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硬核科普!
为啥说SoC的性能取决于架构和工艺?
骁龙865为啥最厉害?CPU和GPU架构理解下!

Modem——网络先锋
PC要想无线上网须要安装无线网卡,但在手机SoC领域,“无线网卡”(基带,又称调制解调器或Modem)则是SoC芯片内部的组成部分之一,它将决定一款手机所支持的网络制式以及上网、下载速率。
可集成可外挂
Modem并非SoC的必选项,芯片商可以根据产品定位,选择将Modem直接集成进SoC,或因此独立芯片的形式,与SoC一起焊在手机的主板上。
比如,高通骁龙855就直接集成了骁龙X24 Modem,而骁龙865则取消了内置Modem设计,须要搭配额外的骁龙X55才能联网。
相对来说,直接集成Modem的SoC可以节省主板空间,在能耗方面的表现更好。
2020年,新款手机都会搭载5G SoC,即集成或外挂支持5G的Modem。
有关5G SoC的网络性能比拟,以及影响它们最高速率的成分,感兴趣的朋友可以《都是5G网速最多差3倍!
毫米波到底是个什么鬼?!
》这篇文章。
和Modem一样,SoC的Wi-Fi和蓝牙模块也能选择直接集成在SoC,或是通过外挂芯片的形式实现。
比如,骁龙855就直接集成了Wi-Fi和蓝牙单元,而骁龙865则须要外挂独立的FastConnect 6800芯片,才能支持最新的Wi-Fi 6和蓝牙5.1网络。联发科天玑1000+则是直接在SoC内集成了Wi-Fi6单元的代表。
理性看待Modem性能
目前,三大运营商对4G和5G网络都采纳了限速的策略,个中4G最高下行速率为300Mbps,而5G网络也不过1Gbps。
这意味着,无论SoC集成或外挂的Modem性能有多强,短期内都无法超过这个上限。
因此,在选购SoC和手机时,我们也无需太过在意Modem的最大理论速率,而是该当把把稳力放在它对5G功能的支持上,比如是否支持双模组网、支持多少频段、能否实现双卡5G全网通等等。
ISP——成像关键
如今配备相同4800万或6400万像素传感器的智好手机有很多,但它们拍照成像的实际效果却存在很大的差距。
源于手机厂商方面的成像算法优化属于“软实力”,SoC内集成的ISP单元将决定“硬实力”。
ISP的意义
ISP即图像处理单元,一款SoC能支持几颗摄像头,支持最高多少像素的传感器、可以录制多少分辨率和帧数(如8K/30FPS)的视频、支持拍摄多少FPS的慢动作、是否支持HDR视频,以及拍照成像的打算,都离不开ISP的支持。
换句话说,ISP规格越强,就支持更前辈的摄像头,在搭配相同摄像头时具备更好的成像秘闻(不是绝对,成像算法须要繁芜的软硬协同,弄不好就变成了“负优化”)。
ISP的命名规范
在ISP的命名中,高通骁龙的命名大概是最规范的,比如骁龙710集成的ISP单元型号为Spectra 250、骁龙765为Spectra 350、骁龙865是Spectra 480,通过后缀数字我们一眼就能知道谁更强。
麒麟家族则喜好用x.0标注,比如麒麟980/麒麟810集成了ISP4.0,而麒麟990则升级到ISP5.0。联发科的ISP更爱“堆核”,比如Helio G90系列集成了3核心的ISP,而天玑1000的ISP则拥有5个核心。
DSP——不再纯挚
DSP即数字旗子暗记处理器,它原来紧张用于处理音频旗子暗记,比如语音降噪、数模转换和实现分外音效等。只是,在高通骁龙家族中,DSP单元的浸染得以进一步升华。
熟习又陌生的DSP
我们都知道DSP是SoC的组成部分之一,但在海思麒麟、联发科和三星旗下SoC的构造图中,我们根本看不到DSP单元的影子。但是,在高通骁龙移动平台中,DSP每每会被重点标注,从骁龙660的Hexagon 680一起升级到骁龙865的Hexagon 698,后缀数字越大性能越强。
DSP的跨界运用
