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不再是处理器

2017-06-01

电脑爱好者 2017年9期
关键词:骁龙高通功耗

衡量一款手机性能的最核心指标,就是它搭载的处理器型号。在过去的很长一段时间里,我们习惯了用骁龙625处理器、骁龙821处理器等来称呼高通旗下的芯片。

然而,从现在开始,“骁龙处理器”已经不足以承载高通对骁龙的预期,“骁龙移动平台”才是它们的名字。

那么,在这几个字的差别背后,又隐藏着哪些秘密呢?

高通骁龙“改名”了

2017年3月中旬,高通公司宣布改变骁龙品牌长久以来的命名方式,将原有的“骁龙处理器”正式更名为“骁龙移动平台”。虽然只是几个字的小小差异,但其背后却蕴含了高通公司对移动处理器市场的全新考量。

数十年来,半导体行业一直用“处理器”来称呼为最先进的手机带来动力的“核芯”。实际上,手机处理器本身就不仅仅是“处理器”。无论是高通、三星、联发科还是海思麒麟,它们旗下的“处理器”都是一整套完整的SoC(System on Chip,片上系统)。简单来说,每一款SoC中都集成了CPU、GPU、DSP、ISP和Modem等模块,单纯用“处理器”来称呼它们的确有些“以偏概全”。

高通认为,“骁龙处理器”这个单词并未体现技术的真正内涵,也不足以概括该公司数万名创新者努力打造的各种解决方案。骁龙绝不仅仅是一个组件,一块硅片,更不是被很多用户曲解的只是一颗“CPU”(图1)。骁龙是技术的集大成者,其中包含了硬件、软件和服务,而“处理器”一词远远不能够涵盖以上所有内容。这也正是高通公司要将骁龙称为“移动平台”而非“处理器”的根本原因。

接下来,我们就以高通的最新旗舰——骁龙835移动平台为例,看看改名之后的骁龙到底都有哪些过人之处吧。

构筑性能的基石

无论叫处理器还是移动平台,决定性能的核心始终还是源于CPU和GPU这两个单元(图3),而骁龙835在这两个核心单元上就都较上代骁龙820/821有了提升(表1)。

全新Kyro 280核心参上

和联发科、海思麒麟直接套用ARM标准的Cortex-A53、Cortex-A72和Cortex-A73等公版架构不同,高通总是倾向给旗舰级“处理器”武装基于ARM授权指令集而研发的自主架构。比如骁龙820/821就采用了高通的第一个全自主64位CPU核心“Kyro”,拥有较公版架构更强的浮点性能。可惜,Kyro的整数性能还是落后于最新的Cortex-A73,再加上骁龙820/821只是四核架构,在CPU性能上逐渐被竞争对手们反超。

骁龙835最大的改变,就是改用了全新的Kyro 280自主架构。从命名来看,Kyro 280和Kyro很接近,但它却是第一个基于ARM Built on ARM Cortex Technology(BOC)理念设计的新核心,既可以在原有ARM设计上优化增强,也能减轻完全自主研发的难度和成本。

具体来说,骁龙835采用了big.LITTLE架构的八核设计,包括四个2.45GHz的性能级核心,以及四个1.9GHz的低功耗核心。从表面的频率参数来看,骁龙835似乎并没有能和骁龙821拉开差距,但如果深入探究,不难发现骁龙835的可喜改进。

我们都知道,CPU核心数量越多,所需使用的晶体管数量也就越多,同时也将带来芯片面积和功耗增加的“后遗症”。而骁龙835却在将核心数量从四核提升到八核,集成超过30亿晶体管数量的基础上,实现了芯片尺寸减少35%(图4)、功耗降低25%的进化。而这种进化之源,就是因为骁龙835选用了三星最新的10nm FinFET制程工艺,最终将骁龙835塞进了和Micro SIM卡大小的空间里!

