不同流派的“芯”生
双核平板
这是一个关于芯片的故事，这也是一场市场争夺战，更是一场技术擂台。在两年前，还是以Intel为代表的PC时代，而现在却是以微处理器ARM为代表的平板时代。平板电脑快速更新换代为市场带来生机，同是也给很多生产平板的小厂带来了发展机会。在短短的两年的时间里，平板收获了PC几十年的发展取得的成绩。根据数据显示，2012年上半年，平板电脑在全球销量已达1.1亿台，相比去年增长近一倍，预计到2015年，销售量将近5亿台。虽然市场最大赢家还是苹果，但在三星、高通、NVIDIA、瑞芯微等芯片方案提供商的推波助澜下，一家独大的局面已经发生根本改变，平板电脑性能越来越接近桌面PC，而随着今年英特尔的重装上阵，平板核心芯片也将掀起一片乱战。
开启平板元年 iPad点燃平板激情
平板电脑并不是最近几年才出现的新鲜事物，它的历史可以追溯到20世纪60年代，只不过早期的平板电脑定位行业应用、数据处理和办公辅助，在用户体验和易用性上始终没有突破，很难和娱乐挂钩，所以并不为人所知。然而在iPad出现后，平板的概念被重新认识了。
2010年1月24日苹果发布iPad，正式开启平板电脑元年。回头来看，第一代iPad除了带来超群的工业设计能力和技术整合能力，还将ARM平台推到前台，要知道在此之前，它更多应用在播放器、路由器、交换机、手机中，而不会成为电脑的核心。之所以这么做，一方面，苹果是希望平板电脑，不仅功能强大，还要待机时间长，英特尔的Atom处理器已经很难满足这个要求。另一方面，苹果决意摆脱芯片巨头英特尔和高通的控制，要将影响力扩展渗透到芯片领域。A4处理器的表现可以用惹眼来形容，10小时的续航时间、1GHz主频，还有图形处理器和内存管理单元，其单位耗电功率、成本、体积等都是当时ARM平台的效能之王，为整个行业树立了新的标杆。
消费者对于平板电脑的空前热情，让国内厂商看到了商机，一部分厂商，则顺应潮流推出了一系列基于Cortex-A8内核的产品，与Android系统深度整合，例如采用瑞芯微RK2818方案的蓝魔W9、台电T720，虽然主频只有600-800MHz，勉强能玩一些简单的3D游戏，但高清视频解码能力出色，价格适中，成功从高清MP4市场抢食，赢得大批学生用户的青睐，而采用三星PV210和飞思卡尔iMX515方案的平板则走低价路线，使平板电脑真正成为快消品，以移动互联网为基础的时代到来了。
性能升级，应用翻倍
门派之争 平板的衍变
进入2011年，更多芯片设计公司的加入，使得整体方案越来越强大，让平板电脑融入了更多的功能，功能越来越像一台真正的电脑，并且伴随着Android系统的不断升级完善以及应用数量的爆发，平板又可以变身为一台游戏机。业内将这个时期的平板划分为“三大门派”，分别是苹果派、高端派、主流派。
苹果派，迎接双核时代
后PC时代，上网和娱乐终端除了笔记本，还包括平板电脑和手机，用户们的注意力开始从单一的硬件配置，逐渐转移到应用软件和使用体验上，硬件的提升刻不容缓，而真正推动硬件加速升级的还是苹果，升级不加价的iPad2再次让业界震惊。它采用基于Cortex-A9架构的A5双核处理器，芯片面积巨大，可以承载大量的晶体管集成电路，相对A4处理器性能提升2倍，显示芯片性能提升9倍，而功耗不变，出色的系统优化，带来流畅的体验，重新树立了行业标杆。
之所以Cotrex-A9架构能够在很短的时间内上位，是因为Cotrex-A8从设计之初就只考虑单核运算，没办法通过后期追加的方式变身为双核，而Cortex-A9则是在设计时就充分考虑了未来多核的趋势。另外在L2（详见后文解释）的规格上，Cortex-A8最多只能支持2MB，而Cortex-A9则可以支持到8MB，这也在一定程度上提升了CPU的工作效率。根据官方提供的数据，Cortex-A9的数据处理能力是Cortex-A8的2.5倍，浮点运算性能提升50%以上。
