《电子技术应用》

2017年移动处理器 性能飙升的一年

2017/1/6 5:00:00

智能手机早已深入我们生活中的方方面面,成为必不可少的一部分。随着应用方式、功能的丰富,手机的性能和使用体验成为很多消费者关注的核心问题。厂商们为此也在不断提升手机处理器的性能和能耗比,为消费者带来更好的使用体验。在2017年刚刚的时候,我们不禁要畅想一番今年的手机处理器又是怎样的一副光景?请看本文为你带来的2017年移动处理器产品前瞻。

高通骁龙830家族华丽登场

高通在2016年可谓赚了个盆满钵盈,凭借自家设计的Kyro架构以及强大的骁龙820、改进版本的骁龙821,高通不但拿下了几乎所有手机厂商顶级产品的订单,还进一步凭借骁龙600系列产品扩大了自己在中端市场的优势。面对如此大好市场局面,高通再接再厉,从目前透露的消息显示,高通在2017年会继续发布顶级产品,希望进一步扩大自己的市场优势。

要说高通今年的新品计划,就不得不提印度的进出口网站Zauba。由于这家网站总是如实的报告各种产品进出口印度海关时报备的型号和规格,因此目前几乎成为了科技行业记者蹲守新品线报的专业网站。这次,Zauba带来了骁龙MSM8998的信息,内容还不少。

1483511528895047729.jpg


Zauba网站上有关MSM8998的信息,还是挺齐全的。

1483511528942071466.jpg


MSM8998使用10nm工艺,之前ARM也做过10nm对比16nm的功耗和性能对比,10nm全面胜出。

MSM8998采用全新的10nm工艺制造。相比目前的14nm/16nm工艺,新一代的10nm工艺能更进一步降低芯片中每个晶体管单元的体积,降低芯片工作电压,在加入了新的控制手段后可以继续降低漏电电流等,最终起到降低芯片面积、功耗、提高能耗比的目的。从工艺演进的角度来看,10nm工艺实际上并不能算全代工艺,它应该是目前14nm/16nm工艺的改进版本,比如在掩膜、照射以及后端方面进行一些新的处理,尽可能缩小线宽并提高各项性能参数,其演进步伐更类似于从28nm到20nm的改善,整体改善并不会有28nm到14nm/16nm的演进这样的全面而革命性,但在频率、功耗方面依旧值得期待。

1483511528958056103.jpg


苹果A9处理器有两个代工厂,最后规格和功耗都略有差异,这次骁龙830家族不知道是否有类似问题出现。

代工厂方面,目前的骁龙820采用的是三星14nm工艺。TSMC方面,之前的消息是TSMC的产能由于代工苹果A10以及高端GPU全部占满,因此高通才在三星14nm下了订单。不过关于新一代的处理器,有消息称三星可能在研发10nm工艺上不够顺利,再加上之前苹果A9处理器在三星和TSMC版本上表现出的功耗差异,因此有可能高通会将一部分订单再次转投TSMC,这样一来,消费者又很有可能同时面对三星和台积电两个版本处理器的差异了。不过也同时有消息指出,三星10nm工艺表现正常,高通依旧全部在三星下订单生产。


此前高通使用ARM公版架构追赶64位潮流结果吃尽苦头,骁龙810功耗偏高被诟病,随后改用了高通自家的Kyro架构,才再次赢得了业内喝彩。

网络制式方面,MSM8998支持X16 Modem,下行支持LTE Cat.16,最高速度可达1000Mb/s;上行支持LTE Cat.13,速度最高可达150Mb/s,其它还支持802.11a/b/g/n/ac/ad,蓝牙4.2等功能。

三星—Exynos 8895蓄势待发

三星去年可谓流年不利。之前Galaxy Note 7由于现在都无法查明的爆炸事件不得不全部下架、召回。为此三星承受了高达数百亿美元的损失。而且部分小道消息称其爆炸原因并不单单是电池,而有可能是SoC部分设计也有问题。消息真假暂且不论,Exynos家族的金字招牌还需要进一步“擦亮”,才能重获消费者的信心。


Galaxy Note 7设计接近完美,但爆炸和自燃使其早早断送“钱程”。

为了达到这样的目的,三星将会在2017年推出“加强版”的Exynos 8处理器和全新的Exynos 9处理器。Exynos 8方面则是Exynos 8895,将会首次使用三星自己的10nm工艺制造,频率最高可能会提升至3GHz以上,并且动态频率最高能达到4.0GHz—如果真是这样,移动处理器终于在频率上可以和桌面处理器一较高下了。



Mali-G71更出色的性能和更强大的功能,是目前顶级SoC的首选。除了三星外,华为也选用Mali-G71作为麒麟960的GPU。

Exynos 8895的优势还不止于此,相比之前的Exynos 8890,Exynos 8895更像是它的全面修订加强版本。处理器内核方面将会使用加强版本的M1架构,步进提升至全新的r2p0或者r2p1,频率也从目前Exynos 8890的2.3GHz提升至3GHz左右,双核心频率能够提升至3.4GHz,极限频率最高可达4GHz。频率上去了,性能自然大幅度提升,估计Exynos 8895能够比Exynos 8890在处理器性能方面提升高达50%以上—这已经不能简单用小幅改进来称呼了,已经接近于代差。