在大家關心的性能方面,虽然骁龙835较骁龙821没有多少频率提升,但它依旧在PCMark测试中遥遥领先(表2),只是在Video Editing 2.0一项测试中出现了性能下降的问题,Kyro 280核心的效率可见一斑。

改良的Adreno 540 GPU

和Kyro 280核心相比,高通835集成的Adreno 540 GPU就没有那么大的改变了。简单来说,Adreno 540和Adreno 530的架构基本一致,只是优化了ALU单元和寄存器文件等。但是,骁龙835却赋予了Adreno 540更高的频率(710MHz只是估测,并非高通的官方数据),我们可以将其理解为Adreno 530的超频版,也因此获得了最高25%的性能提升(表3)。

在理论测试软件中,骁龙835的表现颇为惊艳(图5),无论是GFXBench还是3DMark,都能取得20%左右的性能提升,可见高主频的Adreno 540没有让我们失望。

惊喜的能耗比

骁龙835在性能提升的同时,会不会带来发热量和功耗的增加?前文我们就已经打好了“预防针”,这款新移动平台采用了最新的10nm工艺和Kyro 280核心,这二者的结合理论上可以实现3.0GHz甚至更高的频率,但高通却将骁龙835的最高主频限定到了2.45GHz上,其目的就是改进它的能耗比。

事实也没有让我们失望:在骁龙835和骁龙821开发机混合负载的对比中,二者平均功耗分别为3.56W和4.6W(表4),骁龙835降低了足有23%,如果和早些年的骁龙801相比,骁龙835的功耗更是整整下降了50%(图6)!

以驍龙平台的名义

作为“移动平台”,我们自然不能仅关注骁龙835的CPU和GPU,它在针对网络和多媒体性能上的改进,同样值得引起我们的重视。这一次,骁龙835移动平台带来了四个“必杀技”。

针对AR/VR的深度优化

虽然骁龙821就能带来不错的VR体验,但这颗芯片在体验VR的过程中却面临非常尴尬的问题:发热量较高,从而极易触发降频而影响体验。

得益于10mm工艺,骁龙835拥有更强的CPU和GPU性能,并能在流畅的前提下降低发热和功耗,从而解决降频的隐患。此外,骁龙835支持全新的Aqstic音频技术,能让沉浸式体验时声音更逼真,而视觉惯性测距技术也可以精准监测六自由度位置和方向,换句话说就是降低了眩晕感,玩起来头不晕了。新增机器学习功能(实时手势追踪)以及物体检测(以便识别玩家周围的事物),这些都能进一步增强VR和AR的体验(图7)。

针对双摄的再优化

时下的高端手机都以配备双摄像头和支持光学变焦为荣,此次骁龙835移动平台自然也对光学变焦和双摄像头进行了优化(图8)。在使用变焦以拍摄更远距离景物时,可通过电子稳像技术解决画面抖动的问题(一边走路一边拍视频)(图9),同时骁龙835还支持混合自动对焦系统,HDR和降噪效果也有所提升。

准5G的基带性能

骁龙835移动平台集成骁龙X16 LTE调制解调器,可实现千兆级速度,也就是我们常说的准5G(图10)。这个速度足够流畅播放沉浸式360度的虚拟现实视频、播放网络4K视频流,从云端下载文件的速度几乎等同于从设备本地存储获取数据,类似微信的小程序(云应用)可以获得媲美本地APP的流畅体验。

安全问题得以改善

骁龙835搭载了Haven安全平台,它融合了硬件、软件和生物识别技术,从而使网上银行和支付实现前所未有的超高安全性(图11)。比如加入了对虹膜和人脸生物识别解决方案的优化、基于令牌的身份验证方法、Smart Protect可即刻检测新恶意软件等,有助于保护设备不受恶意软件的侵害。

值得期待的移动平台

借着骁龙835的契机,高通完成了对骁龙移动平台的改名,不再用处理器称呼可更准确地表现骁龙芯片的特性,这一点是值得推广的。就骁龙835自身来说,它无论是性能还是功能都较上代骁龙821有了长足的进步,除了前文提到的改变,还融入了Quick Charge 4.0等最新技术,进一步改善了智能手机的续航之困(图12)。当你拿到本期杂志时,搭载骁龙835的三星S8应该已全面上市,而以小米为代表的国产品牌也会发布武装该芯片的产品,并在价格上给我们带来惊喜。

总之,骁龙835只是开始,骁龙移动平台的目标也不仅限于智能手机。未来,包括移动PC、服务器、汽车、IP摄像头、无人机、虚拟现实/增强现实(VR/AR)头盔等更多领域,我们都能看到骁龙移动平台的身影。

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