电脑cpu和手机cpu的差距有多大?

现在大家都有一个错觉:“未来手机会代替电脑”,那么这个事情会实现吗?我认为不会,你呢?

电脑cpu和手机cpu的差距有多大?插图

今天和大家一起看看手机CPU和电脑CPU的差距,来判断手机能否取代电脑。

手机Soc

Soc一般常被称为系统级芯片,也有称片上系统是一个有专用目标的集成电路,其中包含完整系统并有嵌入软件的全部内容。它是信息系统核心的芯片集成,是将系统关键部件集成在一块芯片上,Soc是一个微小型系统,如果说中央处理器(CPU)是大脑,那么Soc就是包括大脑、心脏、眼睛和手的系统。国内外学术界一般倾向将Soc定义为将微处理器、模拟IP核、数字IP核和存储器集成在单一芯片上,它通常是客户定制的,或是面向特定用途的标准产品。

目前市面上流行的手机都搭载了Soc,如:高通骁龙、华为麒麟、苹果A系列等。

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SoC有两个显著的特点:一是硬件规模庞大,通常基于IP设计x模式;二是软件比重大,需要进行软硬件协同设计。

手机Soc包含了:CPU、GPU、NPU、ISP、FPGA、基带等

电脑CPU和手机Soc架构不同

CPU架构,是CPU厂商给属于同一系列的CPU产品定的一个规范,目的是为了区分不同类型CPU的重要标示,架构是CPU的核心部分,就像是一座大楼的基础框架,它决定着你的CPU的性能可以达到的最高程度。

就好比盖楼房的地基和框架,决定你的楼房能够盖10层、20层还是能够盖一个摩天大厦。

电脑基本采用了X86架构。

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1978年X86架构诞生,它是CPU执行的计算机语言指令集,采用复杂指令系统(CISC),定义了芯片的基本使用规则,也是英特尔通用计算机系列的标准编号缩写,也标识一套通用的计算机指令集合。

X86架构由CPU、北桥芯片、南桥芯片、内存、显卡、显示接口、网卡、声卡、串行高级技术附件、硬盘、总线组成。

目前的PC架构绝大多数都是Intel的X86架构,正是因为这个架构,成就了今天英特尔在PC芯片领域的霸主地位。

手机处理器架构主要是基于ARM架构

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ARM架构是一个32位精简指令集(RISC)处理器架构,其广泛地使用在许多嵌入式系统设计。由于节能的特点,ARM处理器非常适用于移动通讯领域,符合其主要设计目标为低耗电的特性。

ARM架构由ALU、通用寄存器、高速乘法器、浮点部件、控制器、指令译码以及控制逻辑、指令流水线和数据/地址寄存器组成。

手机处理器是基于ARM架构的,ARM家族占了所有32位嵌入式处理器75%的比例,是全世界最大的32位架构之一。

ARM处理器主要应用在便携设备上,如智能手机、掌上游戏机、多媒体播放器等。

两种不同的架构产生了两种不同的CPU技术,而这两种CPU在性能、兼容性、功耗等方面有着巨大的差距。这种差距是数量级的差距,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,就好比汽车和火车的差别,再豪华的汽车也只能坐几个人,而火车再破旧,也能拉几百号人。

手机CPU与电脑CPU巨大的性能差距

电脑CPU整体比手机CPU在性能方面要强得多,运算速度也快得多。

目前手机CPU已经达到了5nm工艺,例如:骁龙888、麒麟9000、苹果A14都采用了台积电的5nm工艺制程,晶体管数量也达到了上百亿个。

英特尔最新CPU目前采用10nm工艺制程,在工艺上已经落后于手机芯片了。

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骁龙 888使用台积电最先进的5nm生产工艺,可以为用户带来了当前最强大的旗舰处理器生产工艺,并且是第一个与5G基带集成的骁龙旗舰处理器,还为用户带来了新的超级内核ARM Cortex-X1。高通称其为“超级核心”,频率为2.84GHz。在CPU架构方面,仍然采用1 + 3 + 4方式,并使用最新的A78和A55内核为用户带来超大内核ARM Cortex-X1 +三个2.4GHz A78内核+四个1.8GHz A55内核为用户提供的CPU性能提供最强大的GPU:Adreno 660,并在游戏中进行了新的优化,对144fps游戏进行了优化,并提供了可更新的GPU驱动程序,以为用户带来更好的游戏体验。

