CES2013芯片战中最彪悍的处理器盘点

摘要：  不让Apple iOS Device专美於前，除了Google為首的Android、Microsoft的Windows 8 RT等针对行动装置需求开发的嵌入式系统外，在终端使用者装置上所应用的运算解决方案，已从单核心整合处理器，渐渐改以双核中高阶应用处理器作為核心解决方案。在CES2013中，多家行动晶片、平板电脑大厂，也将最新的四核、甚至八核心处理器技术作為新一代產品的开发标準。

关键字：  核心处理器，  嵌入式处理器，  CES

Apple以iOS进行整合的各式行动装置，从原有的A4、A5等系列处理器，自单核心进阶升级至多核心解决方案，一方面透过提升核心处理器的运行频率与架构改善整体效能，另一方面也透过多核心的SMP处理架构将原有的方案，而这种使用处理架构的核心整合，不但使原有的载板可以在最小改动下大幅将整体运行效能以近於倍增的效果提升，也可以成為行销產品的重要亮点，也成為近来行动终端装置的產品设计趋势。

Snapdragon　800系列嵌入式处理器受惠新製程改善，运行时脉可提升至2.3GHz。Qualcomm

Samsung　Exynos　5　Octa為採八核架构之嵌入式运算方案。Samsung

行动装置多核成潮流 晶片大厂竞推多核方案

而此多核心导入设计应用的潮流，在CES2013展中更為热门!以2013的CES展中，行动晶片大厂纷纷以比效能、比核心数等技术导入，展示目前研发中的前端嵌入式处理器技术!例如，NVIDIA就推出号称全球速度最快的Tegra 4嵌入式处理器，Qualcomm发表四核心800系列嵌入式產品，Samsung则更夸张，直接将嵌入式处理器的竞争门槛拉高到八核心规格，预计将在Exynos 5 Octa嵌入式处理器中率先推出首款整合八核心技术解决方案。

先检视Samsung最新八核心嵌入式处理器方案，以CES初次曝光的Exynos 5 Octa產品来说，為整合两组四核心运算单元的整合晶片，等於是由两组四核处理器再利用封装技术整合成一个八核心的运算架构;而Exynos 5 Octa為以ARM的big.LITTLE技术架构為基础，内部架构為由一组佔位较大的四核心Cortex-A15嵌入式运算区块来进行负荷较重的运算工作，而再由另一组於晶片中佔位较小的四核心Cortex-A7嵌入式运算区块，来进行低负荷的运算工作。

Exynos 5 Octa八核设计 兼具效能与低功耗要求

Exynos 5 Octa八核设计的主要概念，為利用最新的半导体科技与封装技术，将多核心的设计方案以行动装置所需的效能改善与维持低功耗设计目标，利用将异质核心的高度整合，达到可同时满足高负荷运算所需的高效能表现，同时也可在低负荷运算时儘可能利用低负载的运算核心，达到最省电的运行表现，让即便终端装置為求提升產品性能的同时，也可达到接近现有中、低阶运行效能產品才能达到的低功耗表现。

基本上Exynos 5 Octa新款嵌入式处理器，其实是等於两组四核心嵌入式运算区块的再整合，由系统判断用户目前的操作情境与效能需求，例如，在不需高效能的电子邮件、文书处理运行需求时，由四核心Cortex-A7嵌入式运算区块进行主要操作，避免高效能核心运行功耗影响產品电池续航力，而当使用者在进行大量3D游戏、HD影音解码播放时，Exynos 5 Octa转由四核心Cortex-A15嵌入式运算区块来进行负荷较重的运算工作，藉此释出最大化嵌入式处理器的效能。据Samsung所提供的数据参数，Exynos 5 Octa经过实测，除在效能上的大幅提升外，其核心运行节约效能条件下还能较前代Exynos 4嵌入式处理器提升70%效能表现。

Tegra 4 升级72核GPU 為整体效能提升关键

除Samsung大动作发表八核心处理器產品外，NVIDIA在CES2013也将原本於2012推出的Tegra 3进行架构修改，推出的新款Tegra 4同样採取四加一核的设计方案，抢攻嵌入式行动装置的多核处理器市场。

NVIDIA声称Tegra 4為全球最快的嵌入式多核处理器，若以Nexus 10的终端装置对比Tegra 4的参考设计，Tegra 4参考设计平台以相同的工作程序进行比较，仅需前代应用平台的一半的时间就能将工作完成，等於有近1倍的效能改善。

