Android 架構之亂,x86 挑戰 ARM 大軍,效能、相容性、續航力完全測試

ADVERTISEMENT

強化2種省電模式

Intel為了降低功耗,除了原先Atom舊有的C6電源狀態之外,還有S0i1與S0i3這2種省電模式。S0i1使用在螢幕開啟,但使用者不與裝置互動的狀態下,將SoC裡絕大部分區域設定成power gated狀態,降低未在執行狀態的電晶體耗電量,減少電力消耗;S0i3則是在一般待機時(與通訊網路互動、但不與使用者互動)所使用的電源狀態。Intel表示S0i1與S0i3能夠提供比S0更為省電的狀態,同時也能夠兼顧喚醒時間;S0i1的進入與離開時間可以在幾微秒(1/1000000秒)內完成,S0i3則是在幾毫秒(1/1000秒)內。

另外,既然功能沒有刪減,超執行緒的功能也就保留下來,在先前已經取得Intel手機的各大媒體測試報告中,Z2460的計算能力大約落在ARM架構的雙核心和四核心之間,而Z2480的計算能力會再高一些。

Burst Mode

Atom Z2460和Z2480分別加入了能夠動態超頻的Burst Mode,而Z2420則無Burst Mode。Z2460和Z2480的超頻時脈最高分別可達1.6GHz和2.0GHz,不過就像其它CPU一樣,開啟時機有著溫度限制(CPU溫度約90度),只要不超過此溫度,Z2460和Z2480都能夠超頻運作,讓工作在更少時間內完成,CPU便可更快進入省電狀態。Z24x0系列CPU還能夠以100MHz的間隔調整頻率,在Intel的簡報之中,說明了在100MHz時,消耗電量為50mW,600MHz的消耗為175mW,1.3GHz則為500mW。

GPU時脈一視同仁

Atom Z24x0全部內建Imagination Technologies的PowerVR顯示核心,而且3款皆採用PowerVR SGX540單核心、400MHz運作時脈,沒有因為型號較低而降低運作時脈;最明顯的例子就是Tegra 3最低時脈的T30L,GPU時脈從520MHz砍到416MHz。

一般來說PowerVR SGX540在200MHz的時脈下,經常與Adreno 205做比較,以Adreno 205的效能略占上風。但現今Intel把PowerVR SGX540的時脈提升至400MHz,理論上效能也會加倍;擁有Adreno 205 2倍效能的產品大概就是Adreno 220,此款GPU被MSM8260、MSM8660、APQ8060所採用,而採用MSM8260的Android手機有HTC SensationSony Xperia S等。

以此反推回Atom Z24x0所使用的400MHz PowerVR SGX540的效能,可能連這幾支老手機都不如,當然這是推算的理論效能,不代表實際遊戲表現,但上下誤差也不會太遠,很有可能無法執行現今越來越誇張的3D遊戲。

Android 架構之亂,x86 挑戰 ARM 大軍,效能、相容性、續航力完全測試

▲Intel Z24x0的晶片功能區塊圖,GPU和影像編解碼引擎都是Imagination的授權。

螢幕支援1280 x 800

除了GPU運算能力較弱,對於螢幕解析度的支援性也稍嫌落後,Samsung在Exynos 3110已支援1366 x 768、Qualcomm在Snapdragon S3也可支援WXGA+(1440 x 900)、Texas Instruments的OMAP 4更是支援WUXGA(1920 x 1200)。但Atom Z24x0去年推出時僅支援1280 x 800,雖說1080p和720p的解析度在小尺寸面板上感受差異不大,但在消費者觀念「高解析度面板就是機王」的印象中,第一時間上很難吸引目光。

幸好Z24x0的HDMI輸出支援1.3a規格,可輸出1080p的畫面,視訊編碼和解碼處理器採用與GPU同樣廠牌的VDE285和VDX385,能夠處理1080p/30幀的H.264影片(High Profile、50Mbps)。負責處理相機感光元件訊號的ISP(image signal processer)也整合進Atom Z24x0之中,支援2400萬畫素的感光元件,對焦、白平衡、曝光之類的自動控制也在支援範圍之內。

Java程式沒問題

大家最好奇的一件事情,應該就是過去在ARM環境的應用程式,如何能夠在x86架構新平台上執行?如果是使用Android SDK開發程式,那麼Intel已經和Google進行合作,除了從Android 1.5剛發展就加入到Google API之外,後來在Android 2.3.3還加入了Intel x86 Atom System Image,能夠模擬出Atom裝置,檢查程式有沒有問題。

