用显卡核心打造手机处理器 理想丰满现实骨感

16nm工艺和Pascal架构打造的GTX1000系列显卡终于面世，Nvidia这几年的路并不好走，尤其是台积电20nm制程因漏电率等问题迟迟未能用在GPU上。因祸得福，上一代Maxwell架构成为了28nm制程之中能效比相当高的一代架构，多亏台积电的失利把Nvidia的终极潜能彻底逼出来。回到手机处理器上，Nvidia就没那么力挽狂澜了。回想当年Tegra 2和Tegra 3处理器分别夺得全球首颗双核和4核处理器称号，之后的Tegra 4也是全球首颗采用Cortex-A15架构的4核处理器，只可惜这些处理器并没有让我们深深地记住了Nvidia以及Tegra这个产品。之后Tegra K1和Tegra X1逐步从手机处理器转向平板、汽车、游戏机处理器，比较知名的产品也就Nexus 9平板和Nvidia Shield系列游戏机。

Tegra系列GPU一直都是Nvidia杀手锏，很多消费者都认为由一家显卡GPU大厂去打造一颗手机处理器无疑小菜一碟，还用担心游戏兼容性、性能、功耗和发热等问题吗？只可惜无论是早期的GeForce ULP GPU，还是后来引入显卡架构的Kepler和Maxwell GPU，都没有将Tegra处理器引向成功的大道上。

今天就让我们以Tegra 3为代表，好好看看究竟是什么原因让Tegra处理器火不起来。

Tegra 3参数解读

和之前我们讨论过的华为K3V2E类似，Tegra 3沿用了Tegra 2的40nm制程打造，这也是为啥当年能够提前一段时间面世的原因。同时期4核处理器，基本上都是28nm或者32nm制程，单从工艺上来说，Tegra 3整整落后了一代处理器周期。

架构方面采用了4颗Cortex-A9核心，整体水平看上去和华为K3V2E差不多，需要注意的是GPU和主频上区别。我们之前的实验已经验证了华为K3V2E在实际使用过程中最高主频一直无法突破1GHz，根本无法达到官方所说的1.5GHz。同时GC4000 GPU表现也并不如理想。而Tegra 3官方公布最高主频依然是1.5GHz，GPU则是自家的GeForce ULP架构，拥有12颗核心（执行单元）、支持256bit的Neon指令集和1080P视频解码能力。

今天我们测试的机型来自当年争议性十分高的HTC One XT（HTC One X的移动制式版）。我们先看看Tegra 3的安兔兔视频测试结果：

安兔兔视频测试一直卡在这个界面

Tegra 3最终无法完成测试

你并没有看错，连续运行多次跑分软件也无法完成整个测试流程，看来GeForce ULP的兼容性并没有我们想象中那么好。实际视频播放能力方面，HTC One XT内置播放器只支持MP4格式并不支持RMVB格式。回顾我们之前的实验结论，Exynos 5410和K3V2E同时兼容MP4和RMVB格式，MT6589和Tegra 3类似只支持MP4格式。

探究CPU工作原理

接着我们用系统监视器去观察一下Tegra 3在日常生活各种主要使用场景中CPU的核心开启机制。

静置和轻负载（在线和本地视频）

我们将HTC One XT静置一段时间，定期抽样之后发现其4颗CPU核心开启机制如下图所示：

静置情况

CPU整体负载并不重，基本上只维持开启1颗核心状态，不过主频并不低且维持在1GHz左右。我们把视线转向在线视频和本地视频两个环节。在线视频环节，我们选用了爱奇艺在线视频，画质是流畅。搭载Tegra 3的HTC One XT出现了之前分别搭载Exynos 5410和K3V2E处理器机型没有的问题，在视频播放界面没有出现播放按钮。我们下载了爱奇艺客户端，重新加载在线视频终于能够播放。