以NVIDIA内部的测试评估，新款Tegra 4效能表现，对比iPad 4產品表现，其Tegra 4参考平台在相同的测试运行条件下，运算效能有10~20%胜出，对比Nexus 10平台，可有近1倍的效能提升，对比使用TI OMAP方案的Kindle Fire HD，甚至有超过3倍以上的效能改善。

在Tegra 4最大的架构提升，其实除了运算核心的相关升级外，在GPU部份也利用多核技术方案进行大幅效能提升，尤其是新GPU使用多达72个显示处理器，同时搭配28nm晶片製程处理，使新款Tegra 4处理器可以达到较前代Tegra 3嵌入式运算平台多6倍的效能差距。

此外，Tegra 4也改用Cortex-A15嵌入式核心解决方案，对整体运算效能也有大幅改善效益，另与Tegra 3最大不同是，Tegra 4这回将LTE网路应用也整合到嵌入式处理器中，这对於终端產品设计来说，使用Tegra解决方案可以用更小的载板空间，即可开发具LTE支援能力的应用平台。

针对行动装置使用情境 进行產品重点升级

Tegra 4受惠於高效Cortex-A15嵌入式四核心高效处理架构、整合72核心的显示处理GPU，在行动装置的影音处理效能有极大的效能提升!像是以往行动装置在处理前/后镜头的拍摄程序时，大多仅能做到1~2s/frame的拍摄表现，在新款导入Tegra 4多核嵌入式解决方案的应用平台，则可将利用终端装置拍摄的处理效能，进一步改善达到至少0.2s/frame表现，等於在嵌入式行动装置的拍照、摄影应用可以获得10倍以上的效能改善。

同时Tegra 4的效能餘裕，应付行动装置的常规运算也多了更大的进阶功能整合空间，像是採行Tegra 4嵌入式运算方案的终端设计，甚至可以使用现有的加速运算效能做到「Always-On HDR」摄影功能支援!因為以往如iPhone 4/4s等行动装置，若开啟HDR拍照功能改善环境光线不足的拍摄需求，大多会因為繁重的HDR影像即时处理让行动装置的拍摄反应变慢，而採行Tegra 4多核嵌入式应用方案的终端装置，因為有效能的倍增助益，加上针对HDR图像处理的多核加速技术，可让HDR拍摄技术全时运行而不会影响行动装置操作与反应。

另在新款Tegra 4处理器中，虽然导入了四核心Cortex-A15嵌入式核心解决方案，外加一组单核心，维持四加一核设计方案，而為了整合LTE的通讯应用，在多核架构中首度导入Soft Modem技术，透过Soft Modem技术技术支持，还可将传统的基频晶片体积大幅缩减40%，藉此增加行动装置產品导入Tegra 4多核心嵌入式处理器的使用效益。

Snapdragon 800时脉达2.3GHz GPU效能进一步提升

Qualcomm也在CES推出新一代的Snapdragon 800、600、400、200系列嵌入式处理器，其中锁定高阶应用市场的Snapdragon 800系列嵌入式处理器產品，处理器运行时脉将会採取2.3GHz，透过运行时脉的大幅提升，对於Snapdragon应用方案也有极佳的效能升级助益。

Snapdragon 800系列在嵌入式核心已改用Krait 400，Krait 400為四核心处理器方案，搭配台积电最新28nm HPm製程，运行时脉可提高至2.3GHz，同时也针对L2快取记忆体配置重新最佳化，另在应用架构上针对主记忆体的存取延迟进一步改善。

Snapdragon 800在外部记忆体支援上，可支援双通道LPDDR3 800MHz元件，而左右多媒体加速表现的GPU整合设计，新的Snapdragon 800嵌入式处理架构，在GPU改以部分Adreno 330核心进行重点强化，而Adreno 330的绘图效能為Adreno 320高50%，对整体运算效能也有不错的提升效益。

另Qualcomm以累积大量无线应用方案经验优势，在新款Snapdragon嵌入式处理器方案中整合目前最新无线网通技术，例如LTE、IEEE802.11ac外，也支援最新的USB 3.0版本，同时显示性能在导入Adreno 330核心后，也可提供应用平台支援4K(Ultra HD，Ultra High Definition)的影片录製、播放(30frame/s)运行性能，同时支援行动装置显示输出可达4，096 x 2，304，高效能表现也可应付如DTS-HD、Dolby Digital+多媒体音效解析、播放技术。