骁龙888目前最新的安兔兔跑分在74万+以上。

尽管从数据上看骁龙888手机芯片已经非常强大,但是其在综合性能上与电脑CPU仍然无法比较。

英特尔酷睿酷睿 i9 10900,主频为3.0-5.2GHz ,三级缓存20M,64位处理器。

CPU的主频才与实际的运算能力存在一定的关系

英特尔酷睿酷睿 i9 10900,主频为3.0-5.2GHz

骁龙888频率为2.84GHz

看似差距不大,实际上由于架构不同,其运算能力相差几十倍,甚至几百倍。

此外CPU的位数很重要,位数大一些运算速度也更强,这也就是搭载了64位的CPU的手机比32位快得多的原因。

手机CPU电脑CPU的缓存

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缓存是缓冲存储器,属于静态电路存储器,和寄存器、内存共同决定了运算的速度。

寄存器属于CPU的一个组成部分而缓存只是集成到CPU封装内完全是和CPU独立的器件。另外二者速度相差很大,寄存器存取速度最快 其次是缓存最后是内存。三张容量上的关系就像饭碗、饭锅和米缸的关系,容量越大级别越低,速度越慢与CPU的联系越不密切。

缓存大小是CPU的重要指标之一,从一路使用手机我们也知道,缓存对CPU速度有着极大的影响力,在CPU内缓存的运行频率极高,工作效率远远大于系统内存和硬盘。缓存容量增大可以提升CPU的性能。因为缓存可以大幅度地提升CPU内部读取数据的命中率,所以自然是越大越好,但是由于CPU一般面积都不大,成本制作也高,综合这些因素来考虑,缓存其实都是很小的。

因此电脑CPU尽管只有20M的缓存,但是对电脑的性能有着很大的提高。

电脑64位CPU,加上几十兆缓存,再配上复杂的X86架构,绝对要比手机芯片性能强大的多了。

其他能力的差距

1、兼容性

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电脑CPU一直有英特尔垄断了近30年,而操作系统一直由微软垄断,双方的联盟形成了无与伦比的优势,也形成了巨大的客户群,同时固化了众多用户的使用习惯。

由于英特尔CPU的垄断,已经形成了硬件和软件的统一标准,基本上所有的英特尔CPU都可以使用微软的系统及现在流行的几乎所有工具软件,所以英特尔CPU具有强大的兼容性。

而手机芯片,目前有高通骁龙、苹果A系列、华为麒麟、联发科等等共同把持了市场。而手机系统有安卓和iOS两大类,同时还有基于安卓深度定制的MIUI、EMUI等很多系统。因此在兼容性上远比不过电脑CPU。

2、扩展能力

使用英特尔CPU的电脑采用“桥”的方式与扩展设备(如:硬盘、内存等)进行连接,英特尔在电脑CPU领域统治了30年,其配套扩展的设备种类多、价格也比较便宜,搭载英特尔CPU的电脑能很容易进行性能扩展,如增加内存、硬盘等。

现在的智能手机基本上没有扩展能力,除了SIM卡槽外,其他位置根本无法再安装存储卡,随着科技发展,以后的智能手机连SIM卡槽都消失了,其扩展能力基本为零。

3、功耗不同

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电脑CPU发展路线是性能+速度。电脑的速度从原来的几M发展到现在随便就是几G,而且还是几核,其速度和性能已经提升了千、万倍,但是电脑CPU的功耗是很大的,台式机的功耗往往能够达到几百瓦,即便是轻薄型笔记本也有几十瓦的功耗。

而手机的功耗就小很多了,只需要一块几千mAh的电池就可以使用一天了。因为ARM架构是精简指令集,其本身就兼顾了低功耗的特性。为了降低功耗,商家把CPU、GPU、NPU、ISP、FPGA、基带等,集中在了一起,大小也只有手指甲盖那么大。

问答总结

手机CPU与电脑CPU的差距有多大呢?

手机CPU是和NPU、GPU等集成在一起的,而电脑CPU是和GPU相对独立的。

总体来说,现在顶级的手机CPU相当于至少4-5年前的中端台式CPU,并且由于手机的CPU更小,在手机上使用还要控制发热和功耗,所以根本不能和现在笔记本和台式电脑的电脑CPU来相比。

现在的骁龙888也就相当于最初的英特尔i3处理器。

原文链接:http://www.360doc.com/content/22/0708/07/21698786_1039030086.shtml

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