运行环境，以迎合不断增加的JIT(Just In Time)和DAC(DynamicAdaptlve Compilation)技术的使用。
Cortex系列处理器是基于ARM V7架构的，分为Cortcx M3、 Cortex R和Cortex A三类。ARM Cortex M3处理器是为存储器和处理器的尺寸对产品成本影响极大的各种应用专门开发设计的；ARM Cortex R系列处理器目前包括ARM Cortex R4和ARM Cortex R4F两个型号，主要适用于实时系统的嵌入式处理器；而ARM Cortex A8处理器是一款适用于复杂操作系统及用户应用的应用处理器。Cortex A8是ARM公司有史以来性能最强劲的一款处理器，主频为600MHz到1GHz，在65纳米工艺下，其功耗低于300毫瓦，而性能却高达2000MIPS。
目前市场上主流的中高端Android手机所采用的ARM V7 CPU主要由三个厂家提供，即德州仪器（TI）的OMAP 3430/36X0系列，三星系列和高通（Qualcomm）的Sanpdragon（MSM7230/8225/8255等)系列。
注：目前最新的架构是Cortex A9，有兴趣的童鞋可以google或度娘之。按照一些分析文章介绍，小米的8260似乎应归入Cortex A8架构，但有所改进和提升。

1.2
OMAP3系列
TI购买了ARM Cortex A8的生产执照,没有任何修改就投产,产品即OMAP3系列CPU。OMAP3系列CPU多见于Moto推出的Android智能手机和iPhone 3GS手机。OMAP3系列中常见的CPU为OMAP3430和36X0（3630/3640）。OMAP 3430（L1 64KB，L2 256KB，支持256M DDR）是业界第一个运用ARM V7指令集的CPU，它完全采用ARM公司提供的Cortex A8构架，没有修改，所以推出产品的速度很快），正因为是第一个采用新构架的CPU，所以性能比原先的ARM 11构架的U提高很多，一般认为同频下ARM 7性能是ARM 11的200%（诺基亚目前的旗舰机N8仍在使用600MHz左右的ARM 11构架CPU，HTC早期的G1，G2，G3这些也使用ARM 11构架的CPU）。OMAP3430采用65nm制造工艺，最高只支持256M的DDR2 RAM。        
OMAP 36X0最大支持支持512M DDR2 RAM，也采用Cortex A8架构，它和OMAP 3430的区别在于采用了45nm工艺，使得其具有更高的频率和更小的耗电和发热量。
OMAP3系列的CPU最大特点在于具有很强的超频能力，但功耗控制较差。例如OMAP3640的主频为800MHz，但应用于Moto的Milestone2和Droid 2手机上时被硬性超频到1GHz，OMAP3640的设计频率为1GHz，但应用于Droid2国际版时被硬性超频到1.2GHz。
OMAP 3430和OMAP 36X0都采用PowerVR SGX 530作为GPU，不过因为65nm工艺的Cortex A8架构无法解决功耗问题，所以TI在刻意控制OMAP 3430频率的同时把SGX 530的频率也降低了（SGX 530设计频率是200Mhz， OMAP 3430里面的SGX 530频率只有110Mhz），这个也是为什么Moto的Milestone和苹果的iPhone 3GS都采用OMAP 3430 CPU，但前者游戏显示性能不如后者的原因。
需指出的是， Moto在采用OMAP 3430的时阉割了视频硬加速模块C64x+ DSP，导致这类手机播放视频只能软解码，以至于解高码率的480P视频都比较吃力在。而原本具备完整的C64x+ DSP的OMAP 3430解720P视频是毫无问题的。而且采用OMAP 3630的高端机型，如Milestone2和Droid X同样被阉割了DSP模块，也只能进行视频软解码。

1.3
三星系列
三星同样购买了Cortex-A8的生产执照,但是联合苹果进行了修改，制造出以S5PC110代表的ARM CPU。S5PC1000多见于三星智能手机（如i9000，S8500）和魅族M9。该CPU是目前Cortex A8构架中显示性能最强的CPU，它同样采用了Cortex A8的构架，只是修改了芯片内部的核心的排布，减少了面积（苹果iPhone 4用的A4 CPU（即S5PV210）构架和S5PCC110差不多，但是简化了不需要的组件，另外把二级缓存提高到了640KB，提高了性能和减少了功耗）。
S5PC110的GPU为SGX 540，而且没有阉割DSP模块，播放/录制720P视频是都没有问题。

