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谁是双核之王?七大平板处理器性能横测

作者: admin 来源: 未知 时间: 2021-11-27 阅读:

  回首过去,那个x86架构的复杂指令集芯片只手遮天的年代,两倍于现在封装尺寸的处理器以牺牲功耗为代价来换取更为优越的性能。那时的我们追求的是没有最高只有更高的主频,那是一个P4 3.6G可以超到10G的年代。

  同床不同梦的好基友Intel和AMD怎么也没想到曾经只能躲在巨人阴影下的ARM架构芯片正凭借着如日中天的智能手机平板电脑平步青云成为了移动市场的新宠儿,随着制造工艺和架构的改进,ARM芯片厂商凭借低功耗和高性价比的特点就足以让x86架构无言以对。

  x86架构较高的开发门槛,已经没有第三家厂商敢站出来与Intel和AMD相抗衡。如果不是反垄断法的制约可能曾经的好基友也早以成为独守空房的小光棍了。而ARM架构处理器的开发成本较低,ARM公司把它的设计授权给多家像高通、德州仪器这些有实力的可以出产芯片的制造商们,并且通过对不同用户的需要来设计出有针对性的芯片组。

  随着时间的推移,平板电脑已经彻彻底底地进入了双核时代。市面上在售的主流平板中不仅有采用国外厂商芯片组的产品,也有采用国内解决方案的产品出现。在两天前的文章中平板频道的编辑曾为大家带来了有关平板主流双核处理器的解析。那么笔者今天就从性能层面对七款主流双核芯片做一个横向对比,通过六款Benchmark跑分软件和实际应用的测试来为大家带来客观的性能评价。

  从去年1月份第一款Tegra2双核手机的诞生再到今年香港电子展瑞芯微RK3066双核处理芯片的发布已经整整过了一年多的时间,那么今天参与测试的七款处理器也被划分为了一代和二代。一代处理器相比二代处理器问世时间较早,制造工艺较低同时主频也较低,那么下面我们就先来熟悉一下今天笔者要测试的这几款处理器吧。

  可以看到后面四款处理器的频率相比前三款有了不小的提升,特别是瑞芯微的RK3066和新岸线GHz的主频,由于采用这两款处理器的产品还没有正式上市,所以笔者也向厂商询问最后正式上市的产品是否会采用如此高的频率?它们给出的答案均是会在旗舰产品上采用高频的处理器,瑞芯微方面更是给出了RK3066的设计频率就是1.6GHz的说法,可见在上市后某些中端产品会通过降频来提升平板电脑的待机时间。

  那么在GPU方面,英伟达、高通和德州仪器都没用采用ARM给出的图形显示解决方案,英伟达与高通都有采用了自家的GPU而德仪和苹果一样选用的依旧是老搭档PowerVR的显示芯片。其余的四者都直接采用了ARM自家的Mali-400MP多核芯图形显示方案,其中三星的Exynos4210和瑞芯微的RK3066采用的是四核心低频的设计,晶晨AML8726-M选择的是双核高频版,另外新岸线更是采用了异步双核的设计,据述说通过改进的布局增大了带宽使其拥有了比一般双核Mali-400MP更为优越的性能。

  那么我们首先就来看一下这几款处理器的综合性能,在这个Overall类评测软件领域有中两个知名的软件,一个国产的安兔兔评测(AnTuTuBenchmark),也算得上是超级兔子的咸鱼翻身制作了。而且不只是国内,它在国外的论坛中也得到了众多网友的认可,也是目前比较可靠的综合类评测软件。另外一个Quadrant,也就是我们常说的象限测试软件,已经有好长时间没有更新了,所以笔者也就没用采用它。

  由于安兔兔有针对多核处理器作出优化,所以双核处理器的跑分成绩基本上都达到了单核处理器的两倍,于是也就出现了低频双核的分数超过了高频单核的情况,不过好在我们今天测试的处理器全部都是双核心,所以它的成绩也是较为公正的,还有一点就是安兔兔的GPU测试部分有点陈旧,稍微新一点的处理器都能跑出满帧的成绩。

  ※由于SD卡的读取写入速度与存储卡或者机身内置EMMC芯片有关,所以暂时不考虑

  作为目前唯一一个稍微靠谱点的综合类应用我们还是来看看它所测试出来的成绩吧,

  笔者在一开始就已经提到了,安兔兔这款软件特别针对多核处理器做出了优化,所以主频高的双核处理器就有很大的优势了,三星、瑞芯微和新岸线GHz的处理器在整数和浮点运算这两项成绩上就与第二集团拉开了近千分的差距,另外晶晨AML8726-M也凭借不低的成绩成为最具性价比的双核处理器。

