说起手机CPU的历史,向大家提一个问题:“世界上第一款智能手机是什么呢?”相信很多人的答案是爱立信的R380或诺基亚的7650,但都不对,真正的首款智能手机是由摩托罗拉在2000年生产的名为天拓A6188的手机,它是全球第一部具有触摸屏的PDA手机,它同时也是第一部中文手写识别输入的手机,但最重要的是A6188采用了摩托罗拉公司自主研发的龙珠(Dragon ball EZ)16MHz CPU,支持WAP11无线上网,采用了PPSM (Personal Portable Systems Manager)操作系统。
龙珠(Dragon ball EZ)16MHz CPU也成为了第一款在智能手机上运用的处理器,虽然只有16MHz,但它为以后的智能手机处理器奠定了基础,有着里程碑的意义。
而之所以大家都认为诺基亚7650是第一款智能手机,是因为其影响力也是非常巨大,尤其在塞班粉丝心中的地位无可取代,它是世界上首部25G基于Symbian OS操作系统的智能手机,并首次将摄像功能置于其身,该机采用了ARM的处理器,主频为104 MHz,在那个年代运行速度可谓是飞快啊,此后诺基亚的主要智能机型也一直沿用ARM的处理器。
从第一款智能手机面世,手机CPU已经在风风雨雨中做过了近十个年头,主频也从当初的16MHz上升到如今的3GHz乃至更高,CPU的种类也更加多元化,像Intel Xscale 、ARM、TI OMAP、高通、Marvell,英伟达,都是其中的佼佼者,下面将详细介绍各类型CPU并说明它们之间的区别。
德州仪器(Texas Instruments)在手机CPU市场中的地位就如同手机市场中的诺基亚,当之无愧的大哥级。
旗下的OMAP系列处理器一直是诺基亚、多普达和Palm的御用CPU,能够兼容Linux、Windows CE、Palm、Symbian S60这些主流操作系统。
从最初的主频为132的OMAP710到如今主频为800MHz集成 ARMCortex-A8的OMAP3430型处理器,以及即将投产的1GHz处理器,德州仪器一直走在手机CPU发展的前列。
说起Intel,大家都不会陌生,从我们认识计算机开始就对Intel耳熟能详,与在计算机业的如日中天不同,在手机CPU市场始终达不到巅峰,而且一路走来还是磕磕绊绊。
从Intel的第一款PXA210上市,以其高主频、对3D效果很好的处理,赢得了不少厂商的青睐,而此后的产品在主频和处理能力上也一直提升,但由于Intel的芯片做工较高,相应的价格也比同期产品要高很多,耗电量也更大,所以市场反应也并不好,只在摩托罗拉和多普达的高端机器中才能见到PXA系列的身影,之后Intel发布了主频为624MHz的PXA272,在当时为最高主频的手机CPU,随即得到了更大厂商和用户的关注,在市场前景一片大好的时候,Intel却出人意料的将Xscale卖给了Marvell。
这就是笔者为什么把Intel、Marvell放在一起介绍的原因,在收购完毕后Marvell推出了PXA 3XX系列,在很多著名的机型上都有使用,例如三星I908等。
在1985年7月,7个行业资深高管聚集到了Irwin Jacobs博士圣地亚哥的家讨论一个想法。
这些梦想家们—Franklin Antonio、Adelia Coffman、Andrew Cohen、Klein Gilhousen、Irwin Jacobs、Andrew Viterbi和Harvey White—决定他们想要构建“高质量通信”并制定了一个计划,这个计划最后演变为通信行业最伟大的创业成功故事之一:高通公司。
高通从名字看来并不像德州仪器、Intel那么响亮,可在智能手机玩家中,高通收到青睐的程度远远高于前两者。
高通公司的手机芯片组主要包括Mobile Station Modems(MSM芯片组)、单芯片(QSC)以及Snapdragon平台。
能够兼容各种智能系统,我们在各厂商的主流智能手机中都能发现其身影,高通CPU的特点是性能表现出色,多媒体解析能力强,能根据不同定位的手机,推出为经济型、多媒体性、增强型和融合型四种不同的芯片。
同时高通的CPU芯片是首个能够兼容Android系统的,所以一下占据了Android手机CPU的半壁江山,Android是未来智能系统的大势所趋,高通就如同给这准备腾飞的Android加上了翅膀,前景一片光明。
CPU的市场虽然暂时是TI、Intel、高通的三国争霸,但也不乏新生力量的渐出,这其中就包括飞思卡尔、三星,还有PC显卡新品的老牌厂商NVIDIA。
三星向来很“滑头”,默默提高着手机CPU的制造能力,但从来不在自己的主流机型中运用,大概还对自己的实力不太自信吧,所以我们能见到的三星CPU多出现在国产品牌以及山寨机型中,但未来的三星CPU实力不可小视,他们与NVIDIA合作推出Tegra平台,三星自身的高效处理性及NVIDIA对多媒体性能的处理将完美的结合在一起,由此也看出三星对于手机CPU市场的重视。
与三星合作的NVIDIA一样不可小视,在PC显卡芯片上NVIDIA一直是所有发烧友们的不二选择,强大的多媒体解析能力给了NVIDIA在手机方面有更大的空间,因为如今的手机系统已经越来越重视对多媒体的表现能力,这时NVIDIA的介入必将给手机多媒体能力带来质的的飞跃。
如今的手机对视频最高处理能力是4K ,今后很可能就是8K乃至更高。
最近包括德州仪器、Intel等都最出了主频高达1GHz的CPU,在搭载高通生产主频为1GHz的TG01上市后,高通还要发布主频为13GHz的QSD8650A芯片组,在未来CPU的主频将会越来越高,兼容能力和运行能力也会越来越强,搭配的功能也将会更多。
高通、TI、ARM的负责人都曾公开表示,手机CPU的未来潜力将比PC端更要大,简单的双核是不能满足手机功能的,只有更高更强才符合所有手机用户的需要。
手机CPU的工作分为几个模块进行,除了通话单元有的手机CPU集成了几个高性能也高功耗的CPU核心和几个相对性能较低的CPU,当数据比较小时由低性能低功耗的CPU进行处理,大数据由高性能CPU核心进行处理,除了处理较大数据外一般不会所有核心全部运行
知识延伸手机CPU构造:
手机cpu是焊在主板上的方法:
BGA封装出现于90年代初期,现已发展成为一项成熟的高密度封装技术。在半导体IC的所有封装类型中,1996~2001年这5年期间,BGA封装的增长速度最快。在1999年,BGA的产量约为10亿只。但是,到目前为止,该技术仅限于高密度、高性能器件的封装,而且该技术仍朝着细节距、高I/O端数方向发展。BGA封装技术主要适用于PC芯片组、微处理器/控制器、ASIC、门阵、存储器、DSP、PDA、PLD等器件的封装。
BGA一出现便成为CPU、南北桥等VLSI芯片的高密度、高性能、多功能及高I/O引脚封装的最佳选择。
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