Tillverkare av mobila chip: fyra kärnor och därefter

I mitt sista inlägg talade jag om byggstenarna - CPU- och grafikkärnor och immateriell egendom - som chipleverantörer använder för att skapa moderna applikationsprocessorer. Idag skulle jag vilja fokusera på de stora namnen i applikationsprocessorns själva. I allmänhet tar de flesta av dessa företag ARM-kärnor eller åtminstone ARM-arkitekturen; kombinera den med grafik från antingen ARM, Imagination Technologies eller deras egen grafik; och lägg till en mängd andra funktioner. Resultatet är ett brett utbud av olika processorer, som alla har olika egenskaper, oavsett om det är prestanda, ström, grafik eller anslutning. Nästan alla leverantörer har linjer med processorer, inklusive äldre chips som nu syftar till lägre kostnadstelefoner till avancerade telefoner. I avsnitten nedan talar jag om de mest kända av dessa processorer och fokuserar på det som är nytt för 2013.

Qualcomm

Bland leverantörerna av handelschips, de som säljer chips till andra företag för att använda i sina telefoner, har ingen haft ett bättre år än Qualcomm. För drygt ett år sedan introducerade företaget sin S4-serie processorer under ledning av MSM8960, ett dual-core-chip med integrerat LTE, och APQ8064, ett fyrkärnigt chip utan det integrerade modemet. Dessa chips har använts i många kända produkter; dual-core-versionen finns i alla high-end Windows-telefoner, Samsung Galaxy S III på många marknader där LTE är vanligt, och många andra Android-telefoner. Den fyrkärniga versionen, ibland kallad Snapdragon S4 Pro, finns i ett antal avancerade telefoner inklusive HTC Droid DNA, Nexus 4 och Sony Xperia Z.

Årets sortiment, som tillkännagavs vid CES och strax före Mobile World Congress, täcker ett brett utbud av mobila enheter. De flesta av uppställningarna är baserade på Qualcomms Krait-arkitektur, som använder instruktionsuppsättningen ARM v7 och företagets Adreno-grafikteknik, och produceras på TSMC: s 28nm-process. Men det finns väsentliga förändringar: själva Krait-kärnan har uppdaterats fyra gånger sedan introduktionen av 8960 och olika modeller har olika mängder grafik såväl som andra funktioner.

Överst på linjen för detta år är Snapdragon 800, som Qualcomm beskrev som "den mest avancerade trådlösa processor som någonsin har byggts", som skulle komma ut under andra halvåret 2013. Detta borde vara den första processorn som produceras på TSMCs 28nm HPM (High-Performance for Mobile) -process, som gör att CPU-kärnorna kan köras upp till 2, 3 GHz. Detta använder en ny version av kärnan, känd som Krait 400. Företaget säger att som en följd av detta skulle Snapdragon 800 bör leverera upp till 75 procent bättre prestanda än Snapdragon S4 Pro.

Snapdragon 800 kommer att innehålla Adreno 330-grafik, som har dubbelt så många grafikkärnor som Adreno 320 GPU som används i APQ8064 och den nya Snapdragon 600. Även om det är osannolikt att du faktiskt kommer att se dubbla grafikprestanda i riktiga applikationer, finns det andra faktorer involverade inklusive minnesbandbredden. Chipet är utformat för att stödja mottagning och uppspelning av innehåll i UltraHD (4K) upplösning och fånga 4K innehåll.

En skillnad i Qualcomms tillvägagångssätt jämfört med några av sina konkurrenter är att dess arkitektur tillåter var och en av kärnorna att köra med en annan frekvens. Detta innebär att om du har applikationer som körs på specifika kärnor kan varje kärna köras med sin optimala hastighet. (Däremot använder ARM: s big.LITTLE-plan två kluster av kärnor, med små kärnor som körs tillsammans med en gemensam hastighet, och sedan lägger till stora kärnor, som igen skulle köras med en gemensam hastighet. I de flesta implementeringar är hastigheten för varje grupp samma sak, men kan gå upp och ner beroende på arbetsbelastning.) Qualcomm har sagt att Asynchronous Symmetric Multiprocessing (aSMP) kan möjliggöra bättre prestanda när en kärna kan köra särskilt snabbt medan de andra är långsamma.

