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​电脑CPU对比手机CPU:差距无法接受

 陈健rlayz4t66x 2022-02-04

曾在20世纪90年代,为对抗WIntel(英特尔X86+微软Windows)联盟,向来以科技颠覆者之称的Apple 与摩托罗拉、IBM等公司一起组建了ARM联盟,研发推广基于Power PC架构的个人电脑。但是,Power PC最终还是输给了X86,从2005年开始,Apple 的PC产品开始从Power PC架构改为支持英特尔的X86架构,ARM联盟土崩瓦解,英特尔大获全胜。



从此X86架构的CPU统治了PC时代,ARM退出市场后,却坚持朝着低成本、低功耗的方向研发,最终随着智能手机的兴起迎来了属于自己的时代。在ARM崛起的过程中,Apple也起到了关键的推动作用。Apple不止是早期ARM的股东,还一直是ARM架构指令集授权用户,具备自己开发ARM架构处理器的能力。最近Apple公司又声称要在PC 端导入ARM 处理器来取代X86 CPU,多年来X86和ARM的暗战又悄然兴起。那么就是以电脑CPU 和手机CPU 有着怎么的区别呢,让我们从以下几个方面进行详细的分析和比较。


架构差异,电脑CPU采用的是X86、X64等冯·诺伊曼架构,用复杂指令系统(CISC),最终结果是采用ARM架构的CPU,运算能力大大低于电脑CPU的运算能力,同等频率CPU浮点运算能力相差在几千到上万倍,电脑CPU主要是Intel, 从早期的奔腾系列到后来的酷睿i5, i7 CPU.

手机cpu构架主要是基于ARM(高级精简指令集机器Advanced RISC Machines)哈佛架构设计,而ARM用精简指令系统(RISC),设计思想减少了大量CPU内部的指令集,造成ARM CPU性能至今一直都达不到英特尔X86 CPU的水平,手机CPU主流是ARM架构,从ARM7、ARM9发展到Cortex-A7、A8、A9、A12、A15。


有人一定会说,那为什么手机CPU不也采用X86、X64等架构,这是因为定位问题决定的,手机的CPU必须满足功耗低、廉价,对散热要求严格。而X86、X64等架构CPU确实无法满足这一点。而电脑定位办公,大型软件,游戏,体积空间充足,散热设计buffer 大,处理器性能强悍,定位不同,产生的差异不同而已。

另外是工艺&主频,电脑CPU的制程水平10nm,手机CPU主流制程已经到了7nm, 手机制程已经超越了电脑制程。再来说说主频,CPU的主频与CPU实际的运算能力存在一定的关系,但并没有直接关系。决定CPU的运算速度还要看CPU的的综合指标,有缓存、指令集,CPU的位数等因素。手机CPU和电脑CPU架构由于不同,相同主频下电脑CPU要比手机CPU的运算能力高几十到几百倍。尤其是电脑的Turbo 超频功能,使得电脑性能大幅度提升。


还有功耗&散热&性能,电脑处理器PL2最低都有45w左右,手机处理器超过10w都没有。而手机后来之所以放弃超线程技术就是因为功耗问题。因为手机处理器功耗低,所以手机是不搭配散热器的,只能使用被动散热。手机低功耗的方向发展也很适合手机轻薄设计,如果加上厚重的散热器,手机就不成为如今的轻薄手机了。目前随着手机性能的提升,也在D cover上面采用一层薄的石墨来保证散热,提升性能。但是仍然没有足够的散热来保证有powerful的TDP,手机的性能也无法与电脑X86 CPU相提并论,不论台式机还是笔记本,电脑上的处理器都是配有散热器的。台式机的水冷散热器甚至可以保证140W TDP的散热,足见性能强悍。所以手机仍然与电脑性能有很大的差距。


另外显卡GPU 核心也有差别,一般来说,手机GPU是与CPU封装在一起的在同一快SoC上,相当intel的iGPU核芯显卡。而电脑则不同,早期电脑的CPU通常都是主攻运算,视频和图形处理都交给显卡,显卡由AMD和NV 提供专门的独立显卡处理器。这样显示性能得到飞跃的保证,值得一提的是,Intel最新的核芯显卡功耗、性能都相当优秀,已经成倍的提升了,有取代独立显卡的趋势。

最后随着电脑和手机的发展,业内越来越走向大融合,比如电脑降低TDP,以便轻薄化。手机提升TDP和散热,保证性能。差异中互相学习进步。

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