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从技术上谈谈小米手机到底差在哪里

   时间:2012-03-16 20:31:07 来源:中文业界资讯站编辑:星辉 发表评论无障碍通道

 其实对配置这个概念理解不深入的人,看处理器也就是CPU,只看有几核,以及处理器的时钟频率。确实,这两个数据是比较重要的。在小米的发布会上,小米科技谈到,就当时,mi-one所搭载的处理器是一块时钟频率为1.5Ghz的,用他们的话来说比时下最牛叉的双核CPU性能还要高出20%的处理器。那么实际情况是否如此呢?我们来慢慢解答。

为了能够反映实际中的情况,我们拉来一个比较伙伴——魅族MX。

之所以找魅族MX,是因为两者均为国产争议比较大的机型。而且小米手机(Mi-One)官方报价1999,魅族MX官方报价2999。如果购买香港的水货,小米基本可以1700左右的价格拿到,对很多人来讲是非常有吸引力的。

另外,比较简略谈的,我们拉来iPhone4S作为这个理论比较的另一方对比,让你知道小米手机到底身处一个怎样的配置档次。

我们可以先谈一谈背景。其实对配置这个概念理解不深入的人,看处理器也就是CPU,他只看有几核,以及处理器的时钟频率。确实,这两个数据是比较重要的。在小米的发布会上,小米科技谈到,就当是,mi-one所搭载的处理器是一块时钟频率为1.5Ghz的,用他们的话来说比时下最牛叉的双核CPU性能还要高出20%的处理器。那么实际情况是否如此呢?我们来慢慢解答。

另外,我想说,拿魅族MX来比较其实并不客观,因为魅族MX出的时间比小米要晚一些。电子科技行业只要有半个月的时间差距可能在性能上就有比较大的差异了,这是当代技术更新迅速的一个表征。

小米手机的发布时间是2011年的8月16日。魅族MX的发布时间是2012年1月1日。(另外,除了三星的猎户座处理器发布是在11年10月份,晚于小米手机。其他各种主流双核的发布都比小米手机要早;再另外,虽然iPhone4S的发布时间是2011年的10月份,但iPhone4S所采用的这块A5芯片早在2011年的3月份就已经在iPad2上采用。)

有了这些背景,我们再来具体谈谈小米手机。

甲、关于小米科技谈到的1.5Ghz的处理器

小米手机(Mi-One):高通Snapdragon MSM8260 1.5Ghz双核处理器

魅族MX:三星Exynos 4210 1.4Ghz双核处理器(猎户座)

iPhone 4S:苹果A5 1Ghz双核处理器

——基础知识我就不谈了,虽然做处理器的厂商很多(有高通、德州仪器、意法爱立信、三星以及苹果),但这些处理器的完成都基于ARM的设计图纸。ARM所给出的方案有很多种,具体采用哪种就是各制造商自己的事情了。

魅族MX的这颗处理器出产的时间可以说是双核处理器中最晚的,由三星打造,基于ARMCortex-A9,其核心包含两颗基于A9的主频为1.4Ghz的处理器,同时运作同时处理。——在代号上,我们又把它称作猎户座。而且在双核处理器领域,除了苹果的A5,这颗处理器的成本可以说是最高的,芯片面积非常大(面积可直接决定成本)。另外,与其他双核处理器不同,他提供了对内存DDR3的支持,这是其他处理器都不具备的...

其实处理器的性能不仅仅由处理器实际可负载的运算和效率决定,有一个东西叫做通讯总线也非常重要。也就是当手机有数据需要进行处理时,数据从内存被搬到处理器里进行处理的这个时间往往起到重要作用,那么搬运这些数据的通道,如果同时可容纳通过数据的量不够大,即便处理器本身有着很牛叉的处理能力,也会由于搬运工的工作效率低下而没办法即时收到。——这就好比有一个人,他制作一件手工的速度、效率质量都非常高,原材料也非常充足,可惜原材料从出厂到他手上的搬运工不给力,一次只能运输少量的材料,那么这个人即便能力很好,所能产出的手工也就不是那么多了。

在这一方面,三星在他们的关键技术列表中写了内存带宽6.4Gb/s的速度,这说明总线宽度是非常惊人的,也就是搬运工非常给力,虽然三星没有给出详细的参数,不过从他的硅片面积那么大,就可以看出通讯总线的位宽非常到位。相对来讲成本和能耗就更高一些了。

