雷锋科普：如何衡量一台手机的性能？

一般用户对手机的各种参数可能都会感到一头雾水，尤其是现在的厂商各种“军备竞赛”、“核战争”的轰炸下，用户更是容易混淆很多概念。例如现在动不动就四核的处理器，甚至有厂商标榜自己是“ 五核”。CPU频率也突飞猛进，各种1.5G、1.7G甚至2G主频的移动处理器的出现，也让很多用户难以分清产品的实际性能，核心多了，频率高了，手机就一定跑得快吗？请看本文的详细介绍。

本文叙述的手机性能只是针对SOC的性能分析。当然，除了SOC性能，摄像头、屏幕性能等各方面都是非常重要的。 衡量一台手机的SOC性能，主要分三个方面来分析：CPU、GPU、DSP。这三点通俗来说就是我们的中央处理器、图形处理器和视频硬解模块，而这三部分也直接影响了我们手机的硬件性能。CPU当仁不让是手机的最关键的部分，它直接主导了整台手机的性能发挥。GPU则是对手机的2D/3D进行加速，进行图形渲染等工作，直接影响的就是游戏性能。DSP则是视频硬解模块，负责对视频进行硬件解码。当然，RAM也是直接影响手机性能的一方面，但是主流的手机大多拥有1G甚至2G容量的RAM，因此在大部分操作下不会成为瓶颈，因此我们下面分三个方向来叙述：

1.CPU通用性能

在讲解CPU通用性能之前，我们先来看看主流的一些移动CPU。先是Android平台的四核“四大金刚”。

Tegra3：第一款移动四核处理器，采用“4+1”核设计，其中一个“伴核”用于超低负载应用。采用A9内核，40nm制程，发热量比较大，通用性能优秀。

K3V2：国内首款自主研发四核，有多项专利技术，采用A9内核，40nm制程，但是由于频率波动上比较“保守”，因此发热量和功耗控制优秀，通用性能良好。

Exynos 4412：三星用在多款旗舰机型的四核处理器，A9内核，32nm HKMG工艺，功耗控制优秀，通用性能暂时是Android最强（当然等它老大Exynos 5250出来说法又会不同了）。

APQ8064：采用高通自主研发的Krait环蛇内核，采用了ARMV7指令集，28nm制程，属于最后一批上市的四核处理器，通用性能良好。

当然，双核处理器中的Exynos 4210（4212）、OMAP 4470（4460）、MSM8960等都属于主流CPU，它们都不是省油的灯，实力不可小觑。

此处不得不提苹果的A6以及 A6X处理器，和高通类似，苹果也是采用了ARMV7指令集且没有直接使用A9内核。A6和A6X的效能之高让人咋舌，虽然频率“只有”1.3G和1.4G，但是在部分单线程的测试中，通用性能毫不逊色于Exynos 4412，可见A6和A6X的强大。A6和A6X也是使用32nm HKMG工艺。

什么是CPU通用性能呢？ CPU通用性能即和手机通用处理和软解视频等效率有关，简单地说就是一台手机的运行速度、效率。当然CPU里面还包含了neon模块，这是CPU内部的一个多媒体加速模块，对于视频性能来说至关重要，当时NVIDIA的Tegra2就是因为省去了neon模块导致视频性能较差。CPU通用性能会影响到很多用户体验，细到滑动桌面、菜单响应，大到大型网页、软件视频解码都受到CPU通用性能的影响。那我们又可以通过什么方式去测试CPU的通用性能呢？传统方法当然是喜闻乐见的跑分环节了。下面介绍一下常用的一些CPU跑分软件：

象限跑分，这是一款老牌的Android跑分软件，但是随着多核CPU的发展，象限跑分显得越来越不“靠谱”，尤其是在I/O一项还存在各种作弊和猫腻的问题，所以这个跑分的参考性确实比较低。

安兔兔跑分，近一两年比较流行的跑分软件，但是也是各种不靠谱，主要体现在GPU方面，不能对GPU进行足够的压榨，大部分手机都可以跑到满帧。也存在一定的作弊问题。 

除了这些比较有“娱乐性”的软件之外，以下两款跑分软件则相对比较稳当些：

Geekbench，一款因iPhone5而兴起的跑分软件，把整数运算和浮点运算分开算分，另外加了两项关于内存的分数。但是这个软件相对比较“抽风”，经常出现连续测两次可以差别几百分的问题，所以要得到相对准确的分数，要经过多次测试才能确定。

