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为什么我的手机比PC慢?智能手机与台式机速度的说明

口袋里的智能手机功能强大。它比大量现在已经淘汰的超级计算机和一些现代超级计算机更强大。另一个容易得到的事实是:“您的手机比1969年将两名宇航员送上月球时的所有NASA都具有更多的计算机功能。”

但是现代智能手机微处理器仍然落后于笔记本电脑或台式机上可用的强大处理能力。但这不是同一技术吗?让我们来看看您的智能手机和台式机处理器之间的区别。

智能手机处理器与台式机处理器

数字相似,名称也相似。处理器分为两类:移动处理器和台式机。

移动微处理器与台式机使用的术语大体相同,但有所不同。此外,由于“移动”标签涵盖了如此广泛的设备,因此有点误导。智能手机,笔记本电脑,物联网(IoT)设备等。

不同的制造商也可以满足移动和台式机市场的需求,具体取决于硬件类型的细分。例如,台式机芯片市场的主要参与者,英特尔和AMD,在智能手机微处理器市场上没有太多发言权。两家制造商都出售了其智能手机部门,并决定与高通,苹果,三星和其他移动芯片制造巨头竞争。

有传言称将针对5G设备使用AMD智能手机芯片,但在撰写本文时仍为谣言。很久以前,Intel Atom芯片为少数华硕Zenfone型号提供了动力。但是,与AMD不同,英特尔没有针对5G智能手机市场进行开发的零计划。

移动处理器和台式机处理器的区别

智能手机处理器和台式机处理器之间存在一些关键差异。这些重点是:

  • CPU架构
  • 指令集架构
  • 功率和热量

让我们更详细地了解这些处理器差异。

1. CPU体系结构:片上系统

当我们谈论台式机CPU时,我们总是指的是特定的硬件。台式机CPU是计算机的大脑。当我们谈论智能手机CPU时,术语“处理器”更紧密地指代片上系统(SoC)架构。那么,它们有何不同?

好的,SoC是一个大小可变的单芯片,其中包含CPU,GPU(图形处理单元,另一个单独的PC组件),各种无线电,传感器,安全层和设备功能。制造商将所有这些功能打包到一个芯片中

下图显示了三星Galaxy S20的Exynos 990 SoC功能。

这很麻烦,需要很多动力。现在,考虑所有这些组件都是台式机上的独立硬件组件,我们可以转到下一部分。

2.指令集架构:ARM与X86

要考虑的第二个CPU体系结构方面是总体CPU设计。英特尔将其x86 CPU设计许可给AMD和VIA Technologies。 AMD是众所周知的。您听说过VIA吗?

无论如何,英特尔的设计主导了台式机处理器市场。 x86 CPU专为高端计算能力而设计,能够执行数百万条指令。并且由于台式计算机直接从插座获取电源,因此CPU可能会变得异常耗电,从而导致计算机性能更高(甚至发热量更高!)。

智能手机是不同的。 ARM为高通,苹果等制造商设计并许可了大多数智能手机处理器。但是关键的区别是,要知道ARM智能手机微处理器设计既有利于性能又有利于电池寿命,而不是台式机CPU的直接功率。这就是为什么。

  • ARM SoC CPU使用所谓的精简指令集计算(RISC)。 RISC指令集较小,处理所需的能量更少,并且快速完成,从而释放了系统资源或使设备“空闲”以节省电池。
  • 英特尔x86 CPU使用所谓的复杂指令集计算(CISC)。 CISC指令集要复杂得多,将包含多个指令的字符串加在一起。

此外,所有现代CPU都使用称为微码的东西。

微码是内部CPU代码的类型,它告诉CPU要执行哪些操作,从而将操作分解为详细的指令。但是,微代码在RISC CPU上的工作方式也有所不同。由于RISC指令已经比较小,因此将它们分解为较小的微代码操作会更快。

3.电力和热量

CPU营销告诉我们要研究内核数量和处理器的时钟速度。但是智能手机处理器的值在两个方面有所不同:首先,它们与台式机CPU的测量值不相关,其次,因此,它们在某种程度上具有误导性。数值没有说明智能手机CPU的另一个重要方面:发电与散热。

处理器运行时会产生热量-很多热量。台式机CPU使用风扇或散热器进行散热。您的智能手机CPU没有那么豪华。另外,在炎热的天气中,智能手机的CPU装在一个狭窄的空间中,有时会放在热口袋中,紧挨着热腿,变得非常热。

智能手机CPU制造商知道这一点,因此限制了处理器运行的整体速度。台式机CPU可能会宣传其一致的运行速度,而智能手机CPU可能会宣传其理论上的最大容量。

举这个例子。英特尔i7平均CPU产生约65瓦的热量。基于ARM的SoC CPU仅产生大约3W的功率,大约是Intel芯片的22倍。为了公平起见,我们正在将葡萄与西瓜进行比较。如您所料,最新的Intel Atom芯片(专为移动和智能手机设备设计)具有更好的散热性能。

因此,从理论上讲,ARM可以开发可大大提高时钟速度的智能手机SoC CPU,但智能手机及其电池将严重过热并耗尽。而且ARM的好人真的不想要那样。

桌面体验

在某些情况下,智能手机正在取代台式机和笔记本电脑解决方案。最近的手机可以轻松地执行多任务,同时运行多个应用程序。此外,Android和iOS上可用的应用程序种类繁多,这意味着查找与桌面等效的应用程序很简单。您最喜欢的许多桌面应用程序也具有移动等效项,例如Microsoft Word。

然后是集成的对接系统。 Continuum由Microsoft在Windows 10发行版中引入,使您可以将智能手机连接到屏幕。同样,三星的DeX扩展坞连接到屏幕并镜像您的智能手机显示屏。

在这两种情况下,您都可以在某种程度上依靠智能手机作为生产力枢纽。但是,那些使用大量资源的软件的人将继续依赖功能更强大的桌面解决方案。如果这听起来很有趣,那么也有大量的桌面替代硬件可以帮助您。

智能手机处理器会匹配台式机处理器吗?

在某些情况下已经发生了。最新一代的智能手机处理器,例如在IFA 2020上亮相的Qualcomm 865+ ,运行功能强大的八核处理器设置,最大处理速度为2.4GHz。三星最新的Exynos 1000处理器还将采用八核设计,具有高达2.73GHz的处理能力。

问题在于,智能手机处理器与台式机处理器面临不同的限制。缺乏功耗以及上述功耗与散热问题,这意味着与台式机处理器相比,智能手机处理器将始终受苦。

要记住的关键是,智能手机和台式机CPU有不同的期望和不同的目标。由于用法上的巨大差异以及不断变化的智能手机市场,彼此之间准确地进行测量并不总是有用的。