其实采用猎户座处理器的手机不是非常多见,而且三星自己的产能也不是很跟得上,除了能供给自己的手机采用,很少有其他厂商会用三星的芯片。采用Exynos4210的明星机有三星GalaxyNote (i9250),以及Galaxy SII(i9100),这些都是当下安卓阵营里机皇级配置的机型,售价自然也在4000以上。

小米的这颗高通MSM8260在双核的架构上跟魅族MX的猎户座就不一样。高通在获取ARM的授权方式上跟传统的三星、德州仪器有差别,不仅是架构授权,高通可能支付高达千万美元的自由架构更改授权费用。所以高通自行对ARM处理器设计的架构进行了他们觉得更为优化的处理,从这一点来讲,其实高通有着得天独厚的优势,加上高通自己手里还有不少通讯技术,制造CPU高度整合通讯模块节约成本,令处理器有最优化的表现。

在处理器单核时代(也就是只有一个核心),ARM的CortexA8架构是绝对的王者(前面我们谈到,三星猎户座处理器是A9架构)。在2010年,大部分旗舰机型,以及所有芯片制造商都毫无例外地采用了A8架构来制造处理器。而跨入2011年,安卓阵营集体进入双核时代,A8就逐渐被淘汰了,因为A8本身是不支持多核技术的,所以大家都开始选用在效能以及能耗上比A8高出几个数量级的A9架构。

我想,可能是高通不想浪费那么昂贵的授权费用,所以总在自己对ARM的原有架构进行修改,以期处理器有更好的表现。所以在A8时代,他们就对自己的处理器进行了内核上的优化。进入双核时代以后,他们并没有像其他制造商一样采用A9架构,而是对A8架构进行了一次技术上的修改完成双核处理器的制造,高通修改版的A8架构叫做Scorpion。

其实这种修改还是比较积极的。例如说乱序执行。——在A8架构上没有所谓的乱序执行能力,不过A9则全面支持任务的乱序执行。所谓的乱序执行,就是说,以前的处理器都对提交上来处理的任务一个一个处理,处理的顺序是先来后到的,排在后面的任务绝不可能被先处理。——而乱序执行,则是说,处理器在看过正在排队的所有任务时,会自行决定对哪个先处理,哪个后处理(这是因为常常处理器正在对某个任务进行处理时占据了某种模块或功能,当处理器在看下一个任务的时候发现,下一个任务也需要正在被占据的模块,对于不支持乱序执行的处理器而言,他就会等着,等手头的任务处理完再处理下一个,因为他觉得没办法,而且又要先来后到,而对支持乱序执行的处理器来说,他就会挑一个排在后面不需要现在被占据模块来处理的任务先行处理,以期达到效率的最大化。

高通的Scorpion内核正是对A8这种不支持乱序的执行就行了某些改动,令他部分可支持乱序执行。注意,是部分支持,而非全部,这是由架构的局限所决定的。因为实际上,乱序执行是有前提的,就是被先处理的任务必须与先前的任务并没有那么大的逻辑关系才成立。比如说我这条任务的处理实际上是需要排在前面的某条任务的运算结果的,那么处理器也不可能先执行这条任务。——Scorpion没法很好地识别这种逻辑关系,所以只局限于部分的乱序执行能力。

但是A9架构就能完整地实现乱序执行,所以在这方面,Scorpion是要弱于A9的(刚刚有谈到,魅族MX所采用的三星猎户座处理器就是几乎A9架构的)。另外,本身在单位时间内可执行的指令数目A8就比A9要弱约25%,虽然高通改进A8后的Scorpion略微提升了指令执行的能力,但和A9仍有一段差距。虽然高通企图通过增大主频来弥补性能差异,但仍是力有不怠,而且还提升了功耗。

再来,令小米粉丝失望的是。高通的Scorpion虽然造就了MSM8260这样的双核处理器,但在双核处理的方式上也与基于A9的三星猎户座(以及所有基于A9的双核处理器)都有不同。MSM8260进行一种叫做异步双核处理的处理方式(ASmP),而三星猎户座则进行同步处理。——这两者究竟有什么差别,其实很简单,把模型说得简单一点,猎户座所支持的同步处理是说,因为处理器有两颗对等的核心,所以这颗处理器可在同一时间内执行两条指令——这个应该是双核处理器制造的根本。