随着VR/AR运用,以及AI人工智能的兴起,高通授予了DSP单元更多能力,个中就包括向量扩展(HVX)和Tensor张量加速器。
没办法,骁龙SoC一贯都没有集成独立的NPU单元,其主打的“高通人工智能引擎AI Engine”须要CPU、GPU、DSP、内存、缓存等模块协同作战。而其他芯片商的SoC很早以前就引入了NPU模块,以是无需让DSP进行太大的改变。
NPU——聪明靠它
2017年底,华为推出的麒麟970第一次引入了NPU(神经网络处理器)观点,让SoC也具备了更强确当地(端侧)AI运算能力(类似于“硬解”),实行效率可以秒杀CPU的“软解”。至此,NPU单元就与AI划上了等号。
从麒麟970的单核NPU、麒麟980的双核NPU,到最新的麒麟990 5G已经集成了2+1三核NPU
无处不在的AI
最开始,AI紧张还是用于拍照,比如取景时的智能场景识别功能,让系统可以快速识别拍摄的物体和场景,并自动做出优化调教。
随后,AI功能逐渐拓展,从手持超级夜景、AI语音助手、AI游戏引擎、AI网络加速、AI节能优化、AI聪慧识别、AI识图翻译......险些所有的运用处景都离不开AI加速运算。
因此,一颗SoC芯片如果没有足够的AI动力,都不好意思出门打呼唤。
不一样的AI单元
不同品牌的SoC,对AI单元的命名和实现方法略有不同,除了高通骁龙AI Engine引擎之中没有独立的NPU单元以外,联发科在Helio P60/P90引入的NeuroPilot AI技能最早也是通过多个单元协同打算(APU+CPU+GPU,这个期间集成的APU并非单独的硬件,它更像是骁龙DSP中全新集成的张量加速器)。
但从天玑1000开始,联发科也推出了独立AI处理器(APU3.0),这颗旗舰级SoC在苏黎世AI中的跑分成绩已经可以超越麒麟990 5G。
三星从Exynos 9820开始在SoC内部集成了独立的NPU单元,最新推出的Exynos 980和Exynos 990集成的NPU单元性能也得以进一步增强。
三星Exynos 980 SoC的构成
须要把稳的是,如今AI单元在手机日常的运用领域还处于低级阶段,它的主要性还远不如CPU、GPU和ISP,属于锦上添花的存在。
其他——寂寞英雄
除了上述“有名”的单元,手机SoC内还集成有很多功能模块,它们虽然不太起眼,但背后承担的任务也非常主要呢。
内存/存储掌握器
我们都知道即将量产的LPDDR5内存性能远胜当前主流的LPDDR4X,而UFS3.0闪存的读取速率也可以秒杀UFS2.1,但并不是所有SoC都支持这些最新的技能标准。以LPDDR5内存为例,暂时只有骁龙865和Exynos 990有资格享用,麒麟990和联发科天玑1000只支持到LPDDR4X。
协处理器
很多SoC内都集成有一个名为“协处理器”的单元(如高通骁龙SoC内集成的Sensor Hub、麒麟980内集成的i8),它们大多采取更加省电的ARM Cortex-M系列架构打造,浸染是赞助CPU,用于对加速感应器、陀螺仪、指南针和全新气压计等传感器进行7×24小时不间断的检测、统计、再加工,可让你安心进行计步、开启GPS定位等功能而不必担心耗费电力。
安全模块
得益于更加方便的移动支付,很多用户都已经习气了“无现金消费”。然而,谁来确保手机内隐私数据和支付干系认证的安全?为理解决这一问题,很多SoC都开始集成专用的安全模块,比如麒麟芯片内置的inSE安全芯片、骁龙芯片集成的SPU安全处理器等等。
它们的浸染,便是可以将人脸识别、指纹信息、ISP、DSP、内存等所有参与模块天生的安全数据都保存在本地而无需上传云端,从而最大限度提升系统安全性。
其他模块
SoC中还集成有显示、音频和视频单元,它们会影响手性能利用多少分辨率的屏幕、支持哪些格式的音频/视频编解码。此外,一款手机所能兼容的快速充电技能,也受到SoC内某些单元的管束,比如骁龙710仅支持QC4快充,而骁龙675却能支持效率更高的QC4+。还好,这些单元模块对SoC的性能险些无影响,我们只需大略理解即可。