阿湯 ATon 3C

SoC(System on Chip)，是一個將多個功能的積體電路集成在同一塊晶片上的IC，如高通S845就是一塊SoC，
以手機來說SoC包含了 : CPU(中央處理器) . GPU(圖形處理器) . ISP(影像訊號處理器) . Modem(數據機) ... 而一支手機的性能好壞，SoC就是關鍵。而ㄧ般人所說的CPU究竟在哪裡?
事實上CPU只佔了 SoC 很小一塊空間，如這張圖的藍色框框，高通S835的晶片裸視圖

CPU在這麼大的晶片中就只有占那麼小的一區，不過可別以為它小所以沒用喔!
而剛剛我們提到了SoC內有著各種不同的元件，如:CPU.GPU.ISP，而這些是甚麼，在手機中又扮演著甚麼角色呢? 讓我們來一探究竟吧!

 科普1  - CPU中央處理器 

CPU(Central Processing Unit)，手機的大部分運算都是靠它，雖然它在SoC中的大小並不大，但是手機的速度快與否很大原因處決於它。而CPU依指令集的類型分為兩種 CISC(複雜指令集 Complex...) 與 RISC(精簡指令集 Reduced...) ，而其代表產品分別為 Intel 的 x86 CPU(PC) 以及ARM的 Cortex A系列(Mobile)，而本篇所探討的為使用RISC( 精簡指令集 )的CPU

再繼續講下去之前首先你要知道 - 行動裝置界CPU大老 ARM

ARM是一間IC設計公司，其專門設計CPU指令集、微架構，而各家SoC設計公司，如:高通、聯發科、三星、Apple可以選擇直接使用ARM的Cortex微架構設計CPU或是依據ARM的指令集從頭到腳設計CPU，如 APPLE就是後者，而高通.聯發科.三星...就是前者，想當然知會用自己設計方案的，要馬就是錢太多，或是實力堅強，自於蘋果是哪一種? 答案是 Both ，所以為何玩遊戲推薦iPhone，這就是原因之一。

而相信大家常常被店員、廠商文宣搞的木煞煞；每支手機都是8核心，每個都宣傳玩遊戲很順，但為何我在使用就是很LAG?  先建立一個觀念，手機的性能與核心有多少、頻率有多高無直接關係。這時你一定有疑問了，那性能到底與甚麼有關係?  請看以下

  核心

要認識CPU，我們首先先從核心切入，一顆CPU裡面可能有1顆/多顆核心，現在我們單以 核心 來看 : 簡單的說，在手機CPU中，核心分為 大核 以及 小核 ，想當然之，大核較大、性能較強，但較耗電；小核較小、性能較弱，但較省電。而為了達到高性能又省電的目標，廠商在一顆CPU中放入了這兩種核心，集成多核心處理器。

那之所以多核心處理器對於性能沒有直接關係，這裡舉個例，假如 : A CPU放了4顆高性能核心 ；B CPU放了8顆低功耗核心，那請問核者性能較好呢? 通常都是前者，實例就是 S821 VS S625。

而理論上來說，核心越多越強，但是核心多也代表著耗電上升，且核心多時，要怎麼調度核心加以運用又成了一個大難題；就好比原本只需要指揮8頭牛，但現在變成10頭，如果調度工作沒有做好，就會成了 一核有難，九核圍觀 的情景。

▲網友調侃聯發科 X20 10核心處理器的梗圖

  頻率

頻率代表著核心的運作頻率，如 2.7GHz 就代表著核心以 2.7 x 10⁹ 的頻率運作，頻率越高，速度越快，但也更加耗電、溫度更高，所以頻率高不一定是個好事。

  微架構

微架構，其實就是上面所提到的小核、大核，微架構類似核心內的指令被執行的流程圖，分為 公版(ARM設計)、ARM客製化版、自研架構，通常IC設計公司都是直接採用公版架構，如 : A73/A75/A53核心，在自己拼成一個CPU；少數如蘋果是自己設計 ，ex: A10 處理器 大核心的微架構 - 颶風，其性能表現可是比公版設計強很多。
而高通之前雖然是自己設計架構，但可能成效不佳，最近又改使用ARM的半客製化設計，如kryo385是基於A75/A55客製而成。

