双核实战四核手机 骁龙S4对比Tegra 3

MWC2012让手机进入了四核时代

    2012年，智能手机进入了四核时代，从年初的MWC(世界移动大会)开始，各家手机厂商及处理器厂商都是摩拳擦掌，这四核之战也是再所难免。

    说到四核处理器，就不得不提这全球首款移动四核处理器——英伟达Tegra 3了，作为最早上市的移动四核芯片，英伟达可以说对Tegra 3信心满满，之前的HTC One X也是展现了其超强的性能。不过虽然还未发布四核芯片，但高通却对其骁龙S4双核芯片也充满了自信，表示这款双核处理器有着不输四核处理器的超强性能。

四核Tegra 3大战双核骁龙S4

    俗话说(原谅笔者这个大俗人吧，我实在太喜欢用这种句式了)：“是骡子是马拉出来溜溜”本文除了参数和理论的解析，还将以客观的实际测试还原给大家一场真实的“核战争”。

带你认识28纳米的Krait架构

    关于高通的骁龙S4处理器，坊间一直争议不断，所以笔者觉得在正式对比前，有必要详细介绍一下它。以高通MSM8960处理器为例，它属于骁龙S4系列，采用了高通新一代双核心1.5GHz CPU，架构变成了基于ARMv7-A的“Krait”(金环蛇)，关于这点，网上有很多说法，其架构到底是Cortex-A9还是Cortex-A15有着极大的争议，其实根据官方资料，准确的说，骁龙S4的Krait架构，其实是高通独立定义自己的架构，整体性能大约达到Cortex-A15的百分之九十水平，属于类Cortex-A15架构，于是便有了骁龙S4是Cortex-A15架构的民间说法。

高通骁龙S4处理器

    解决了架构的争议，我们再来好好看看高通骁龙S4处理器的一些重要指标，同样以高通MSM8960为例，它采用了目前最高级别的28纳米制造工艺，这也决定了其功耗控制能力与执行效率不是其他45纳米双核处理器可以比肩的，就连英伟达Tegra3这种40纳米的Cortex-A9四核处理器也是矮它一头。此外，高通MSM8960还拥有支持全球所有通信制式的新基带，这个逆天的功能也是其它处理器所不能及的。

高通骁龙S4结构图

    此外，目前MSM8960挂载的Adrero 225图形芯片，虽然型号高于Adrero 220，不过高通最强的Adrero 320来说还是差上了一截。Adrero 225拥有130m/s多边形生成，760m/s像素生成，314mp/s 3D渲染的能力，相较Adrero 220，高通也给出了性能提升百分之五十这种简单的说法，不过鉴于Adrero 320可能要到年底才能上市，所以Adrero 225应该就在很长一段时间内占据着很大的市场份额。

Adrero 225

首款四核傲视群雄

    介绍完挑战者骁龙S4，我们再来认识下今天比拼的另一主角——NVIDIA Tegra 3四核处理器吧。作为全球首款移动四核处理器，Tegra 3仍采用台积电40nm制程工艺，四核心最高频率1.5GHz，单核最高1.4GHz，根据官方介绍，Tegra 3的CPU性能最高可达Tegra 2的5倍，“已达PC级别，赶超桌面端的Core 2 Duo T7200”。内部集成12核GeForce GPU，GPU性能是Tegra 2的3倍，并支持3D立体显示。同时，其四核理论功耗也比双核的Tegra 2更低。

    Tegra 3技术规格

    NVIDIA Tegra 3不仅在发布时间上抢得了先机，而且还有着自己的独门绝技。Tegra 3名为“四核”，实际上内部却包含了5个CPU核心，其中一个被称为“Companion CPU core”协核心。NVIDIA将这种架构称为vSMP(可变对称多处理，Variable Symmetric Multiprocessing)，已经申请了专利。