三星在Exynos 8890上首次使用全新的M1自研架构,并获得了相当出色的性能和性能功耗比。

除此之外,在GPU方面,Exynos 8895将从目前的Mali-T880家族更新至Mali-G71家族,相比之前的架构,Mali-G71采用的是最新的Bifrost架构,这个新架构几乎全部重新设计,包括执行单元、并行能力、拓展能力等都有大幅地提升。比如允许临时计算结果绕过寄存器直接进入下一个计算环节,降低了寄存器压力和功耗消耗,简化了控制逻辑。另外还允许最多四个线程并行执行,提高系统利用率。支持最多32个核心拓展,支持OpenGL ES 3.2、Vulkan 1.0、GPU Compute、Android RenderScript API等,对目前热门的4K、VR也做了加强,堪称新一代的移动GPU。


国外媒体宣称,Exynos 8895将达到3GHz以上并最高带来70%的性能提升。

Exynos 8895的到来时间可能比较早,搭载它的首款机器有可能是预计今年上半年发布的Galaxy S8,不过最近也有消息称三星10nm工艺受阻,发布亦有可能推迟。

除了近在眼前的Exynos 8895外,三星还在准备全新的Exynos 9系列处理器。这款处理器预计会在2017年底或者2018年初发布,工艺上会横跨10nm和7nm(如果一切顺利的话),处理器核心方面会使用全新的架构,GPU也会使用更大的规模以便带来更好的性能。当然,Exynos 9目前离发布还很遥远,消息也比较稀少,大家简单了解即可。

联发科—大踏步迈向10nm时代

联发科在移动计算上一直主打性价比牌,因此在工艺和设计方面都不算激进,主要以合适的价格和独特的设计切入市场竞争。在2017年,联发科可能会小幅度改变自己的产品策略,旗下高端Helio品牌产品会在第一时间切入10nm时代,希望进一步树立自己的高端形象。


Helio X30是联发科迈向高端的又一个重要布局

联发科在2017年推出的收款10nm产品是Helio X30。在架构上,Helio X30依旧维持了联发科独特的“十核心”、“三簇”的结构设计,由两个最高频率2.8GHz的Cortex-A73、4个最高频率为2.3GHz的Cortex-A53以及4个最高频率为2.0GHz的节能Cortex-A53组成,总计十核心。


联发科在Helio X20上推出了全新的“十核心”、“三簇”的结构设计

联发科介绍,十核心分为三个簇设计,在不同的性能和任务要求下会启动不同的簇来完成,以实现最高的性能功耗比。GPU方面,Helio X30使用的是比较不常见的Imagination PowerVR 7XTP,四核心组合,整体性能表现还是不错的。对此架构,联发科宣称CPU部分性能增强20%,GPU部分性能增强50%,足以满足用户日常需求了。



联发科比较罕见地采用了四核心PowerVR 7XTP架构。图中展示的架构是PowerVR 7900。实际上随着目前ARM打包销售处理器IP的政策推出后,采用PowerVR GPU的厂商已经越来越少了。

其他的配置上,比如Helio X30支持四通道LPDDR4X 1866内存,最高支持8GB,支持eMMC 5.1和UFS 2.1等规格。摄像头方面支持2800万像素的双摄像头,支持30fps录像等。视频解码方面支持4KX2K 30FPS 10bit H.265解码以及H.264和VP9等传统技术。编码方面支持4KX2K 30FPS H.265和VP9编码,足以满足高清用户的需求了。通讯方面,支持LET FDD/TDD R12 Cat.13规格,也是目前的主流配置。

除了Helio X30,联发科还准备了Helio X35,相比Helio X30,Helio X35在架构和频率上还有进一步的改进,最引人注目的就是频率进一步提升,可能超过3GHz。不过Helio X35的到来时间比较晚,可能要到2017年下半年了。

华为—逆天麒麟970挑战王者地位

华为最近可谓风生水起。刚刚发布的麒麟960处理器凭借全新的Cortex-A73搭配Cortex-A53,以及新的G71八核心GPU,得到了业内一片赞扬。无论是处理器CPU、GPU部分还是基带、编解码模块都堪称国际领先水平,再次展示了华为强大的研发能力。



目前华为依靠麒麟960处理器彻底站稳了高端SoC的市场,推出的手机也颇受用户欢迎。

不过华为并没有就此停住脚步。业内消息称,在麒麟960发布之前,麒麟970就已经处于研发中了。这次华为也将走入10nm时代,希望借助全新的工艺进一步提升处理器的性能和能耗比。目前对麒麟970的架构,有多个猜想版本。其中一个版本认为麒麟970只是麒麟960的10nm版本,同时对处理器内部进行了微调和升级,整体架构变化不大。

另一个版本认为麒麟970有可能看到华为自研的CPU架构,这也可能是华为甚至国内首个自主研发的移动处理器架构,意义重大。当然,现在还没有确切的消息证明这一点,毕竟现在麒麟960才上市,要等到差不多今年年末,麒麟970的消息才会满天飞。现在唯一能做的事情,就只有等待了。

2017年,又一次性能跃进

移动计算发展速度实在是太快了。想想几年前我们玩的手机分辨率低、摄像头像素低而且无论是使用体验还是计算能力都不那么令人满意,这才过去短短几年时间,手机分辨率迈向2K、摄像头像素也突破了2000万以上,手机无论性能还是功能都堪比拟台式机。现在看起来,这样的发展速度还没有停止的迹象,2017年又将是一次性能的跃进,10nm的普及,将移动处理器的频率普遍带到了3GHz左右,带来了性能至少30%的增加,再加上架构改进、规模增大等,移动计算的性能增加幅度还会更为可观。


继续阅读>>