在线视频

如上图所示，和Exynos 5410类似，Tegra 3在播放在线视频时候充分调用多核心机制，4颗核心基本上开启3-4颗。虽然主频基本上不会超过640MHz，但是从每颗核心的使用情况百分比来看整体负载并不算轻，相比Exynos 5410的CPU负载要重。那么本地视频的表现呢？

本地视频

Tegra 3和K3V2E类似，本地视频一般会调用GPU进行解码，所以CPU负载理应不会太重。上一期文章中Exynos 5410则会开启4颗核心，不过也只是徘徊在400-600MHz之间运行。

无法运行最新版安兔兔评测

相比K3V2E和Exynos 5410双双无法运行安兔兔评测6.0的第一个3D场景的现象，Tegra 3问题更严重，HTC One XT并不支持安兔兔评测6.0，所以下文实验选择了5.1版本进行跑分。

单线程表现

多线程表现

多任务表现

整体上是符合我们的预期的，有点意外的是跑分全过程之中看不到理论最高主频1.5GHz的出现，别急，下面就会看到。和我们一向的认知不同，Tegra 3的最高主频并没有出现在跑分过程中，而是出现在大型游戏。

安兔兔评测两次跑分

两次的跑分结果差距还是蛮大滴，两次跑分测试环境唯一的区别就是后者开启了系统监视器。但是从以往多次实验多款机型的记录来看，开启这款监控软件对跑分成绩的影响可以忽略不计。我们横向对比一下上两期文章中K3V2E和Exynos 5410的表现，可以得知K3V2E和Tegra 3跑分表现相差不大，而Exynos 5410明显高于这两颗处理器，它们真正的对手应该是Exynos 4412。跑分只是参考，实际用户体验才是关键。

Exynos 5410无论是实际用户体验还是跑分总体上来说都是表里如一的，虽然续航和发热未如理想但是性能还是值得肯定的。K3V2E的跑分和实际用户体验相差比较大，我们也分析过其原因，感兴趣读者可以回顾之前的文章。那么Tegra 3呢？

普通游戏和大型游戏

我们先看看地铁跑酷的表现，纵然日常使用过程中HTC One XT和华为荣耀3 outdoor类似，触屏灵敏度不足，而且相比魅族MX3和华为荣耀3 outdoor，HTC One XT只有1GB RAM，让系统整体卡顿感比较明显。所以说被4GB RAM大运存宠坏了的消费者是不可能回到1GB RAM时代的。喜人的是，HTC One XT在四款游戏中整体表现并不卡顿，触屏灵敏度不至于让我们输掉任何一场比赛。

这里插入一句，和极品飞车17和狂野飚车8游戏机制不同，在地铁跑酷中由于需要同时截屏和滑动屏幕，所以电光火石之间能否同时处理这两项动作，间接也能够反映一套SoC的调校能力。Exynos 5410和Tegra 3两套平台机型在截屏时候同时滑动屏幕并不会出现延时效应，但是K3V2E则必须等到截图完成才会识别到触摸屏幕的动作，导致主角经常撞到火车头或者栅栏结束比赛。

地铁跑酷

K3V2E开启了两颗核心，Exynos 5410开启了4颗核心，而Tegra 3刚好处于中间，在2-3颗核心之间徘徊，最高主频达到了1GHz。和K3V2E不同的是，Exynos 5410和Tegra 3加载地铁跑酷的时间并不慢，并没有长时间处于读写ROM和RAM过程中。RAM资源占用率为707-755MB，超过了1GB RAM的一半。这也是HTC One XT相比魅族MX3和华为荣耀3 outdoor劣势的地方。

激流快艇2

激流快艇2方面，Tegra 3依然没有突破1GHz最高主频，也是只开启2-3颗核心。RAM资源占用为714-825MB，相比地铁跑酷进一步提高。看来40nm工艺和Cortex-A9架构下的4核处理器调校策略都比较类似，那么Tegra 3是否和K3V2E一样无法突破1GHz的限制呢？我们看看两款大型游戏的表现。