秘密武器——第5颗协处理器

    去年NVIDIA的Tegra 2处理器虽然同样贵为全球首款双核处理器，头顶无数光环，但其境遇却并不算佳，除了因为Android 3.0系统强制性的眷顾，Android平板大多必须使用Tegra 2外，使用Tegra 2的手机产品真是少之又少，就连当初与NVIDIA联手发表爱的宣言的摩托罗拉，在经过蜜月期的甜蜜之后，也是纷纷将旗下旗舰处理器换至德州仪器门下。不够稳定的效率及过高的功耗问题成了制约Tegra 2的关键问题。而NVIDIA也是看到了问题所在，所以我们看到NVIDIA也是为针对以上问题在Tegra 3上做了很多优化。Tegra 3中的5个CPU核心在内部结构上完全一致，均为Cortex-A9架构。不过，其中四个采用高性能制程(G)制造，为更高频率运行优化。而最后一个协核心则为低功耗制程(LP)打造，漏电流更低，为低频率运行优化，最高频率仅500MHz。

Tegra 3构架图

    vSMP动态均衡多核调节技术，其实就是NVIDIA提出的在高性能和低能耗之间的一个折衷方案，该技术允许Tegra 3在不同情况下采用不同的处理方案：在对性能要求比较低，例如待机、视频播放(主要工作在GPU)时，使用伴核；在玩普通游戏、浏览网页、加载Flash等情况下使用单核或者双核；而只有在运行大型3D游戏、进行视频音频剪辑时才会四核满载运行。不过以上技术也只是停留在理论上，而在实际应用中，包括伴核到多核的切换速度、系统端特别是谷歌Android操作系统对多核的优化、数据传输等方面都可能存在问提，所以Tegra 3是否能像官方介绍的那样强悍还需要我们去实际检验。

核心切换

两方悍将终登场

    为了更为公平、客观的展现两款手机的实力，我们也是尽可能的选取了两款硬件规格很接近的两款上述处理器测试机作为对比对象，不过，绝对的公平真的很难实现，我们手中的这款Tegra 3手机分辨率要稍高一些，所以关于图形能力的比拼，笔者也就不作测试了。

    测试机型高通骁龙S4手机英伟达Tegra 3手机处理器高通骁龙S4(MSM8960)英伟达Tegra 3主频1.5GHz1.5 GHzRAM1GB1GBGPUAdreno 22512芯Geforce ulp分辨率qHD(实际540×888)720p(实际720×1184)系统版本Android 4.0.3Android 4.0.3

骁龙S4处理器手机参数

Tegra 3处理器手机硬件参数

综合能力之战

    我想，文章进行到这里，大家也都是迫不及待的一睹这场“核战争”了，下面笔者也就不再罗嗦，我们就选取了目前Android平台下最具代表性的几款性能测试软件，让骁龙S4与Tegra 3来一次最正面的交锋。

    手机性能测试大师

    手机性能测试大师(Quadrant Advanced)是Android平台一款由极光软件(Aurora Softworks)为Android手机推出的性能测试软件，针对CPU、内存、I/O输入输出、2D及3D图像等项目提供了一键式的完整测试，也可单独测试某一个项目。《Quadrant》分为免费版和专业版两种，免费版需联网上传数据才能看到测试成绩，专业版则提供有部分代表机型的参考标准，可以在测试后直接看到对比表。此次我们采用的是手机性能测试大师2.0专业版进行评测。

骁龙S4手机性能测试大师成绩

Tegra 3手机性能测试大师成绩

    总结：

    在手机性能测试大师这个最传统的评测环节中，虽然Tegra 3手机在CPU测试中得到了13478的高分，大大高过骁龙S4手机的8784分，但得益于更好的RAM优化与I/O骁龙S4手机还是以5230的总分力压Tegra 3手机的4993分，并刷新了笔者使用手机性能测试大师跑分的新纪录。这也体现出骁龙S4处理器在CUP、内存调用、I/O转换上综合实力。

核心协同之战

    安兔兔性能评测

    安兔兔评测是一个给Android手机、平板进行性能评测、跑分的软件，它能一键运行完整测试项目，通过“内存性能”、“CPU整数性能”，“CPU浮点性能”、“2D、3D绘图性能”、“数据库IO”、“SD卡读写速度” 8项性能测试，对手机的硬件性能做一个整体评分，让你对所有手机、平板性能有所了解。并可上传分数并查看世界排名，通过世界排名查看分数高的机型，也可查看当前手机的排名位置。

骁龙S4手机安兔兔测试成绩

Tegra 3手机安兔兔测试成绩

    总结：

    到了安兔兔测试这个环节，我们看到，Tegra 3手机的10246分要远远超过骁龙S4手机的6770分，这一差距与刚刚我们看到的手机性能测试大师成绩有了很大的差别，到底是哪个环节造成了如此巨大的差异呢？我们来分析一下。