  德州仪器的OMAP 4430集成了双通道内存控制器,内存位宽扩展到128-bit,但是由于内存频率的降低导致成绩却大幅下降,甚至排在了倒数第一的位置,情何以堪啊!!!而三星、瑞芯微和新岸线的三家为了配合高主频CPU也提高了内存的频率所以由于安兔兔的局限性它们又一次大幅领先。

  CF-Bench这个工具能够测试原生和Java虚拟机环境下的FLOPS理论运算性能和主存读写带宽,具备较高的参考价值。它的出身和顶顶大名的Android神器Chainfire 3D一样都来自于国外神坛XDA大神Chainfire之手。

  在相应的论坛帖中Chainfire也阐明了它制作这样一款软件的原因,主要是因为市面上虽说有许多Benchmark跑分软件,但是它们没有给出一个明确的数字来让他来做对比,而且很少支持多核心本地吸能和Java虚拟机测试的软件,于是这款CF-Benchmark软件就诞生了,它还可以提供一个相对稳定的分数供大家做对比。

  熟悉Android系统的朋友应该清楚现在Android系统的中间层多以Java实现并且运行在Dalvik虚拟机之中。所以我们平时所常见的那些以APK后缀结尾的应用均是以Java语言所开发并且经过编辑后在跑在虚拟机中的,也就是CF-Benchmark想要测试的Java虚拟机的效能。

  那么随着Android系统的发展也开始支持更多的编程语言。我们知道Android系统底层是用C/C++编写的,所以开发者们也可以通过NDK(Android Native开发包)来为Android系统编写程序,于是CF-Benchmark测试的另一项内容就是Native原生执行效率了。

  Android是一个以Linux为核心的智能操作系统,那么在硬件配置保持不变的轻快下Linux内核优化程度的好坏也会直接影响到最终的测试成绩。论坛中常有网友说刷了Android2.2系统的ROM后要比Android2.1跑分成绩高出不少,其实这是ROM中的Linux内核起了作用,这也就能解释为什么我们刷了国外固件小组CM的ROM后系统流畅度会大幅提升的问题了。所以这7款不同的处理器跑在不同的内核上也会对最终的成绩有5%-10%的影响。

  那么从上面的测试来看,瑞芯微的RK3066与新岸线分的成绩大幅领先上一代的Tegra2等处理器。那么除了较高的主频外,主要还是Linux3.0内核起了作用,而使用另外五款处理器的系统还只停留在Linux2.6.3x阶段,所以在测试成绩上会有所吃亏,三星的猎户座也凭借着过硬的实力依旧保持在第一集团当中。

  Linpack for Android,从名称上也能看出Linpack是款夸平台的测试软件,简单的通过单线程与多线程的每秒百万次浮点运算数来作为最终的成绩结果,看上去非常得直观,毕竟像CF-Benchmark那样给出的数字我们不知道是怎样换算得来的,但是Linpack给出的数字确实真实的。

  其实在经过了CF-Bench的测试后本来是没有必要拿出这款软件的,但是由于它即可以测试CPU的单线程又可以多线程的运算能力,所以用Linpack一方面是想给出除CF-Bench外的第二个成绩,另一方面是想给大家展示一下,单核处理器与双核处理器的差距。

  在上面的图表中,蓝色柱形条为单线程测试成绩,红色柱形条为多线程测试成绩(测试的都是双核处理器所以就都是双线程了)。从两个柱形条的对比来看,大部分的处理器运行在双线程时的成绩都要高出单线%左右,这说明市面上的这些处理器对两个核心的利用率都很高,是真的双核。

  不仅是在这一项测试中,瑞芯微的RK3066处理器都表现出了超人一等的实力,看来架构类似的情况下高频的确能够简单粗暴的提升处理器的运算能力。高通的胶水双核也力排众议取得了不错的成绩,毕竟对于以ns(纳秒)为单位的微芯片来说s(秒)实在是个太庞大的单位了,就算是异步双核但在单位时间内的表现还是没问题的。

  笔者在上面提到了要拿ARM架构处理器来PK一下x86的处理器,就以我自己使用的T420的双核四线位Windows7系统下Linpack测试的测试成绩是27.7470GFlops=27747MFlops,还记得上面瑞芯微RK3066的得分吧?就算是100MFlops吧,看到它们之间的差距了吧,只能说ARM架构的处理器要想超越x86架构还有很长的一段路要走,但是只要保持低功耗的特性就会在市场上有一席之地。

  其实笔者是很想在这次测试中加入iPad来做对比的,为什么这么说呢?因为对于一款平板电脑来说,浏览网页应该算得上是它的主要职责之一了,但是之前的那些单核处理器根本无法满足网页上那些HTML5标签、CSS样式、JS脚本和Flash等元素的需求,那种超于幻灯片的卡着实令我们蛋疼。所以从现在开始,流畅的网页浏览体验就不再是iPad的专利了,双核Android平板也可以做到。