En annan stor förändring med Snapdragon 800 är stöd för det som är känt i LTE-kategori 4, med teoretiska nedladdningshastigheter på upp till 150 megabit per sekund, samt bäraraggregation. (Carrier-aggregering, ibland kallad LTE-Advanced, låter en bärare bond-anslutningar över kanaler som inte är kontinuerliga. Detta skulle göra det möjligt för en transportör att få LTE-kategori 4-hastigheter även om de inte har 20 MHz kontinuerligt spektrum, genom att använda två diskreta 10 MHz spektrum. Detta är viktigt för många transportörer, inklusive vissa stora amerikanska.)

Qualcomm har varit den överlägset ledande tillverkaren av LTE-basbandsfunktioner för smartphones vi hittills har sett, antingen med applikationsprocessorer med inbyggda basband eller med fristående basband-modem, men ser ut att få lite mer konkurrens under året framöver.

Snapdragon 600 är också en fyrkärnig del, men en som använder en Krait 300-kärnor och produceras på den nuvarande TSMC 28nm-processen. (Jämfört med de äldre Snapdragonsna lovar både Krait 300 och 400 bättre flyttals- och JavaScript-prestanda och andra funktioner som förbättrad grenprognos. Krait 400 ändrar också minnesgränssnittet och erbjuder snabbare L2-cache.) Den körs upp till 1, 9 GHz och inkluderar Adreno 320-grafik. Så även om detta inte riktigt uppfyller specifikationerna för 800, är ​​det en ganska avancerad processor. Ännu viktigare är att det levereras detta kvartal och används i många av de avancerade smartphones som nyligen infördes, till exempel den nya HTC One och LG Optimus Pro.

För trådlösa LAN-anslutningar stöder både 600 och 800 802.11ac Wi-Fi, såväl som äldre versioner. Genom sin Qualcomm Atheros-grupp har företaget varit en av de främsta drivkrafterna för standarden 802.11ac, och på utställningen visade företaget hur mycket snabbare dataöverföringar kan vara med denna standard. Demonstrån visade att man överförde en 600MB-fil till en mobil enhet på under 30 sekunder, tre till fyra gånger snabbare än man skulle se med den vanligaste 802.11n-standarden.

Medan Snapdragon 600 och 800 inkluderar LTE-stöd, och därmed är mer benägna att dyka upp på den amerikanska marknaden, är Snapdragon 400 och 200 nedre ände chips med funktioner riktade till andra marknader. Snapdragon 400 kommer att ha flera versioner, inklusive dubbla Krait 300-kärnor som körs upp till 1, 7 GHz, dubbla Krait 200-kärnor som körs upp till 1, 2 GHz, eller en fyrkärnig lösning med Cortex-A7-kärnor som kör upp till 1, 4 GHz. Den har också en Adreno 305 GPU, stöd för 1080p videoinspelning och uppspelning, stöd för Miracast trådlös skärmteknologi och stöd för HSPA + men inte inbyggd LTE. Snapdragon 200 har fyrkärniga Cortex-A5-CPU: er på upp till 1, 4 GHz per kärna och Adreno 203-grafik, men lägre kamera- och modemstöd, främst inriktade på CDMA- och UMTS-marknader. Med andra ord är det inte troligt att den nordamerikanska marknaden ser telefoner baserade på detta chip.

Nvidia

Inget företag har gjort mer för att publicera konceptet med multikärniga applikationsprocessorer mer än Nvidia, som tog många av de lärdomar det lärde sig i PC-grafik och använde det på mobilmarknaden. Dess Tegra 2 var en tidig dual-core processor och dess Tegra 3 var den första välkända fyrkärniga processorn. Och företaget har inte varit blyg att prata om sin GeForce-grafik (med samma namn som den använder för PC-grafik) och dess TegraZone-butik för Android-spel som visar upp sina processorer.

För 2013 är företagets stora nya processor Tegra 4, kodnamn Wayne, som den tillkännagav i början av CES.

Liksom Tegra 3 är detta en fyrkärnig processor, men snarare än ARM Cortex-A9, den här använder den nyare Cortex-A15, som kör upp till 1, 9 GHz. Chipet har också en femte kärna, en annan A15 som använder en transistorkonstruktion med låg effekt som främst fungerar när telefonen eller bordet är i viloläge och låter huvudkärnorna stängas av och därmed erbjuda mer batterikraft. Till skillnad från Qualcomm-designen är de fyra huvudprocessorerna synkrona, vilket betyder att de alla kommer att köras med samma hastighet, även om det kan röra sig upp och ner efter behov genom dynamisk spänningsfrekvensskalning. Istället använder Nvidia den "femte kärnan" för att bevara strömmen när enheten bara står. (Tegra 3 har en liknande design.)