不过高通的MSM8260(小米所采用的处理器)则不能这样处理数据,所谓的异步处理是说,当双核中的一个核心在处理数据的时候,另一颗只能闲着。MSM8260的两颗内核彼此之间是独立的,他们甚至可以运行在不同的频率下,并且维护自身的缓存,——就这一点来说,在功耗上是更为有益的,因为两颗核心不需要同进退。而且两颗内核是“轮流”当班的,他们不会一起处理数据。——其实这个问题是比较严重的,两个人轮流干的效率怎么能比得上人家一起干的效率呢,事实也确实如此,这种悲剧甚至比上面在执行能力和乱序执行上造成的差距更大。

 最后,高通的MSM8260处理器二级缓存(L2:512K)也只有三星猎户座(L2:1M)的一半,综合乱序执行能力(小米仅支持部分乱序执行,魅族支持完整的乱序执行),以及单位时间内可执行的指令数,和同步与异步双核处理的差距。——理论上,单处理器这一项,魅族MX所采用的三星猎户座双核就甩开小米好几条街了。(当然,这么说可能不客观,毕竟猎户座出的时间晚,但是比小米发布更早的德州仪器OMAP4430以及英伟达Tegra3,还有一会儿要谈的苹果A5处理器,都是基于A9架构的处理器。)

采用高通SnapDragonMSM8260双核处理器的明星机型有HTC的G14(sensation)、惠普的TouchPad(这是寡人在用的平板,虽然touchpad的双核实际上是APQ8060,但实际就是去除了通讯模块的msm8260)。

最后提两句,iPhone 4S的A5处理器也是基于ARM Cortex A9架构的,这方面和三星猎户座一样。重要的是,苹果这颗名叫A5的处理器,硅片面积是最大的,可见在用料上是比较充足的,成本比猎户座更高,加上对 iOS系统的优化,在对ARM架构的改造上才真正意义上做到最优化的处理。小米官方说他的处理器能力堪比iPad2和iPhone4S,绝对是欺负消费者没有识别力,只看时钟频率这1.5Ghz的数值。

乙、多媒体和显示芯片

小米:Adreno 220

魅族MX:Mali 400MP(四核)

iPhone 4S:PowerVR SGX 543 MP2 (双核)

多媒体其实是高通最大的长项。小米的这颗显示芯片被集成在MSM8260下,也是高通自己制造的。对Adreno220的数据其实特别模糊,高通一向是恪守关键技术指标的,尽管他会报一些比较唬人的官方数据来告诉大家这颗显示芯片又多么牛叉,从跑分情况来看,也仅仅就是还不错,但这是一颗从ATI收购而来的图形处理方案,在多方数据不够明朗的情况下,往往实际使用体验才显得更加可靠。在网上翻一下数据会发现,各家说法都有比较大的出入。

三星的这颗Mali 400MP是基于标准ARM架构的显示芯片设计方案,不过他的出现是比较少见的。在纹理贴图多方面第三方游戏的支持兼容性比较差。不过这个显示芯片在硬件指标上看起来比小米的Adreno220要高出很多,而且主频较高,像素填充率傲视大部分双核时代的显示芯片。 mali400貌似是四核的显示芯片,就这一点高出其他设备一截。可惜兼容性差一些,在实际的使用中,尤其是大型3D游戏的支持就会相对差一些。

   处理器上有一个单元叫做多媒体扩展指令集,这是做什么用的呢?实际上多媒体的解码对当代移动设备的处理器来讲是一件比较麻烦的事情,而且用户对播放视频、流媒体音乐等等都有在移动设备上较高的要求,如果把这些数据的处理都完整地交给处理器和显示芯片进行比较即时演算,无疑加大了处理器的压力。所以制造商给出了多媒体扩展指令集的概念,把这部分功能从处理器脱离出来单独行程一个部分,一旦用户需要进行多媒体操作,那么就直接主要从这里面执行就好了。—— ARM的多媒体扩展指令集叫做NEON。

在魅族MX所采用的三星猎户座处理器上,双核的每个核心都有一个自己单独的NEON协处理器来进行多媒体的处理,加速多媒体计算性能。——小米所采用的高通MSM8260也不例外,而且高通还把这个协处理器的位宽增加到了128bit,三星的猎户座是64bit,但从NEON协处理器的角度,这致使小米两倍于魅族MX的多媒体实现,令协处理器可一次性处理两倍的数据(仅从NEON的角度考虑,未列入处理器和显示芯片的考虑)。