1.4
Snapdragon系列
高通只购买了ARM Cortex 8指令集，再次基础上自行重新设计出Snapdragon架构，其实际性能比同频的Cortex A8 CPU高5%左右，而且功耗和发热控制的较好。Snapdragon 8X50 CPU采用Adreno系列GPU，内置DSP支持720P H.264硬解码（其他格式需软解码）。
Snapdragon系列CPU包括：
第一代产品：拥有1GHz增强内核的QSD8X50
第二代产品：拥有1GHz增强内核与多媒体优化的MSM8X55与拥有1.3GHz增强内核的QSD8X50A
第三代产品：配备1.2GHz 增强内核的MSM8260（小米的8260是高电压版，1.5GHz并非超频）与MSM8660，以及配备1.5GHz 增强内核的QSD8672，三款产品均为双CPU架构。
Snapdragon的一大优势在于其高集成度策略，即将移动通信、宽带连接、多媒体处理等功能（如CDMA2000 1x EV-DO、WCDMA（UMTS）/HSDPA/HSUPA、广播电视和多媒体、Wi-Fi、蓝牙以及GPS采集）集成在单一芯片中，为手机厂商提供了一体化的解决方案，同时也大大缩小了手机的体积并降低了功耗。

2 GPU
2.1
概述
目前中高端智能手机的主流GPU主要分为两大系列，即英国Imagination公司PowerVR SGX系列和高通（Qualcomm）的Adreno系列（高通购自AMD的Imageon）。两大系列中主要型号的GPU性能参数如下：
型号
多边形生成速率（万个/秒）
像素填充速率（亿个/秒）
代表机型
SGX530
1400
5
Moto Milestone, Moto MileStone2
SGX535
2400
5
iPhone4, iPad
SGX540
2800
5
Samsung i9000, 魅族M9
Adreno130
400
0.53
HTC Hero
Adreno200
2800
1.33
HTC Desire, HTC HD2, 联想乐Phone
Adreno205
4500
2.45
HTC Desire Z, HTC Desire HD
Adreno220
8800
5
小米
其中，PowerVR SGX系列GPU多与德州仪器（TI）的OMAP3系列和三星的CPU搭配，Adreno系列GPU只与Qualcomm自家的Snapdragon系列CPU搭配。

3 主流机型硬件配置对比
下表不一定全面和准确，仅供参考
机型
CPU
主频
工艺
GPU
RAM
通信制式
Google Nexux S
S5PC110
1GHz
45nm
SGX540
512M
WCDMA/WiMax
HTC Desire HD
MSM8255
1GHz
45nm
Adreno205
768M
WCDMA/EDGE/GSM
HTC Desire Z
MSM7230
800MHz
45nm
Adreno205
512M
WCDMA/EDGE/GSM
HTC Desire S
MSM8255
1GHz
45nm
Adreno205
768M
WCDMA/EDGE/GSM
HTC Incredible S
MSM8255
1GHz
45nm
Adreno205
768M
WCDMA/EDGE/GSM
Samsung i9000
S5PC110
1GHz
45nm
SGX540
512M
WCDMA/EDGE/GSM
Apple iPhone4
A4
1GHz
45nm
SGX535
512M
WCDMA/EDGE /GSM
Moto Milestone2
OMAP3630 1GHz
45nm
SGX530
512M
WCDMA/EDGE /GSM
Moto Defy(ME525)
OMAP3610 800MHz
45nm
SGX530
512M
WCDMA/EDGE/GSM
魅族M9
S5PC110
1GHz
45nm
SGX540
512M
WCDMA/EDGE/GSM
乐Phone
QSD8250
1GHz
65nm
Adreno200
512M
WCDMA/EDGE/GSM(也有CDMA2000和TD版)