极品飞车17

在极品飞车17中Tegra 3大部分时间只会开启2颗核心并维持在1GHz主频，但是和地铁跑酷、激流快艇2不同，在场面比较复杂，运算量比较大的时候会开启3颗核心，或者把已开启核心主频进一步提高。在实验过程中出现了同时关闭3颗核心，将其中一颗核心主频提高到1.5GHz理论最大值。这一点相比K3V2E确实存在不同。值得肯定的是RAM占用率并不高，为654-752MB类似地铁跑酷而已。接着我们看看狂野飚车8表现。

狂野飚车8

CPU核心开启机制整体类似极品飞车17，RAM资源占用情况为853-874MB。狂野飚车8不愧为硬件杀手，不过仅为1GB RAM的HTC One XT并没有出现花屏、重启、闪退、强制退出等现象，所以还是值得肯定的。

续航、发热和存储读写性能

相比同为40nm的华为K3V2E，Tegra 3的续航表现更加不理想，综合表现在我们参测的三款机型中垫底。虽然1800mAh电池明显对HTC不太公平，但是Tegra系列处理器一直以来对功耗的控制确实不咋的。更奇怪的是HTC的旗舰机，从HTC One XT到如今的HTC 10，每一代都只配备了捉襟见肘的电池容量，难怪始终都逃不过一天一充的厄运。HTC One XT更离谱，起码一天两充。

续航表现对比

发热方面，安兔兔评测为36.8度，地铁跑酷为44.1度，激流快艇2为42.1度，极品飞车17为43.7度，狂野飚车8为41.6度，看来鲁大师的数据有时候也并不是太准，地铁跑酷竟然是最高的。不过游戏表现整体上都超过了40度。但是相比28nm的Exynos 5410控制得还可以，实际用户体验并不烫手。需要说明的是刚开始出厂的ROM可并不是这种表现，半个小时已经飙升到50度并强制重启手机，所以HTC在后续版本推送中应该是修改了处理器工作模式。

值得肯定的是，无论是极品飞车17还是狂野飚车8，HTC One XT整体的游戏加载速度比较接近魅族MX3，并没有出现华为荣耀3 outdoor那种CPU长时间处于频繁读写RAM、ROM高负载状态。

AndroBench跑分成绩对比

如上图所示，HTC One XT的存储性能表现刚好处于三者中间，这也比较符合实际的用户体验。

总结：时至今日，Nvidia和Intel基本上已经打消了跨界手机处理器的念头，华硕ZenFone 3系列全线暂别Intel处理器。Nvidia在2016年针对智能手机的Tegra处理器迟迟未见踪影，CES 2016上只展示了16nm制程下，由8颗Cortex-A57核心 4颗Denver核心 Pascal架构GPU打造的Drive PX 2汽车处理器平台。如今的Tegra处理器更多的只是为智能汽车等平台服务，想想也是，Cortex-A57架构的能效比真心不高，加上Denver、Pascal架构也不是省油的灯，纵然有16nm加持，这三套架构放在一起想塞进去智能手机估计没戏。先不说发热的问题，如果想性能全开不锁核降频的话，续航该配多大的电池来满足呢？

在显卡领域深耕细作，厚积薄发的丰富经验帮助Nvidia在相对落后的28nm制程下不断超越自己，打造出Kepler和Maxwell一代、Maxwell二代这些经典的架构。但是手机处理器毕竟还是不同于显卡GPU的，低功耗、低发热、高能效比、长续航都是门槛，从Tegra到Tegra X1，Nvidia一直都只把重点放在如何提高性能的问题上，而最根本的低功耗等问题却始终得不到解决。不过没关系，手机的电池不够大、内部空间不够宽阔，我们可以扩展到平板，平板还不够发挥的空间，那就游戏机、车载平台，总会找到能够让Tegra处理器充分发挥的一片天地。