因為利用Eclipse+Android SDK的開發環境,絕大多數皆以Java語言寫成,再丟入Android系統中,1個稱為Dalvik的虛擬機器裡執行,只要Intel和Google把Dalvik虛擬機器搞好,基本上跨處理器平台是沒有問題的。可惜虛擬機器是1把雙面刃,提高平台相容性的同時,也會因為多了轉譯的功夫,導致執行效能下降。

Binary Translation

因為透過Dalvik虛擬機執行程式的效率不高,所以Google又額外提出了Android NDK,可以使用C或是C++撰寫,再轉成適合的機器碼執行,由於不用透過虛擬機轉譯,執行速度較快。不過轉譯為機器碼,需要為特定的CPU架構做轉換,因此轉換給ARM處理器執行的機器碼,一定與轉換給Intel Atom處理器的不同;加上ARM處理器是Android市場的主流,部分程式早已為ARM架構撰寫,無法在x86上執行。

根據Intel本身的調查,在Atom z2460去年推出時,Google Play裡大約有25%的應用程式是屬於這種類型,但如果跟消費者說:「很抱歉!Google Play裡的程式你們只能用75%喔。」絕大多數的消費者大概就是直接掉頭就走,看都不看Atom一眼。因此Intel在系統中放入Binary Translation,在程式執行時,直接將給ARM執行的機器碼轉換為x86能夠處理的機器碼,當然多了轉換執行效率會低落,但換來的是相容性提升。

Intel推算大約有90%專為ARM撰寫的程式能夠正常在Atom上執行,也就是說整個Google Play裡只剩下少部分的程式不能使用,且因為Intel已經和Google合作,未來撰寫的程式能夠編譯為Intel x86所能執行的機器碼,因此不能使用的程式比例會逐漸下滑,未來有一天Binary Translation可能會直接消失,就像現在很少人使用Windows 3.1、95、98的程式一樣。

Android 架構之亂,x86 挑戰 ARM 大軍,效能、相容性、續航力完全測試

▲左方是一般Android的軟體執行架構,由上而下進入ARM CPU裡執行;右方則是Android在Intel裝置上的架構,在Kernel的上方加入了Binary Translation,以便執行ARM版本的軟體。

Android支援的處理器平台

以Google釋出的SDK、NDK開發套件來說,共支援ARM、MIPS、x86 3種處理器架構,其中MIPS的機種較少,也沒有像x86提出一個即時轉譯的工具,應用程式支援少。

下一代更有看頭

好不容易x86架構的Android裝置在台開賣,但已經是Atom Z24x0的晚期,下一代雙核心且具備4個執行緒的Clover Trail+平台(Atom Z25x0)已經有產品採用;Lenovo和ZTE先後發表K900和Geek這2款手機,即將於中國地區發售。

Atom Z25x0的CPU時脈與Z24x0相比並沒有增加,製程也相同,但核心數增為雙核4個執行緒,GPU部分更新至PowerVR SGX544MP2,且時脈會依據型號不同而有所更動。

真正令人期待的是已丟出部分資料的Bay Trail平台,將一改Atom自古以來的循序執行,變成亂序執行,GPU也更換為Intel第七代繪圖核心(Ivy Bridge所包含的顯示核心),光看帳面規格就知道效能進步幅度頗大。

(後面還有:FonePad、Nexus 7宿命對決)

使用 Facebook 留言

快雪時晴
2.  快雪時晴 (發表於 2013年7月22日 11:37)
"第一站來到Quadrant Standard,Z2420和Z2460的分數為3311和2697分,差距不小"

應該是2685和3311
R.F.
3.  R.F. (發表於 2013年7月22日 11:49)
※ 引述《快雪時晴》的留言:
> "第一站來到Quadrant Standard,Z2420和Z2460的分數為3311和2697分,差距不小"
>
> 應該是2685和3311

感謝讀者指正, 內文已修改
方
1人給推

4.  (發表於 2014年6月22日 19:03)
想想未來什麼都INTEL的時候不得不由衷的感到厭惡

這個INTEL其實最大的缺陷就是顯示運算很爛
其次就是耗電量滿高的

這兩點就是INTEL目前最大的通病吧!

不過不管他會不會改,我未來會以資訊人的道德與尊嚴為榮,盡量不買INTEL,這個公司已經快要OP了,而且INTEL至今仍舊相對於過去的AMD沒有創新能力,很多技術拿人的,到頭來還消滅人家,真的不知道該怎麼說這家公司啊!
un
5.  un (發表於 2015年11月19日 20:05)
Albert 好歹intel的摩爾是積體電路的教父阿 沒有摩爾這個人 今天的就不會有電腦可以使用了

發表回應

謹慎發言,尊重彼此。按此展開留言規則