高端派，从商务市场切入
高端派以智能手机厂商摩托罗拉为代表，2011年初推出的全球首款双核平板Xoom就像是一针兴奋剂，全面拉开核战的序幕，厂商倾力加入，包括戴尔Streak 10 Pro、宏基Iconia Tab、华硕EeePad等，避开苹果iPad2，杀向商务市场，收效明显。它们均搭载性能强劲的NVIDIATegra2处理器，基于台积电40nm工艺制程，由一颗双核Cortex-A9以及一颗ARM7处理器构成。也就是从这时起，双核成为了高端平板电脑的标配。
紧随NVIDIA之后，包括高通、德州仪器等竞争对手均实现了移动双核处理器的量产，其中以高通MSM8x60系列以及TI OMAP4430/4460等产品最为引人关注，但更多用于手机，很少在平板电脑中使用。与前几家巨头的积极表现不同，三星自家研发的双核处理器平台，也就是我们后来所熟知的猎户座处理器Exynos 4210，直到2011年初才正式量产，应用在P62xx和68xx两个系列上已经是下半年的事情，然而最晚推出往往是同级别中最强的，拥有两个主频达到1.2GHz的Cortex-A9处理核心，相比于其他双核处理器的优势在于内存以及GPU上，是唯一支持DDR3内存和双通道的，GPU整合了当时业界最先进的四核心设计。不过由于高功耗以及发热量过大等问题，三星不久之后就推出了升级版Exynos 4212，采用更先进的32nm HKMG工艺，以提供一个2倍的逻辑密度以及低30%功耗的有竞争力的平台。
平板发展简明时间轴
小贴士 | TIPS
什么是L2规格
L2即二级缓存。由于一级高速缓存容量限制，为了再次提高CPU的运算速度，才在CPU外部放置二级缓存。其工作主频比较灵活，可与CPU同频，也可不同。CPU在读取数据时，先在一级缓存中寻找，再从二级缓存寻找，然后是内存，最后才是外部储存器。由于二级缓存容量会影响到CPU的性能，原则是越大越好。
主流派，以低价创造价值
双核平板火了，但在国内市场并没有取得和苹果iPad2一样的佳绩，我们分析有两个方面原因，一是推广缺乏力度，并且没有超越iPad的有效的技术特点；二是价格昂贵，其中芯片成本就占到50~60美元，以至于终端平板的平均售价都在3000元以上，毫无竞争力可言。
在那个时间段，国内数码市场面临着转型的艰难抉择，包括高清MP4、数码相框、彩屏电子书等都进入疲劳期，技术提升遭遇瓶颈，发展空间受到遏制，市场缺乏新鲜感，急需像平板电脑这样的产品进行补充。一批国内芯片方案提供商的发力成就了市场，其中瑞芯微RK2918和全志A10一度非常流行，AML8726-M、君正JZ4770、Telechips Tcc8803虽然热度比不上，但仍然有蓝魔、智器等品牌在追逐，它们采用的都是Cortex-A8架构，主频都在1.0GHz以上，虽然工艺制程落后，但在体验上已经比第一代国产平板有很大进步。除了延续在高清视频解码方面的优势外，已经能够畅玩像《疯狂的小鸟》、《水果忍者》、《极品飞车》这样的游戏，而且具有良好的兼容性。
在市场最火的时候，活跃品牌超过40个，其中昂达、酷比魔方、原道、台电、蓝魔等品牌，成为主流派。
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处理器的漏电问题
漏电一直是降低处理器良品率、阻碍性能提升和增大功耗的重要因素。传统的二氧化硅栅极介电质的工艺已遇到瓶颈，无法满足45nm处理器的要求，为了能够很好地解决漏电问题，业界分为两大流派，Gate-last派是以Intel、台积电为首，将生成金属栅极的工步放在漏源极高温退火工步之后，而以IBM、三星为代表的Gate-first派，坚持采用常规方法，即栅极生成工步放在漏源极高温退火工步之前。不管使用哪一种工艺，制造出的high-k绝缘层对提升晶体管的性能均有重大的意义，可使漏电大幅减少，使功耗和发热量得到很好的控制，在相同功耗下，理论上性能可提升20%左右。