Tegra 4 har 72 GPU-kärnor, vilket i detta fall betyder multiplicera-add-enheter. Det är svårt att jämföra antalet kärnor mellan olika mönster eftersom vissa företag bara räknar multiplikatilläggsenheterna medan andra använder termen "kärna" för att betyda en samling olika komponenter som gör grafik. Observera att Nvidias GeForce och ARMs Mali T-600 har diskret toppvärde och pixel-skuggare, till skillnad från Qualcomms Adreno och den nuvarande Imagination PowerVR-grafiken, som använder enhetliga skuggare. Nvidia säger att detta är mer effektivt, men det kommer att vara svårt att säga tills produkterna äntligen levereras.

Tegra 4, som är planerad att visas i produkter det här kvartalet, är inriktad på både surfplattor och telefoner med en separat basband. Nvidia erbjuder sitt i500-modem med en programvarudefinierad radio, baserad på Icera-programvarudefinierad radioteknologi, med LTE-stöd. ZTE har sagt att den arbetar på en smartphone för den kinesiska marknaden med Tegra 4-processor under första halvåret i år och arbetar också med i500.

Nvidia säger att Tegra 4 borde vara snabbare, inte bara för spel utan också för att ladda webbsidor, och har särskilt betonat begreppet "beräkningsfotografering" för saker som HDR-foton och video.

I anledningen till MWC tillkännagav Nvidia också Tegra 4i, dess första processor med ett integrerat modem på applikationsprocessorn. Kodnamnet Project Grey, Tegra 4i kommer att ha fyra ARM Cortex-A9 CPU-kärnor, som körs upp till 2, 3 GHz (plus en låg effektversion i företagets 4 + 1-arkitektur). Nvidia säger att detta kommer att använda den fjärde generationen av A9 (A9r4), som innehåller vissa funktioner i A15 i en design som erbjuder prestanda någonstans mellan standard A9 och A15.

Tegra 4i kommer att ha 60 grafikkärnor, med samma arkitektur som grafiken i Tegra 4, utöver det integrerade LTE-modemet. Det modemet, i huvudsak samma i500-modem som företaget kommer att erbjuda som ett separat chip vid sidan av Tegra 4, är tänkt att stödja upp till 100 Mbps nedladdningar initialt, med en senare programuppgradering för att ta den till 150 Mbps. (Kom ihåg att detta är ett mjukvarudefinierat modem.)

Sammantaget borde 4i vara ett mindre chip, med ett dynområde på cirka 60 mm ² jämfört med mer än 80 mm ² för både det befintliga Tegra 3 och Tegra 4-chipet. Det skulle göra det billigare och därmed mer lämpat för mindre surfplattor och telefoner. Tegra 4, som har mer grafik och den kraftfullare Cortex-A15 CPU, är inriktad på större skärmar. Men Tegra 4i kommer på marknaden senare; Företaget säger att vissa produkter med Tegra 4i kan visas i slutet av året, men större tillgänglighet kommer troligen att vara under det första kvartalet 2014.

Observera att även om både Tegra 4 och 4i produceras vid 28 nm av TSMC, kommer de att använda olika processer. Tegra 4 använder HPL-processen som TSMC har erbjudit, medan 4i kommer att gå upp till den nyare HPM-processen.

Nvidia meddelade också nyligen en uppdatering av färdplanen för produkterna för att följa Tegra 4 och 4i.

Nästa upp kommer att vara "Logan", som kommer att vara i produktion 2014, vilket lägger till den första CUDA-kapabla grafiken i Tegra-linjen, vilket innebär att den bör innehålla enhetliga skuggare. Detta följs 2015 med "Parker", som kommer att kombinera företagets kommande Maxwell GPU-teknik med sin första unika CPU-kärnkonstruktion, en 64-bitars ARM-processor känd som Project Denver. (Nvidia har tidigare meddelat att det har en ARM-arkitekturlicens och arbetade på sin egen kärna.) Nvidia säger att Parker kommer att tillverkas med 3D FinFET-transistorer, förmodligen på tillverkningspartner TSMCs 16nm-process.