最后我们再简略说一些iPhone 4S,——A5所采用的显示芯片是PowerVR SGX543 MP2,这是一颗双核显示芯片,我想说,不管是兼容性还是硬件指标,都不是前两者可以比拟的,加上用户体验,甩开前两个(魅族MX和小米)几条街是分分钟的事情。不信的话,自己去查一下指标就晓得了,mali400虽然宣称四核,不过每个单核的频率是比较低的,加起来也并非543双核的对手。

丙、 屏幕

小米:ASV 800x480 4'屏幕

魅族MX:ASV 960x640 4'屏幕

iPhone 4S:IPS 960x640 3.5'屏幕

就屏幕精度来看,像素密度肯定是魅族MX更高,因为屏幕一样大,但是魅族MX的分辨率更高,所以魅族的文本显示精细程度肯定要优于小米,但能优多少,就不见得了,这俩数量级并没有拉开很大的差距。不过我觉得很费解的一点是为什么魅族在这方面要跟着iPhone 4的脚步走。

人家iPhone 4是为了兼容上三代iPhone的分辨率(480x320)的应用,以便在使用iPhone4的当下就可以提供对过去应用的很好兼容性,因为分辨率正好提升了四倍嘛,所以以前老的应用基本不需要修改就可以直接在iPhone4上获得比较好的支持。那请问魅族MX您老是什么意思呢?您老以前可没有这种分辨率吧?我看世界上除了苹果和魅族以外,再也没人会用960x640这种分辨率了吧?黄章同学抄袭也抄得明白点儿啊。

从屏幕材质来说,其实ASV都只是显示技术,这种技术来自夏普,他们并不是屏幕材料。而且ASV显示技术也未必会用到夏普的CP面板,所以这个比较很难有定论,只能去问他们的屏幕生产车间主任...

还是简单说说iPhone 4S,iPhone 4S和4一样都用了IPS面板,就技术上并没有比采用CP面板的ASV屏幕高级,不过实际情况是可视角度各方面都比前两款手机要好。且3.5'屏达到 960x640的分辨率,屏幕的精细程度就要好于前两者了。而且iPhone的这块屏幕还采用了Retina技术,在子像素上有做文章,这是属于苹果自己的技术,令文本阅读的体验更好了。

丁、其他各项

其余在做工等等方面我是不太关心的,不过摄像头可以说一说,iPhone4S的800万像素摄像头依旧采用了他们老一套的背照式CMOS技术。在表现上比小米和魅族肯定要好,这个不是我自己乱说的,有兴趣的自己去看一下拍照样张就知道了,是质感方面的差异。另外魅族MX的外观我个人觉得挺不错。

另外一点值得一提的是,我特意去查了一下资料发现,魅族MX采用的是DDR3的1G内存,而小米是DDR2。——这在前面谈到了,也是由三星和高通芯片的差异导致的。

在小米的MIUI方面,不知道雷军同学哪里去把魅族的设计组也搞过来给自己设计了一把,这样就显得魅族的痕迹非常明显了,怪不得黄章同学气得直跳脚,说雷军同学无耻了,不过这俩人都把自己定位为中国的乔帮主,也不是什么好货(呃...煤油和米粉,请饶了我)...

戊、总评

我觉得没什么好总评的,看完上面的,各位自然有自己的想法了吧。有人说高通的MSM8260异步处理功耗更低,但小米的主频是1.5Ghz,能低得了吗?而且异步处理表面上看,单位时间内的功耗是低了,但处理同一条指令的周期却更久,时间一长,你的功耗更低还怎么去体现呢?

有人说性价比的问题。其实小米刚出来的时候性价比确实是不错的。不过已经过去半年多了,还是维持1999这个价格,似乎性价比就逐渐不是那么好了,而且真的是不太好了...

至于和iPhone的差距,许多不太懂技术的人还整天厥词大放说iPhone4/4s的配置如何烂,比小米魅族差云云。价格的差距并不但体现在苹果对市场的控制力度上,在这里我们甚至还没加入用户体验的内容,这不是国产手机的问题,而是整个安卓阵营和狗粉的问题。

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