  小結

多核心CPU 通常由大、小核心組成，核心數、頻率與性能無直接關係；

大核性能好、溫度較高、較耗電  ex : ARM Cortex A73
小核效能普通、溫度低、較省電  ex : ARM Cortex A53

大小核心適量搭配可均衡兩者的優缺點。

 科普2  - GPU圖形處理器 

GPU(Graphics Processing Unit)，用以運算圖形，玩遊戲的那些漂亮畫面就是靠它算出來的，GPU對於手機遊戲的流暢度有很大的影響，手機SoC中，有4大廠商在做GPU

1. 高通 Adreno
2. ARM Mali
3. IMG PowerVR
4. APPLE

其中GPU做得最好的就是 高通 ，目前最強的手機GPU就是出自於它，在Android陣營中，想要有好的遊戲表現 高通的旗艦SoC是唯一選擇。

而之前常常提到採用 高通 SoC 的旗艦機較適合玩遊戲就是因為GPU，它廠如 : 三星、聯發科、華為海斯 的SoC 雖然GPU"理論"效能並不輸高通，但他們大都採用公版設計方案，然而ARM的公版GPU性能並不凸出，導致要達到高通 Adreno GPU的水平需要堆疊許多GPU，而前面也提到，核心堆越多，功耗越高、溫度越高，進而導致降頻，所以整體"實際"性能不如高通。且在Android陣營，大多遊戲廠商只針對高通的Adreno優化，使得性能差距更大。

  小結

想要流暢的玩遊戲，蘋果 iPhone / 搭載高通8系列SoC的手機最為適合

 科普3  - ISP圖形訊號處理器 

ISP( Image Signal Processor )，雖然與GPU都有著"圖形"、"處理器"這名字，但這兩者完全不同，ISP是用來運算相機所拍到的畫面用的，ISP越好，對於相片細節、畫質越有幫助。
而ISP通常等級依搭配的SoC等級而定。

 科普4  - MODEM數據機 

MODEM(MOdulator-DEModulator)，將數位訊號調變成類比訊號傳輸 以及 解調類比訊號成數位訊號接收的裝置，簡單來說就是負責手機的網路、通訊，而其等級可用 CAT. 來分辨，CAT.為英文Category的縮寫，數字越大，等級越高，理論網路越快(ex: CAT.16)，而有些好的MODEM可以支援 4x4 mimo(提升網路訊號、速度)、CA(載波聚合)。

 科普5  - DSP數位訊號處理器 

DSP(Digital Signal Processor)，負責處理數位訊號，常見如使電話可雙方同時講話、輔助相機運算(有名的Google HDR+在NEXUS上就是用DSP來運算的)，甚至高通還用來做Ai運算

 科普6  - 製程的影響 

有天董哥去科技公司應徵，面試官問董哥，你懂製程嗎? 董哥 : 是啊，我是董至成 .....  以上是則有關製程的笑話，不知你有沒有看懂?

製程指的是晶圓製造時所使用的工藝，如 : 台積電 FinFET 16奈米 ，而16奈米通常指的是電晶體閘級的寬度，如果你不知道電晶體、閘級.. 那你把它當作線寬即可(晶片內的線路)，線寬越小，越省電、溫度越低，所以 16奈米製程 會優於 28奈米製程 ，而目前使用10/14/16奈米製程的SoC已很少會遇到過熱、耗電的情況了，所以ATon才會建議不要購買低階手機，因低階手機的SoC大都採用過時的奈米製程、架構設計，所以既慢、又耗電、溫度又高。

 結論  - SoC 

SoC為整合多種晶片功能而成的一系統單晶片，以手機SoC來說，內含有 CPU / GPU / ISP / MODEM / DSP .... 而不是單只有CPU，所以下次談論手機的晶片時，記得別把SoC叫錯成CPU囉!

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