Cfbench，测试CPU多线程性能

当然，除了传统的跑分软件，还可利用网页、模拟器、视频软件等各种软件进行性能测试，常用的有：

Sunspider 网页javascript性能测试，主要测试的是单线程性能，所以这也不难解释为什么A6处理器和Exynos 4412在这个测试中不相伯仲。

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类似的还有browsermark

GBA模拟器，这也是测试CPU单线程通用性能的一种偏门方法，对CPU效率、频率都较敏感。

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BSPlayer软件解码，这个没什么好解释的了，就是纯粹通过CPU实打实地软件解码。

2.GPU性能

我们也先来介绍一下主流移动GPU，在此前的文章“ 雷锋科普：小身材大不同 主流移动GPU解析”一文中也有详细介绍，这里就不说太多了，先来介绍常见的高性能GPU:

SGX543mp2 ：67M/s三角形输出，2000M/s像素填充（iPhone4S、iPad2、iPad mini）

SGX543mp4 ：133M/s三角形输出，4000M/s像素填充（The New iPad）

SGX554mp4 ：266M/s三角形输出，8000M/s像素填充（iPad4，由于官方没有详细参数，所以用苹果宣称的“两倍”计算）

Geforce 16sp ：120M/s三角形输出，1600M/s像素填充（One X、Nexus 7、Optimus 4X HD）

Adreno225：130M/s三角形输出，760M/s像素填充（Padfone、One S）

Adreno320：200M/s三角形输出，3200M/s像素填充（小米2、Optimus G、Nexus 4）

gc4000   ：200M/s三角形输出，2500M/s像素填充（华为D1Q、Media Pad 10 FHD）

mali400mp4@275Mhz：30M/s三角形输出，1100M/s像素填充（Galaxy S II、双核MX）

mali400mp4@400Mhz：44M/s三角形输出，1600M/s像素填充（Galaxy Note II、Galaxy S III、四核MX）

当然，衡量GPU的性能不能只靠看参数，参数的强弱很多时候只能体现到跑分上，但是由于Android的硬件碎片化问题，导致很多时候不是GPU本身绝对性能不够强，而是兼容性的问题。因此除了跑分，我们需要加入实际游戏表现，才能综合评价一款GPU的性能。

常用GPU跑分软件：

Nenamark2

这个软件经常会在各大评测中出现，但是它自身有两个比较严重的问题，一个是只能根据设备的原有分辨率跑分，这样就出现了局限性，例如使用同一款GPU的两台设备，由于分辨率不同，Nenamark2的分数就会有不小的差距。另外一个问题就是对性能压榨不够，很多高端设备都已经可以达到满帧60fps，所以部分没有锁定60fps的设备就在这个软件尝到了甜头。

GLBenchmark2.5

笔者个人觉得这是现时对GPU绝对性能测试最靠谱的一款软件，由于它拥有一个“Offscreen”模式，即所有设备统一跑1920*1080的分辨率，这样才能达到最公平的竞争。

测试GPU当然还要用到最顶级的3D游戏测试，除了流畅性的区别，还要留意的是游戏本身的特效处理。当然这里涉及到一个游戏厂商侧重优化的问题，所以不能完全作为GPU性能测试的基准，可作为参考。

常用测试GPU游戏：

N.O.V.A 3：有名的GPU杀手，特效全开下很少有设备能够完全流畅运行。

狂野之血：各GPU表现出来的特效差异较大。

狂野飙车7：部分地图会对GPU造成巨大压力，另外不同设备特效差别也大。

NBA2K13：流畅度大部分设备都不会成问题，主要是特效和人物模型的区别。

3.DSP

这里先纠正一个误区， 很多测试中会提到“XXX GPU的解码性能不好”，这绝对是错误的。前面我们已经提到， 软解解码是考验CPU通用性能的，那硬件解码呢？那就是看DSP硬件解码模块。硬件解码模块要搭配CPU的neon共同工作，现在主流的CPU基本都具有neon模块，所以对付常见的720P视频大多数都不会有太大问题。但是作为发烧友，我们又怎么能只满足720P的视频呢？很多时候真正考验DSP硬解性能的是很多参数逆天的1080P视频，当然对这些视频的测试已经远远超出“够用就好”的范畴。DSP是用于视频硬件解码的，和CPU中的neon模块协同工作。 而我们经常说的硬解分两种，一种是利用arm V7架构里面的neon模块，支持高级SIMD以及浮点运算指令，即CPU中提供解码的硬件加速。另外一种则是DSP集成多媒体加速单元，支持一些通用的或者自家的指令集或者接口，德州仪器、NVIDIA、高通等厂商都有类似的设计。

常用测试软件：BSPlay、Diceplayer。测试常用的视频：高帧数、高ref的1080P，10bit视频等。

以上是笔者对手机性能测试的一些个人见解，当然只说一些理论和测试方法是没有用的，接下来后续的测试中将加入真机实测对比，直观地为大家呈现出测试手机性能的方法。

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