Äpple

Apple är unikt för att vara den enda stora telefonförsäljaren som enbart använder endast applikationsprocessorer som den designer själv. Det gör inte dessa chips tillgängliga för andra tillverkare av mobila enheter. Som ett resultat avslöjar Apple verkligen inte mycket om sina marker än några mycket breda prestandaåtgärder, till exempel A6-processor för iPhone 5 erbjuder två gånger CPU och två gånger grafikprestanda för A5 som används i iPhone 4S.

Men mellan nedbrytningar, branschanalytiker och information från några av leverantörerna kan vi få en ganska bra uppfattning om de chips Apple för närvarande levererar.

Apple har en ARM-arkitekturlicens så det utvecklar sina egna CPU-kärnor som använder ARMv7-arkitekturen. Dessa kärnor kallas ibland "Swift" på ungefär samma sätt som Qualcomms inre kärnor kallas Krait. På grafiksidan använder Apple PowerVR-grafik från Imagination Technologies, där det är en investerare. Den kombinerar andra interna arkitektoniska funktioner för att skapa en familj av processorer.

På telefonsidan heter Apples ledande processor A6, som tillkännagavs tillsammans med iPhone 5 förra september. Vid den tiden sa Apple att den är dubbelt så kraftfull som den tidiga A5, men 22 procent mindre. Det är troligtvis för att det tillverkas på Samsungs 32nm high-k / metal gate-process, medan den tidigare processorn tillverkades på en äldre 45nm-process. A6 sägs använda dubbla CPU-kärnor tillsammans med integrerad trippelkärnig PowerVR SGX 543MP3-grafik.

Den nuvarande iPad är baserad på A6X, som sägs ha en dual-core CPU som körs upp till 1, 4 GHz och använder PowerVR SGX 554MP4-grafik som körs på 300MHz. Detta är fyrkärnig grafik, som Apple har positionerat som avgörande för att köra skärmen med hög upplösning på surfplattan. De flesta oberoende riktmärken visar A6X som den snabbaste av de processorer som vanligtvis finns i slutet av 2012; med alla de nya produkterna som kommer ut i år, måste vi se vad Apple har planerat.

Samsung

Samsung är intressant genom att företaget som helhet har många olika positioner i mobilprocessorkedjan. Som en av de ledande smarttelefontillverkarna producerar den enheter som använder en mängd olika processorer, inklusive Qualcomm Snapdragon-processorer i många av sina LTE-enheter, Broadcom-chips i vissa nedre slutprocessorer och processorer från sin egen Samsung Semiconductor-arm i ännu andra enheter. Telefoner som Galaxy S III kan använda både Qualcomm- och Samsung-chips, beroende på marknad, där företaget vanligtvis använder Qualcomm-chips där LTE krävs. Företaget är också ett välkänt halvledargjuteri som tillverkar A5- och A6-chipsen för Apple.

Men för applikationsprocessorer erbjuder det en serie produkter i sin Exynos-familj. För närvarande använder företaget sina Exynos 4 Quad i vissa versioner av produkterna Galaxy S III och Galaxy Note, och erbjuder det till salu till andra företag för användning i sina produkter. Exynos 4 Quad är baserad på fyra ARM Cortex-A9-kärnor som körs upp till 1, 6 GHz, med Mali T-400-grafik.

På senare tid introducerade företaget Exynos 5 Dual med dubbla Cortex-A15-processorer, som för närvarande används i Samsungs Chromebook och Google Nexus 10-surfplatta.

Men den här framstående processorn är Exynos 5 Quad, som borde vara en av de första processorerna som faktiskt kom ut på marknaden med den stora.LITTLE-arkitekturen. Den innehåller både fyra högpresterande Cortex-A15-kärnor och fyra Cortex-A7-kärnor med lägre effekt.

Denna design grupperar effektivt en högpresterande fyrkärnig CPU och en lågprestanda fyrkärnig CPU. När den är inaktiv bör enheten använda bara en lågeffektkärna, med kärnan snabbare och fler kärnor slås på efter behov; när det krävs riktigt hög prestanda byter den till CPU med högre prestanda. A7-kärnorna kan skala upp till 1, 2 GHz, med A15-kärnorna på upp till 1, 8 GHz. Dessutom använder den en Imagination PowerVR SGX-544MP3 grafikkärna, som körs på 533MHz, vilket är snabbare än de flesta PowerVR-implementationer som vi hittills har sett.