核战升级
四核出鞘 性能爆发
一家独大的局面在2012年终于被打破，这给追求性能的平板厂商感觉有超越的机会，希望通过大型游戏提升平板更多的感官体验，全民双核，价格雪崩，怎一个乱字了得。
迎来领跑机会
随着大型3D游戏的不断推出，对于平板电脑性能的要求也越来越高，用户渴望获得流畅的使用体验，也愿意为升级买单。那么在双核之后，又一个引爆点在哪里呢？
NVIDIA毫无争议地再次取得领先，只不过这次发布比较低调。全新四核心移动处理芯片Tegra3采用40nm工艺制程，四核心满载频率高达1.3GHz，单核最高频率为1.4GHz，集成了12个执行单元的GeForce GPU图形处理核心，而Tegra 2仅有8个，图形处理能力是Tegra 2的3倍，3D游戏、1080P高清视频得心应手，还支持3D。在功耗控制方面，引入了协核心概念，并采用“动态待机”的vSMP架构，对功耗的控制更为出色。不过眼下由于针对四核开发的应用数量还较少，现阶段优势仅仅体现在跑分上。
国产双核一炮打响
不过上半年国内市场热点并没有停留在四核概念上，以晶晨AML8726-MX为代表的双核处理器，凭借超低成本，在市场掀起一阵旋风，短短三个月的时间，就让双核从贵族到普及，你敢想象一款7英寸双核平板售价只有699元？其中蓝魔W17Pro所采用的晶晨AML8726-MX魔蝎双核方案，基于ARM Cortex-A9双核架构，最高频率可达1.5GHz，相比单核A9，性能至少提升2倍，相比上一代65nm的工艺节省30%以上的能耗，更为值得关注的是，相比Tegra 2这样的大牌，在对Flash、HTML5的支持，以及高清视频解码方面有着优秀的表现，非常符合国情。昂达、台电等品牌的迅速跟进，使得单核平板产品更新换代提速。
此后，市场又先后出现三种廉价的双核方案，像时下热卖到缺货的原道N90双擎、原道N90双擎2、酷比魔方U30GT豌豆等都是采用了瑞芯微RK3066，近期促销活动特别多的智器S7和Q8采用的则是德州仪器OMAP4430，它们架构相同，只是由于设计细节上的差异，所以性能各有所长。对比来看，瑞芯微RK3066的表现更像是一匹黑马，综合性能最强，甚至在跑分测试中超过三星Exynos 4210，而德州仪器OMAP4430具有非常好的稳定性，无论在功耗控制，还是发热量控制上，都拔得头筹。爱可C905t装备的新岸线NS115方案则更多扮演的是搅局者的角色。
可以说在未来一段时间，这几款双核方案将会主宰整个中低端市场。
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什么是协核心概念
协核心是利用低功耗工艺技术设计而成的，拥有和Cortex-A9相同的内部架构，利用低功耗工艺技术制造。在低负荷时只有协核心最高500MHz主频工作，能够有效控制能耗，如果需要更高的性能，四个主核心才会按需进行切换工作。它的出现是Tegra3的精髓所在。
作为行业内销量和影响力仅次于苹果的品牌，三星始终把超越苹果当作目标，遇到这样的机会，显然不会放过，四核处理器Exynos 4412很快亮相。虽然在核心架构上，Exynos 4412与双核时代的Exynos 4212并无区别，但最大改进除了新增两个Cortex-A9处理核心之外，还采用了与Exynos 4212一样的32nm高-K金属栅极低功耗制程工艺，单核心最高主频可达1.4GHz，支持双通道LPDDR2 1066内存。在图形处理方面，GPU运行频率已由此前的266MHz提升至400MHz，整体性能提升50%左右。在同样CPU性能下功耗降低60%，而同样功耗的情况下GPU性能提升80%左右。
