iPhone8芯片之争日趋白热化,业界巨头高通、三星以及联发科各出奇招

  日前,在西班牙巴塞罗那举办的世界移动通信大会(MWC)迎来了世界各地大大小小的通信公司。高通、三星以及联发科这三家世界领先的智能手机芯片公司也不例外,借此平台展示各公司最先进的芯片以及调制解调器。

  今年是苹果iPhone的10周年,也是传说中的iPhone 8将会上市的一年。由于苹果一向保密的惯例,我们无法得知任何关于这款10周年iPhone的信息。不过,本届MWC上的新科技可以算作是最靠谱的参考之一了。

  在各种技术中,最有可能出现在iPhone 8上的就是高通、三星、联发科三家皆推出的10纳米芯片技术,以及由高通推出的LTE Advanced调制解调器。前者将会为它提供更强大的性能,后者则会为它带来更快的移动网络速度。

iPhone 8 概念图

  日益成熟的智能手机

  和往年一样,围绕着iPhone 8将会拥有的功能有着大量的传言:OLED显示屏可以实现面部识别的前置摄像头以及红外线收发器等等。但就算所有的传言皆为付实,对于苹果而言,它们也只能算为逐渐改进,而不是颠覆式创新。

  联发科国际销售部经理Finbarr Moynihan 表示,智能手机正在步入“中年时代”——随着产品设计越来越成熟,各品牌手机之间的差别也越来越小。但是,片上系统(SoC)设计师们还在努力继续提高芯片的性能,为新型手机提供越来越强的计算能力。

  业界研究咨询公司Tirias Research主管分析员Jim McGregor表示,成熟手机产品之间的区别仅在于调制解调器的速度多媒体性能(GPU,ISP,VPU等功能单元)。

  对于AR、VR、以及需要GPU运算的计算摄影和人工智能(自然语言处理和图像识别)的未来应用而言,多媒体性能是极为重要的一点。而调制解调器的性能在用户体验方面也占有极大的比例,“调制解调器性能不但会影响移动网络上传和下载的速度,它也会影响连接的稳定度以及通话质量”。

  

  那么,高通、三星以及联发科三家在MWC上发布的的新芯片到底有多先进呢?

  高通的新芯片为骁龙(Snapdragon)X20 LTE调制解调器。作为世界调制解调器的龙头公司,骁龙X20是高通的第二代千兆级LTE调制解调器,可以支持下行Cat 18的1.2Gbps速率,其制作工艺为三星的10纳米FinFET技术。骁龙X20是目前最先进,也是首个10纳米的独立调制解调器。

  

  高通骁龙(Snapdragon)X20 LTE 调制解调器示意图 (来源:高通)

  三星的新芯片为猎户座(Exynos) 9系列 8895,为三星旗下首个使用10纳米FinFET技术的移动处理器。这款8核处理器也有着一个崭新的千兆级LTE调制解调器。通过载波聚合(CA)技术,其5CA下行速率可以达到1Gbps(Cat 16),2CA上行速率可以达到150Mbps(Cat 13)。

  

  联发科的新芯片为曦力(Helio)X30 SoC。台积电(TSMC)10纳米技术,10核,三丛集架构;曦力系列中最新的X30也将会是该系列中性能最高的一款芯片。这10核包括2个2.5 GHz 的ARM Cortex-A73, 4个2.2 GHz的 ARM Cortex-A53,以及4个1.9 GHz 的ARM Cortex-A35。在此之外,X30还内置一款Cat 10 (450 Mbps)LTE调制解调器,其3CA下行和2CA上行可以完美支持高清视频和直播。

  

  业界战略分析公司The Linley Group资深分析员Mike Demler表示:“联发科加入10纳米俱乐部意义重大”,但是“曦力处理器更注重设计的平衡,不会单独突出某个功能”。

  如果对这三家公司旗下的芯片进行对比,三星猎户座8895和高通于1月发布的骁龙835是直接竞争对手。而联发科X30“并不会竞争旗舰机的地位”,“它的竞争对手是高通骁龙600系列”。

  生产工艺

  不论具体性能如何,这三款芯片的共同点就是,它们皆为10纳米生产工艺的产物。高通与三星采用的是三星的10纳米FinFET技术,联发科采用的则是台积电的10纳米生产工艺。

  为了夺得苹果和高通等晶圆代工客户,英特尔、三星以及台积电曾前追后赶的试图成为首个实现10纳米生产工艺的公司。关于苹果的A11 SoC,目前有传言指出,其10纳米晶圆代工厂很有可能是台积电。

  

  有些分析员指出,台积电的先进封装技术整合扇出型封装(InFO),很有可能就是其赢得苹果的原因。整合扇出型封装的优势在于封装厚度、速度以及散热性能。

  调制解调器的激烈竞争

  从这三款芯片中,我们能看出,千兆级LTE成为主流调制解调器的时代即将到来。

  三星猎户座8895内置千兆级LTE调制解调器的示意图(来源:三星)

  高通骁龙X20以Cat 18,1.2Gbps的下行速度领先。三星则以Cat 16, 1Gbps的速度紧追其后。在这方面,联发科落后不少,其新的曦力X30只有Cat 10的450 Mbps下行速度。要知道,高通去年推出的骁龙820都有Cat 12。