Exynos 5 Quad tillverkas på Samsungs 28nm-process. Det kommer troligen att visas först i Galaxy S4, men mest i versioner riktade till marknader utan LTE. (Med andra ord kommer det inte att vara i US Galaxy S4, även om det skulle vara vettigt i Wi-Fi-enheter.)

Renesas Mobile

Renesas kanske inte är ett känt namn för de flesta amerikaner, men det är faktiskt en av världens största chiptillverkare. Det bildades genom sammanslagningen av halvledarverksamheten hos några av de största japanska företagen, inklusive NEC och tidigare, Hitachi och Mitsubishi. Dess chips har använts i många telefoner på den japanska marknaden, men företaget försöker nu placera sina nya produkter för den större marknaden.

Dess senaste avancerade post, APE6, kommer att använda ARM: s stora.LITTLE-design med fyra högpresterande Cortex-A15-kärnor som körs upp till 2GHz och fyra Cortex-A7-kärnor med lägre effekt som körs upp till 1GHz. Detta kommer också att ha en av de första implementeringarna av Imagination Technologies PowerVR 6-grafik, känd som "Rogue." Företaget säger att detta kommer att ge fyra gånger grafikkraften på en iPad 4. Den här produkten riktar sig till fordons- och surfplattaprodukter, med mobila produkter troligen inom nio månader till ett år.

Företaget tillkännagav också sin MP6530, en fyrkärnig processor som använder en 2 + 2-design (dubbla A15: er som körs upp till 2GHz, plus dubbla A7: er, som körs upp till 1 GHz) och integrerad LTE på en enda matris. Detta använder PowerVR SGX544-grafik och passar för full HD-skärmar på små surfplattor och telefoner, där företaget syftar till telefoner med ett osubsidierat pris mellan $ 250 och $ 400. Företaget räknar med att det kommer att vara i massproduktion i slutet av året.

Broadcom

Broadcom har mest varit känt för sina kommunikationschips, men det har ganska tyst gjort ett större tryck in i applikationsprocessorer, mest med produkter som är inriktade på mitt- och låg-end-telefoner.

För applikationsprocessorer är Broadcoms nuvarande produkter inklusive 28155, som innehåller dubbla ARM Cortex-A9 som körs upp till 1, 2 GHz samt Broadcoms egen VideoCore-IV multimedia- och bildbehandlingskärna. Dessa produkter stöder HSPA + -nätverk, inte LTE, men det räcker på många marknader. Produkter som Samsung Galaxy Grand använder denna processor. Du kanske inte ser dem på den amerikanska marknaden, eftersom de oftast inte har LTE-stöd, men är vettiga i en hel del av världen.

På nätverkssidan tillkännagav Broadcom nyligen ett nytt LTE-Advanced baseband-modem, med stöd för LTE-kategori 4-stöd och bäraraggregation, samt stöd för fler LTE-band. De flesta LTE-telefoner som vi har sett har haft Qualcomm-chips, och Broadcom försöker vara mer konkurrenskraftiga. (Andra företag, inklusive Intel och Sequans, har också meddelat LTE-Advanced chips under de senaste månaderna.)

För anslutning, det område där Broadcom är mest känt, har företaget ett nytt combo-chip med många olika anslutningsmöjligheter, inklusive support för 802.11ac. Broadcom har varit en av de ledande när det gäller att föra denna teknik, som den har kallat 5G Wi-Fi, till marknaden, och har nu ett erbjudande som kombinerar 802.11ac med Bluetooth- och FM-radiostöd.

Intel

Intel, som har drivit sin Atom-familj av processorer för mobiltelefoner i flera år nu, har börjat se lite framgång. Det har meddelat tio mönster, mestadels baserat på "Medfield" -plattformen, officiellt kallad Atom Z2480, som körs i ett burst-läge på upp till 2GHz. (I mobila processorer tillhandahåller leverantörerna vanligtvis topphastigheten, eftersom nästan alla processorer faktiskt körs med mycket lägre hastigheter större delen av tiden, när de väntar på att göra något.)