强者的对抗
英特尔搅局 ARM反击
从苹果iPad开始市场上绝大多数平板电脑产品使用ARM架构处理器。而一直是PC市场芯片厂商大佬的英特尔，虽然在很早就有针对平板产品的研发，但并没有作为重点，这次联合微软推出高端平板产品，以期改变在平板市场的格局，对ARM而言，似乎早有应对之策。
Intel联手微软欲颠覆
2012年6月19日，微软在美国洛杉矶发布了自有品牌平板电脑Surface。与其他品牌最大的不同在于两个版本配备的竟然是不同架构的处理器，其中ARM架构处理器采用Win8 RT系统，而英特尔X86架构处理器采用的是Win8 Pro系统。此举可以看作是英特尔在向平板电脑市场发起又一次的冲击。
从目前已经露面的第二代Atom Medfield平台Atom Z2460处理器来看，集成了绝大多数的功能模块，包括内存控制器、32nm的CPU核心、PowerVR SGX 540图形核心、512KB二级缓存、来自ImgTec的视频编码/解码引擎、视频输出模块、双通道LPDDR2内存控制器等，但体系结构上强调向前兼容的Atom处理器早已被捆住手脚。
早有防备 Cortex A15只待发力
不久前ARM已经宣布推出最新一代的架构Cortex A15，一个内核集群可以有1~4个内核，彼此通过AMBA 4技术互联，单个内核运行频率高达2.5GHz，最多可以拥有8个内核。Cortex A15内核支持一些全新或者改进的特性，比如 Thumb2，它可以为传统的ARM指令提供优化的管理，使所需内存减少30%；改进的NEON技术可以对视频和多媒体处理加速；浮点引擎提供了更加强劲的浮点处理能力；支持1TB的大内存；提高了传统虚拟机的处理速度等等。通过这些改进，Cortex-A15内核的性能将在Cortex-A9的基础上提高50%。
可以肯定的是，在多核心和新架构以及更高频率的支撑下，ARM处理器的性能将可能接近目前中低端X86处理器的水平，再加上ARM在软件上较高的执行效率以及超低的功耗，平板的性能会成倍增长，英特尔这回真的危险了。
总 结
寻找核战终结者
短期内，平板电脑的发展将很难摆脱军备竞赛，一方面厂商需要不断注入新的兴奋点和创新，吸引用户加快更新换代的速度，另一方面，苹果New iPad在业界首次采用2048×1536的视网膜屏幕之后，势必会带来其他平板厂商的跟风效应，然而更大的尺寸，更高的分辨率，会给系统处理带来巨大的压力。增加处理器核心数量是一个简单易行的方法，无论在Cortex-A9，还是Cortex-A15架构下，都是可行的，只是成本控制难度很大。此外，就是改进工艺制程，三星此前发布的Exynos 4212更是基于双Cortex-A9内核的32nm低功耗HKMG逻辑工艺技术，而ARM也已发布基于28nm HKMG工艺制程设计的Cortex-A9处理器，根据台积电介绍，未来新的28nm工艺制造平台能带来40%的计算性能提升、30%的功耗下降、100%的待机电池续航能力提升。
不过更为值得关注的是云平台，一个基于远程高性能计算和足够带宽网络的技术。定义为移动网络终端设备的平板电脑要想得到好的体验，必须将先进的技术落实在用户的最终应用体验上。平板电脑设备是否好用很大程度上取决于提供云服务的厂商。前不久NVIDIA在美国展示了一个策略，未来用户不必升级硬件，而是通过网络，用任何一个简单配置的平板电脑就可以玩最新、最酷的3D游戏，而完成游戏计算的是在远端的NVIDIA游戏计算服务器。听起来不可思议，但在台式PC上已经可以实现，如果这个技术能够推广，那么核战将会迎来终结者，平板电脑离人手一部真的不远了。