  苹果iPhone 8到底会使用哪家的调制解调器目前还属于未知。但是,有能力与高通进行竞争的也只有英特尔了。

  

  英特尔最新的XMM 7560调制解调器可以支持LTE Advanced Pro下的Cat 16下行(超过1 Gbps)以及Cat 13, 225Mbps的上行速率。作为英特尔第五代LTE调制解调器,XMM 7560也是其首个使用14纳米生产工艺的调制解调器。与高通骁龙X20一样,XMM 7560也支持下行5CA,4x4 MIMO, 以及256 AQM。

  不过,随着骁龙X20的发布,高通棋高一着,如今略占优势。

  

  多核架构

  联发科 Finbarr Moynihan 表示,通过对内核数量、摄像头像素等数据进行对比而竞争的日子早已结束了,“我们正在进入用户体验竞争的阶段”。

  所以,虽然联发科曦力X30的10核超越一切竞争对手,但是其目的不是为了攀比内核数量。Tirias Research分析员Jim McGregor总结道:“这是为了优化系统任务,在提高性能的同时减少能耗”。

  对此,Finbarr Moynihan 表示,曦力X30的10和三丛集SoC利用了联发科名为“CorePilot 4.0”的硬件-软件构架。这款能耗优化构架的目的是为了提高用户体验,它可以通过分析设备的电耗来实时决定当时最重要的App,优先对该App倾斜运算资源,减少整体能耗。

联发科曦力X30的10核三丛集架构SoC(来源:联发科)

  The Linley Group分析员Mike Demler表示,这不是联发科首次推出10核的曦力SoC。曦力X30的提高在于其“能耗与性能之间的的灵活性”,因此其10核结构应该可以“有效的提高续航能力”。他解释道:“这几个小核并不占多少地方,而当你需要进行更多运算时,那两个大核足矣。对于联发科的目标市场来说,这个策略十分英明。联发科与苹果不同,苹果的策略是牺牲续航能力来提供威力最强的CPU和GPU”。

  话虽如此,据最新的智能手机SoC趋势显示,几乎所有人包括苹果和高通在内都开始使用 big.LITTLE技术了。三星猎户座8895的8核就是由4个三星第二代自主设计的大核,以及4个Coretex-A53的小核组成的big.LITTLE技术实现的。

  多媒体、AR/VR、深度学习

  AR(增强现实)和VR(虚拟现实)将会是智能手机App市场中的下一波热潮。

  作为旗舰机扛把子之一的三星表示,其先进的多格式Codec可以支持120帧的4K超高清录像和播放。对于VR App,三星承诺,其猎户座8895可以提供“一个真实感和沉浸感十足的4K VR体验”。在此之外,8895还内置ARM最新的 Mali-G71 GPU,力图满足所有手游爱好者的需求。

  在GPU方面,联发科的曦力X30倒是离开了ARM Mali系列,转而投入Imagination PowerVR系列的怀中。对此,Tirias Research另一位主管分析员Kevin Krewell猜测,“Imagination很有可能因为急需维持动量而与联发科达成一个新的协议”。

  

  不论联发科为何转向Imagination,曦力X30内置PowerVR系列7XT Plus GPU的性能不可小视。联发科表示,这款新的GPU“比上个平台的能耗减少了60%,而性能则提高了2.4倍”。在此之外,联发科还表示,曦力X30支持所有大型商业化的VR SDK。

  在人工智能以及深度学习方面,新一代的智能手机SoC对其支持程度还有待观察。

  对此,三星自主研发了SCI技术,用来提供异质系统架构(HSA)里CPU组与GPU之间的缓存一致性。三星表示:“SCI架构可以为人工智能和深度学习提供更快的计算速度”。

  在这方面,联发科的Finbarr Moynihan 则表示,深度学习已经被融入其语音系统中,它的随时聆听能力就像“把Alexa放进手机中一样”。但是,当被问到联发科是否有计划在智能手机SoC中融入推理机时,Moynihan表示,“我们很有可能会在近期重返这个话题。我们认为,推理机中的一些单元需要在SoC上进行运算”。

  

  总体性能

  The Linley Group分析员Mike Demler 表示,联发科曦力X系列“的综合功能要比骁龙835这种旗舰手机处理器低一档”,但是曦力X30可以支持一切多媒体功能:

  从可以为14- Bit 1600万像素广角+1600万像素变焦双镜头提供的实时景深效果急速自动对焦、以及低光情况下的实时降噪功能,到嵌入在SoC中的一款低能耗、基于硬件的4K2K 10-Bit HDR10 编解码器来支持4K视频,再到内置的视觉处理单元(VPU)与信号处理技术的结合。

  无疑,曦力X30为联发科的客户们提供了最大程度的灵活度。Tirias Research分析员Jim McGregor表示,虽然联发科一直以来都是在中低端市场称霸,但是曦力X30是一款使用了最新的工艺的高端处理器。

  对于Moyihan来说,只要曦力X30的“定价准确”它将会成为很多人眼里“最合适”的一款芯片。

  编辑:陈翔宇

  参考:EETIMES

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