Vid Mobile World Congress låg det stora fokuset på Clover Trail + -plattformen, som inkluderar tre varianter med olika hastigheter. Det här är dubbelkärniga chips med hypertrådning, vilket innebär att de kan köras upp till fyra trådar åt gången. Den avancerade modellen, Atom Z2580, körs upp till 2GHz med Imagination PowerVR SGX544MP2-grafik och körs upp till 533MHz. Andra modeller inkluderar Z2560 (upp till 1, 6 GHz med 400 MHz grafik) och Z2520 (upp till 1, 2 GHz med 300 MHz grafik). I alla dessa fall visar Intel funktioner som gruppfotofunktioner som låter dig kombinera bilder från en serie serie bilder och HDR i rörlig video för att visa mer detaljer och ta bort spöken.

Dessa chips stöder Intel XMM6360-modem, som stöder HSPA + upp till 42 Mbps. Intel har också meddelat ett nytt modem kallad 7160, som kommer att stödja LTE kategori 3 med upp till 100 Mbps nedladdning och 50 Mbps uppladdning. Detta beror på att vissa kunder har börjat börja under första halvåret i år. Intels modem förblir separata chips från sina applikationsprocessorer, och medan företaget arbetar med att kombinera de två har det inte meddelat när det kommer att släppa ett integrerat chip.

På CES tillkännagav företaget en lägre processor som heter Atom 2420, känd som "Lexington." Detta chip har en enda CPU-kärna som körs upp till 1, 2 GHz och Imaginations PowerVR SGX 520-grafik. Det stöder HSPA + upp till 21 Mbps. Denna processor används i Asus Fonepad, en 7-tums surfplatta med telefonfunktioner.

Intel har också haft en rad chips riktade specifikt mot surfplattor. Det finns mer än ett dussin Windows-baserade surfplattor och cabrioleter baserade på företagets Clover Trail-plattformsplattform (känd på Atom Z2760, ett dubbelkärnigt / fyrtrådigt chip som kör upp till 1, 8 GHz); och naturligtvis många fler Core-baserade surfplattor och bärbara datorer (med 22nm Ivy Bridge-processorer).

Denna generation av Atom-processorerna tillverkas på en 32nm HKMG-process. Företaget har meddelat planer på att flytta till sin 22nm FinFET-process senare i år, med den nya plattformen känd som "Bay Trail." Intel säger att Bay Trail kommer att erbjuda en fyrkärnig / åtta-trådad CPU, med två gånger CPU-prestanda för Clover Trail-plattformen för surfplattor. I en stor förändring kommer Bay Trail att stödja både Android- och Windows-operativsystem, i motsats till att ha en separat plattform för var och en. Intel har ännu inte avslöjat grafiken i Bay Trail och sa att Bay Trail för surfplattor borde komma i tid för semestern i år. (Intels 22nm-processorer riktade mot telefonmarknaden kommer troligen att dyka upp i början av 2014.)

AMD

Vid Mobile World Congress visade AMD Temash, en lågeffektversion av den kommande "Kabini" -processorn, en 28nm-processor med integrerad grafik. Demoerna visade upp surfplattor som kör Windows med AMD som jämför systemet med dem som kör Intels Clover Trail Atom Z2760-plattform.

Temash är en efterföljare till den befintliga Z-60, känd som Hondo, och är utformad för att kombinera prestanda och Windows arvstöd för bärbara datorer med den fanless designen av surfplattor. Temash kommer i två- och fyrkärniga versioner som använder mindre än 5 watt, och AMD säger att det erbjuder dubbla grafikprestanda från föregående generation, såväl som stöd för DirectX 11. Sammantaget placeras detta som den snabbaste x86 SoC för tabletter och för hybrid- eller konvertibla maskiner. AMD hoppas kunna se dual-core-surfplattor i prisområdet $ 399 till $ 499, främst inriktat på Windows-marknaden.

AMD har inte en telefonplattform ännu och har betonat Windows, där det hoppas att bättre grafik och att komma på marknaden före Intels Bay Trail-plattform kommer att ge det en fördel.

MediaTek

MediaTek är en av världens största tillverkare av mobiltelefonprocessorer, även om namnet inte kan kännas igen för de flesta amerikaner. Företaget är mest känt för att driva telefoner som körs i asiatiska länder. Under de senaste åren som har vuxit till att omfatta Android-baserade smartphones som ser överraskande starka ut, även om inte helt upp till specifikationerna för high-end-telefoner som vi ofta lägger så mycket tid på att skriva om.