  从上面的表格中可以看出晶晨AML8726-M和下面的高通MSM8260等四款处理器基本处于同一档次,1000分左右的成绩中规中矩,实际的浏览体验也是要稍逊一筹。这里最值得一提的就是三星的Exynos 4210,1203分的成绩不是特别突出,但是用过三星Galaxy Note或者Tab 7.7的网友应该都会为它内置浏览器的流畅度说赞,即使在开启Flash的情况下缩放和滑动效果依旧要比iPad的Safari浏览器流畅,至于那个瑞芯微RK3066笔者真的不知该怎么解释了。。。

  GLBenchmark,本次横评测试中可信度最高的测试软件,作为一款全球媒体都非常青睐的测试软件,GLBenchmark的着重点主要在GPU测试部分,通过对OpenGLES2.0性能的考察来评判一款处理器GPU性能的好坏。

  它的流行一是可以在试完毕后把得出的成绩上传到GLBenchmark的官网上供全世界的网友和业内人士进行对比,值得一提的是正是因为它在上传成绩的时候也会把设备信息一同传到服务器上,所以GLBenchmark也成为了媒体发现那些还未公布的新机与新系统的途径之一。

  除此之外另外一点就是它独有的Offscreen模式可以通过模拟720P的分辨来来拉平不同处理器在进行对比测试时因为显示屏分辨率不同而造成的误差。也就是说在Offscreen模式下,处理器会把需要渲染的显示画面按1280×720的分辨率来算,这样我们也就好对比不同处理器的性能差别了。

  无论是在OpenGL-ES1.1的Pro场景还是OpenGL-ES2.0的Egypt场景,采用四核Mali-400MP图形处理芯片的瑞芯微RK3066和三星的Exynos4210都有不凡的成绩,虽说在Offscreen模式下我们看不到真实的测试画面,但是Egpyt场景下40帧以上的成绩也表明了它足以应对市面上95%以上的大型3D游戏。

  除了两款采用四核Mali-400MP的处理器外,接下来紧随其后的就是采用双核Mali-400MP的晶晨AML8726-M与新岸线帧的小幅领先,从厂商给出的技术文档中显示NS115采用了异步双核图形处理器,能够充分利用总线带宽,可以更好的发挥每个核的工作效能,估计这也就是它小小超越晶晨AML8726-M的原因了吧。

  和DIY领域相似,就像我们总是更钟情于3Dmark的跑分一样也更重视这些处理器的GPU测试成绩,那么这款NenaMark2也是一款老牌的OpenGL性能测试软件,老版的NenaMark1是针对OpenGL-ES1.1规范设计的,那么最新的NenaMark2就是为OpenGL-ES2.0而来了。

  由于有了GLBenchmark的存在,所以它变得也就没有那么必要了,NenaMark2也有比GLBenchmark做的好地方,一是可以记录一下一台设备测试结果的最好成绩,二是可以在测试完毕后给出一张来来自官方统计的对比图表,这样我们就能够大概的判断我们手中平板GPU的能力到底有多强了。

  由于NenaMark2在测试结束后会自己生生一份测试表格,所以再把笔者的测试成绩和NenaMark官方给出的成绩对比之后发现同样是采用高通Adreno220显示核心的MSM8260一个是24.6fps另一个则是高高在上的54.1fps。除此之外在GLBenchmark中表现不相上下的三星Exynos 4210与瑞芯微的RK3066这次却拉开了一些差距,于是笔者开始分析其原因。

  为什么会产生这样的差距?通过观察不难发现,NenaMark2给出的对比图表中第一位的三星GS2手机是T-Mbile版的,采用的是高通MSM8260 1.5GHz的处理器,相比笔者手中测试的这款平板的处理器要高了0.5GHz,那么瑞芯微与三星的情况也是同理,所以NenaMark2的测试成绩还是跟处理器的主频有一定关联的。所以NenaMark2的参考价值并不大。

  经过几轮的测试过后,瑞芯微的RK3066平台成为了本次横评的最大黑马,然后就是独树一帜的三星猎户座Exynos4210和名不见经传的新岸线,不难看出这三颗主频超过1.4GHz的处理芯片在6款测试软件的轮番轰炸下凭借高主频的优势脱颖而出。另外较为悲催的是高通的MSM8260和晶晨的AML8726-M,拥有较高主频型号的MSM8260这次是以1.0GHz的频率来参与PK的,只能说它输在了起跑线nm的制造工艺使得高主频型号的良品率降低不少。那么售价最低的晶晨AML8726-M解决方案凭借中等偏上的硬件配置表现却和上一代双核处理器难分伯仲,尽管它确实很便宜吧。