    Tegra 3处理器虽然不是传统SMP(同步核心)结构，但是其vSMP的处理器结构还是能够让手机在大负荷运作时能够及时同时调用四个核心高速协助。而骁龙S4处理器虽然制程仅有28纳米，有着不错的效率，不过其结构依旧算是aSMP(异步双核)在高负荷状态下两核心之间的协助还是稍有不足。这就足以说明，在合适的应用程序下，Tegra 3还是比骁龙S4要快，而这也要归功于四个ARM Cortex A9核心。

浮点能力之战

    Linpack浮点运算能力测试

    Linpack现在在国际上已经成为最流行的用于测试高性能设备系统浮点性能的benchmark。通过利用高性能计算机，用高斯消元法求解一元N次稠密线性代数方程组的测试，评价高性能设备的浮点性能。

骁龙S4手机Linpack测试成绩

Tegra 3手机Linpack测试成绩

    总结：

    Linpack浮点测试的环节上，结果非常明显，骁龙S4手机的优势极其明显，尤其是在单核心运算的成绩上，虽然两款手机的主频都为1.5GHz级别，但是骁龙S4手机的成绩是Tegra 3手机的两倍之多，甚至也与很多双核手机的多核心成绩持平，这其中的缘由就是，相比Cortex-A9，Krait提供了更快的FPU(浮点运算的处理器)以及改进过的架构缓存和内存控制器。这项测试无疑显示了Krait这个类Cortex-A15架构处理器在浮点运算能力上较传统Cortex-A9处理器有着质的提升。

页面能力之战

    Vellamo浏览器性能测试

    Vellamo是由高通开发的一个基准测试应用，它可以让你对手机浏览器的性能及稳定性进行测试，包括像Java脚本性能、渲染、联网和用户界面等。该工具的结果同样包括多个子项，但我们只取总成绩，分数越高则表明手机对浏览器的优化程度越高，网页浏览体验更好。

骁龙S4手机Vellamo测试成绩

Tegra 3手机Vellamo测试成绩

    总结：

    在这个环节上，两部测试机都采用了Android 4.0.3版本系统，骁龙S4手机Vellamo测试分数不仅大大超越了Tegra 3手机的成绩，还有史以来的将Vellamo测试分数拉至2000大关，骁龙S4手机对于页面浏览上的造诣可见一斑。

骁龙S4与Tegra 3的最佳归宿

    对比总结：

    经过一连串各式各样的性能测试，我们看到，在浮点运算、内存调用、I/O转换上，骁龙S4相比Tegra 3还有着巨大的优势。所以，摘掉核心数的幌子，采用了全新28纳米及Krait架构的骁龙S4双核处理器其实在整体实力上完全有着向英伟达Tegra 3这样的四核处理器叫板的资本，最强双核之称也是名副其实。

骁龙S4

    不过，我们还要看到，由于采用了vSMP动态均衡多核调节技术，相比高通骁龙S4这种异步处理器，Tegra 3的多核心协作能力还是更强些，所以在特定的环境或合适应用程序下，Tegra 3还是比骁龙S4要快。

Tegra 3

    作者点评：

    除了本文中大量的理论参数与实际数据的对比，我们还要看到，两款处理器还平台领域各自有着得天独厚的优势：高通骁龙S4的28纳米工艺，能够更好的控制手机的功耗问题。此外借助高通一直以来在芯片集成上的优势，骁龙S4可以支持全球频段的网络制式，这些都是其它手机处理器所不能及的。而凭借英伟达在显示领域的实力，Tegra 3最大支持的显示分辨率也是达到了2048x1536这种超高规格。所以，根据两款处理器的自身优势，笔者认为，就目前而言，高通骁龙S4更适合手机设备，而Tegra 3处理器更好的归宿，可能会是在平板设备上。

    参数/处理器高通骁龙S4英伟达Tegra 3核心数24枚主CPU加1枚协CPU主频1.5GHz(最高2.5GHz)最高单核1.5 GHz /四核1.4 GHz构架KraitCortex-A9制程28纳米40纳米处理架构aSMP(异步处理)vSMP(可变对称多处理)GPUAdreon 225(最高Adreon 320)12芯Geforce ulp支持分辨率1920×10802048x1536