Under senare år har amerikanska företag som Qualcomm och Broadcom gått in på denna marknad, men MediaTek kämpar tillbaka med nya fyrkärniga processorer. Det första sådana chipet som kallas MT6589 är en fyrkärnig Cortex-A7-processor med ett integrerat basband som stöder HSPA + såväl som äldre standarder och kinesiska sådana som TD-SCDMA. Det stöder inte LTE, men det är vanligtvis inte ett alternativ på många av de marknader där dessa processorer används.

Detta chip använder Imaginations PowerVR Series5XT-grafik. De ursprungliga versionerna är tänkta att levereras vid 1, 2 GHz, med planer på att gå till 1, 4 GHz.

Qualcomm flyttar nu mer aggressivt tillbaka till detta utrymme med sin Snapdragon 400 och 200-plattform och det finns nya, mindre leverantörer som också flyttar ut på marknaden.

Allwinner

Bland de nyare chipleverantörerna är kanske Allwinner, vars chips verkar visas i surfplattor över hela världen på utställningar som CES och Mobile World Congress. Det kinesiska företaget, som grundades 2007 och ursprungligen tillverkade videokodnings- / avkodningschips, kom in på ARM SoC-marknaden 2011, med processorer som A10, ett enda kärna Cortex-A8-chip som ursprungligen var inriktat på surfplattor och smarta TV-apparater.

Sedan dess har företaget breddat sin linje med nyare chips inklusive A20, baserat på en dual-core Cortex-A7-design med Mali 400MP2-grafik.

Kanske mest imponerande är den nyligen tillkännagivna Allwinner A31, som innehåller en fyrkärnig Cortex-A7 tillsammans med Imaginations PowerVR SGX544MP2-grafik. Det är fortfarande en fyrkärnig processor, men lägger också till en extra femte kärna, designad för låg effekt när telefonen mestadels är inaktiv. På detta sätt liknar det Nvidias implementering av en femte kärna. Företaget säger att detta chip är lämpligt för surfplattor med skärmupplösningar upp till 2 048 av 1 536 och att det har använts i produkter som Onda-tabletten ARM visade på MWC. Dessutom har den en mängd funktioner för visning och bildbehandling.

Mer nyligen tillkännagav Allwinner en version som kallas A31s riktad till "phablets" mellan 4, 5 och 6 tum. Detta har enkanalsminne istället för dubbelskanalsminnet i A31 och stöder upplösningar upp till 1 280 by-800. Både A31 och A31 körs upp till 1 GHz och tillverkas på en 40nm-process.

Allwinners applikationsprocessorer har främst inriktats på surfplattor och smarta TV-apparater, och företaget tillverkar inte ett basbandchip för att ansluta till ett mobilnät. Dock kan tillverkare av telefoner och surfplattor lägga till chips från tredje part. Hittills har vi inte sett många produkter baserade på Allwinner-chips på den amerikanska marknaden, men med tanke på potentialen för billigare Android-surfplattor kommer jag inte bli förvånad över att se dem snart.

Fler kinesiska leverantörer

Dessutom finns det ett antal andra mindre kinesiska leverantörer av ARM-baserade applikationsprocessorer vars chips har riktat sig till enheter för asiatiska marknader. Alla dessa företag tenderar att ha produkter med sina senaste processorer som blir mer kraftfulla.

Till exempel har Rockchip meddelat 3188, en fyrkärnig A7-processor som kan köra upp till 1, 8 GHz, med Mali-400-grafik som körs upp till 533MHz. Detta kommer att vara en 28nm del. Företaget erbjuder också dual-core chips. En annan konkurrent, Amlogic, har en CPU inriktad på tablettmarknaden baserad på en 1 GHz Cortex-A9.

Spreadtrum, som gör chips för mobiltelefoner, började nyligen leverera en 1, 2 GHz-chipset med en dual-core Cortex-A5 som körs på 1, 2 GHz, med dual-core Mali-400-grafik, för både TD-SCMA (en kinesisk standard) och Edge nätverk. Även om du inte ser sådana processorer på enheter riktade till USA - det stöder inte de LTE-nätverk som amerikanska transportörer vill ha - är det ett steg framåt för billiga smartphones.

Texas instrument

Två företag är värda att prata om, trots att de avvecklar sina ansträngningar inom mobila processorer: Texas Instruments och ST-Ericsson, som båda hade ovanliga tillvägagångssätt på marknaden.