  就像Android系统的发展一样,ARM架构处理器的发展之快也让我们有点跟不上时代的节奏了。去年10月Android4.0发布至今究竟有多少平板上跑得是最新的Android4.0系统?那么从台积电方面传出的最新消息称,它们最新的28nm制造工艺已足以使Cortex-A9核心的频率提升到3GHz,除此之外高通、英伟达、德州仪器的四核方案也都已经曝光或者上市,其中德州仪器的OMAP5系处理器已经开始采用最新的Cortex-A15架构了,虽说这些处理器还不能迅速普及,但是它们的出现让我们看到了平板电脑的未来,它虽说不会取代传动笔电的市场地位但是越来越强大的它定会有更多的发展空前和市场份额。

  文章的最后是几个有关ARM架构芯片组的关键词做个简单的解释。明白了这些名词我们也就能够大概的了解到有关ARM架构处理器的一些信息了。

  SoC是System on a Chip的缩写,直译过来也就是芯片上的系统的意思,当然此系统不是我们常说的“操作系统”,它只是一系列处理单元的集合体。像我们平常所说的Tegra2处理器,它不同于PC平台的处理器。那个被我们常称作CPU的处理器仅仅是负责整个PC平台运算任务的,当然现在也集成了内存控制器,但是它的功能还是相对单一的。

  核心是CPU和GPU:而在SoC范畴内的处理它集成了通用处理器的CPU,图形显示核心,内存控制器等重要组件。所以它不像传统PC平台上的CPU,而是更像去掉了机箱那块插满零件的板子。而由过去PC上的经验,我们可以得出这样一个结论,就是评定一款SoC片上系统总体性能好坏的两个重要因素就是CPU和GPU。

  ARM是一家公司:一说起ARM,也许对于很多人对其还很陌生,脑海里的印象中它应该一种移动平台的处理器架构,就像PC平台的Intel和AMD的X86。不过和X86不同的是,ARM也是研发该架构的公司的名称,全称为“Advanced RISC Machines”,直译为先进的精简指令集机器。与Intel自产自销的做法不同的是,ARM公司并不自己生产芯片,而是把自家先进的处理器设计方案以授权的方式卖给了其它具有处理器生产能力的芯片制造商。

  ARM是一套指令集:上一段文字中我们引入了RISC(精简指令集)的概念,这也是和以X86为代表的CISC(复杂指令集)所对应的。那么ARM其实就是一套精简指令集,ARM架构也就是以ARM指令集为核心的一个32位元精简指令集中央处理器架构。同理X86架构亦是如此。

  Cortex-A9才是真正的架构:除了ARM架构之外我们还经常地听到Cortex-A9架构,那么这个又要怎么区分呢?之前我们说过ARM是指令集,那么Cortex-A9就是基于ARMv7指令集的处理器架构,就好比Intel的“SandyBridge”架构与NVIDIA的“开普勒”架构。所以在我们谈论处理的时候直接说A9就足够了,不知道笔者这么说大家明白了没有。好了这些关键词笔者已经简明扼要的介绍完毕了,那么大家应该也能从中推理出一个结论,也就是市面上这些主流平板的采用的双核处理器都是基于ARMv7 Cortex-A9架构设计而来的,至于采用什么样的布局和制造工艺,搭配什么样的处理器就因厂而异了。

  不管之前的文章怎样,笔者还是要在这里像大家简要的介绍一下此次参与测试的几款芯片,顺便也来回顾一下双核处理器的特性信息。

  通过把一个进程分担给两个核心去处理,每颗核心的利用率提高了,同时也降低了单核满负荷运转时带来的功耗消耗,再加上架构的与制作工艺的提升双核处理器已经全面超越了单核处理器。以移动处理器厂商英伟达为例,其双核处理器Tegra 2就比其单核版的功耗少了近40%。

  平板电脑身为使用智能操作系统的产品就不得不提到多任务处理器能力,在单核时代唯有提供更多的内存才能满足后台应用的数据交换,但是随着内存的增大,即使是满负荷运转的单核处理器也是力不从心了。那没有了双核处理器之后多出来的核心可以分担一部压力,同时在运行单个程序时也更为高效。

  单核心处理器在满负荷处理任务的时候,是很难再运行另一个任务的,所以在这种情况下,机器会产生卡顿现象,从而降低了用户的操作体验。而双核处理器通过合理的规划任务,使得在一个核心工作时,如果需要运行新的任务,系统会立刻分配给另一个不在工作的核心来完成这个任务,所以操作体验要好很多。

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