VR普及的奠基石
未来是4K和VR的时代
2015年，索尼Xperia Z5 Premium第一次开始了4K分辨率的尝鲜（图1），可惜4K屏幕实在太过耗电，成本也是相当昂贵，所以并没有厂商敢于跟进。2016年则是VR大爆发的时节（图2），只是目前的移动VR眼镜（将手机作为屏幕和计算单元的设备）都存在两个问题：画面存在颗粒感，眩晕感严重。颗粒感是因为屏幕分辨率太低，眩晕感则是画面刷新率不够（涉及到LCD自身的刷新率低，和手机性能无法渲染出更高刷新率的画面）。
那么，如何让手机可以完美驾驭未来的4K和VR趋势？更快的CPU运算能力，更强的3D渲染水平，这二者缺一不可。为此，ARM带来了可提供“极致的VR体验”的全新CPU和GPU技术，并已获得了包括华为海思、三星电子、联发科、Marvell等在内的九家芯片厂商的捧场（和ARM签署了技术授权协议）。那么，ARM的新技术究竟有何过人之处？
重温ARM的三大血脉
在PC领域，英特尔将处理器划分为了Core（酷睿）和Atom（凌动）两个大的架构，分别用于高性能和低功耗计算。在移动处理器领域，ARM则提供了Cambridge（剑桥）、Austin（奥斯汀）和Sophia（索菲亚）三大血脉平台（表1）。
我们熟悉的Cortex A7、Cortex A53隶属于ARM旗下的Cambridge家族，它们的共性就是功耗小、发热低；Cor tex A15、Cor tex A57和Cor tex A72则隶属于Austin家族，它们的特色就是性能强得一塌糊涂，但却因功耗高、发热量大而无法长时间运行。为了弥补Cambridge性能不足、Austin过于热情的缺陷，ARM推出了名为“big.LITTLE”（大小核）的技术，可将A15（大）与A7（小）、A57（大）与A53（小）、A72（大）与A53（小）混合搭配（图3），从而兼顾了多核处理器的性能与功耗。
所谓“知子莫若父”，ARM在很早以前就意识到Cambridge和Austin的缺陷和不足，所以才有了Sophia家族的诞生。可惜，Sophia的历史就是一部活生生的悲剧。
作为Sophia家族的首批成员，Cortex-A12的性能介于当时Cortex-A9和CortexA15之间，但功耗却比Cor tex-A15低了很多，曾一度被视为最均衡的移动之芯。然而，A12在设计上却出现了失策：缺乏必要的一致性总线，因此不支持big.LITTLE，无法搭配“小核心”的Cortex-A7，最终“出师未捷身先死”，直接被后辈Cortex-A17所取代（图4）。而Cortex-A17的表现也不负众望，性能几乎和Cortex-A15一样，但核心面积更小、功耗更低。
令人遗憾的是，Cortex-A17也“生不逢时”，好不容易才有了瑞芯微RK3288和联发科MT6595（都是四核Cor tex-A17＋四核Cor tex-A7）两颗八核处理器加盟（图5），但却赶上了移动处理器从32位时代向64位时代（ARMv8 64位指令集）的转型期。于是，Cortex-A17和Cortex-A7同时被64位的Cortex-A57和Cortex-A53所取代。
ARM此次推出的全新CPU技术，就是Sophia家族的最新血脉：Cortex-A73，它的最高主频可达2.8GHz，功耗最多可降低30%。那么，它又是如何做到的呢？
搭载联发科MT6595处理器的魅族MX4架构层面有优化
由于隶属于Sophia家族，所以虽然CortexA73从型号上与Cor texA7 2接近，但二者在架构层面的差异却是非常明显，Cortex-A73反而与Cortex-A17有着更多的“血缘关系”。比如，它们都非常重视流水线（A72流水线为15级，A73则仅有11级）、注重资源和接口的优化（图6），以求在最低功耗下获得最大性能。
全新GPU助力VR
实际上，对4K和VR而言CPU性能并非最关键的因素，GPU图形渲染能力才是提高刷新率、降低VR体验延迟的大杀器。此外，当我们遇到手机玩游戏卡顿的现象时，99%的情况下并非CPU性能不够，同样是受了GPU性能不足的拖累。联发科Helio X20、麒麟955等处理器虽然CPU多核性能远胜骁龙820，但游戏流畅度却被后者完虐，就是因为它们集成的MailT880MP4 GPU不够给力造成的。随着Cortex-A73的出现，给了其他芯片厂商（在游戏性能方面）逆袭高通骁龙、体验更佳VR效果的机会。
为了与Cortex-A73搭配，ARM同步推出了与其相配套的新款GPU——Mali-G71。这款GPU的目标非常明确：满足大型3D游戏和未来移动VR体验的需求。
简单来说，Mali-G71的核心数量可在1个～32个之间调节（上代Mail-T880最多可配备16个核心，即Mail-T880MP16）（图11），性能比Mali-T880可提升最多40%，而且在能耗方面的表现更优。同时，Mali-G71还全面支持OpenGL ES 3.2、OpenCL 2.0、DirectX 11.2等API接口，其综合性能甚至可以媲美笔记本领域的中端独立显卡（图12）。
当然，想获得媲美笔记本独显的性能，就需要Mali-G71搭配32个核心，而实际应用中却受限于工艺、发热和耗电量等因素的制约，手机处理器不可能搭配满血的Mali-G71，而我们则希望联发科Helio和麒麟的下代芯片可以更给力一些，至少也要搭配Mali-G71 MP8或Mali-G71 MP12的GPU规格吧？
小结ARM此次发布Cor tex A73处理器和Mali G71 GPU算是给我们画了一张大饼，表面看起来光鲜无比，但它们却存在着很多不确定性。比如，10nm工艺能否在预计的时间内投入量产？如果不能，让Cortex A73与主流的16nm/14nm工艺搭配还能释放几分动力？此外，Mali-G71是否强悍取决于计算核心的数量。Mali-T880原本也够强悍，但架不住手机处理器厂商只为其搭配4个核心啊？要知道，三星Exynos 8890处理器同样集成Mali-T880 GPU，但凭借12个核心的优势，在3D性能上足以媲美骁龙820。
总之，Cor tex A73的出现会进一步刺激智能手机领域的军备竞赛，未来一个时期内你会看到2K屏幕满天飞，4K屏幕不稀奇，高刷新率屏幕到处跑，六核、八核、十核处理器共存的格局，届时手机端的VR体验也会因它而提高到新的层面，让我们共同期待吧。