TI var mycket mer framgångsrik med applikationsprocessorer i produkter som skickades till den amerikanska marknaden med sin OMAP-familj. Dess OMAP 4-familj använder Cortex A9-processor med dubbla kärnor och Imaginations PowerVR-grafik i chips som vanligtvis produceras vid 45 nm. Sådana chips används i ett stort antal produkter, inklusive många av de tidiga Android-surfplattorna (som den ursprungliga Galaxy Tab), Amazon Kindle Fire och Fire HD och Barnes & Noble Nook Tablet.

Detta skulle ersättas i år med OMAP 5, en 28nm del som var den första tillkännagivna processorn som använde Cortex-A15. OMAP 5 har A15: erna som körs upp till 1, 7 GHz och kombinerar dessa med två lågeffekt Cortex-M4-processorer för låg effektanvändning. (Chipet designades innan ARM tillkännagav stor.LITTLE och A7, men konceptet verkar lika.) Dessutom har Power VR SGX 544MP2-grafik; och tillverkas på 28nm. Produkten har tillkännagivits och kommer att levereras inom kort, men företaget har sagt att den kommer att flytta fokus från den trådlösa marknaden så det är oklart om vi kommer att se många produkter baserade på detta chip.

ST-Ericsson

ST-Ericsson hade ett ovanligt tillvägagångssätt för applikationsprocessorer men den visionen är nu mycket i tvivel, med moderbolagen STMicroelectronics och Ericsson nyligen meddelade att joint venture kommer att stängas av. De avslutade också arbetet med vad det har kallat sin "ModApp" -strategi och kombinerade modem och applikationsprocessor på ett enda chip. (Ericsson kommer sannolikt att fortsätta att göra modem, men med joint venture-nedläggningen har inget företag planerat att fortsätta arbeta med ModApp SoCs.)

Ändå är det värt att diskutera den intressanta strategin som företaget visade vid Mobile World Congress med sin NovaThor L8580, som är att kombinera en Nova-applikationsprocessor med företagets Thor-modemplattform. Detta skulle använda en ovanlig tillverkningsprocess som föregick av STMicroelectronics känd som FD-SOI (helt uttömd kisel-på-isolator). Detta skulle göra det möjligt för chiptillverkarna att få högre frekvenser och lägre läckage än med konventionella delvis utarmade kanaltransistorer på vanliga kiselskivor, men med högre tillverkningskostnader, och ST-Ericsson sa att detta skulle göra det möjligt för processorn att köra med mycket högre hastigheter än andra applikationsprocessorer. Medan ST-Ericsson ibland hänvisade till L8580 som ett "eQuad" fyrkärnigt chip, bestod det faktiskt av två fysiska Cortex-A9 CPU-kärnor, men dessa kärnor kunde köras i två mycket olika elektriska lägen. Ett läge skulle vara mycket högpresterande med hastigheter upp till 3GHz; medan den andra skulle vara ett mycket lågspänningsläge. Detta läge skulle användas för "aktivt vänteläge" för att låta processorn konsumera mycket lite ström, men ändå kan chipet växla över till det högpresterande läget när det behövdes.

ST-Ericsson sa att produkten skulle erbjuda upp till fem timmars bättre batteritid än konkurrerande lösningar, tillsammans med högre prestanda, men vi kommer förmodligen aldrig att veta, eftersom arbetet med chipet - vilket skulle göras på en 28nm-process och på grund av mot slutet av året - har nu avslutats.

Slutsats

Det mesta av detta material samlades in från möten på Mobile World Congress i Barcelona och i efterföljande uppföljningssamtal med säljarna. Det som imponerar mig mest är hur långt dessa processorer har kommit under det senaste året, när vi bara såg den första fyrkärnan och LTE-chips. Nästan alla har en fyrkärnig plattform tillgänglig, och vi är på väg att se åttakärniga chips från ett antal leverantörer. Jag är inte alls säker på att de flesta behöver all denna bearbetningskraft, men applikationer verkar alltid följa med den som använder den.

Förändringstakten på denna marknad har varit fenomenal och det är osannolikt att frekvensen för nya saker kan fortsätta; Jag förväntar mig inte 16-kärnprocessorer på två år. Men det har säkert resulterat i en cornucopia av nya val för telefondesigners, och i slutändan för oss som konsumenter.