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-2020-
12/28
作者 张伟松
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高通骁龙进化史:与智能手机共发展的十年

12月2日,圣迭戈的2020骁龙技术峰会上,高通下一代旗舰移动平台亮相,由于疫情原因,首次采用了线上直播形式,名字跳过了骁龙875和885,而且取了个中国人非常喜欢的骁龙™888 5G。对于这个名字,高通也直言不讳,就是为了迎合中国市场。

中国作为全球最大的手机市场,同时也是高通最重视的市场,可以说中国手机市场的发展变化与高通息息相关,两者可谓共同发展壮大,相辅相成。

作为手机最重要的零部件,芯片相当于手机的“心脏”,堪称手机界的“核心科技”,所以放眼望去全是“高端玩家”:高通、三星、苹果、华为、联发科技甚至小米当年也下场着手自研芯片。即便如此,高通堪称这些年来手机芯片领域无可争议的霸主,除了华为和苹果,每年安卓高端手机几乎清一色都采用了高通芯片,而高通是如何一步步走到这一步的,还要从13年前说起。

第一阶段

Snapdragon S1

2007年,高通推出旗下一款移动处理器——Snapdragon S1,采用了65nm工艺制程,全球首款达到1GHz主频的单核移动产品,采用高通基于ARM v7指令集开发的scorpion架构,集成Adreno200显示核心,支持硬解720P和软解480P视频,以及最高3G HSPA网络连接速度,于2008年第四季度投产。

Snapdragon S1型号包括QSD8650/8250、MSM7627/7227、MSM7627A/7227A、MSM7625/7225、MSM7625A/7225A,每个系列均包含两个型号,区别在于前者支持CDMA。

一年后,搭载Android系统同时也搭载高通骁龙Snapdragon QSD8250的HTC Desire问世,此后,索尼爱立信X10等产品。

Snapdragon S1是一款面向大众市场的处理器,主要出现在千元级别的Android智能手机中,开启了智能手机GHz的大门,很大程度上促进了Android手机和智能手机的普及和发展。

Snapdragon S2

随后一年,高通发布Snapdragon S2,型号包括MSM8655/8255(支持CDMA2000网络),MSM7630/7230和APQ8055(无基带版本的MSM8255)。

依然采用了ARM v7(Cortex-A8)架构,依旧是单核,但是主频提升至1.4GHz,同时生产工艺提升至45nm,芯片体积进一步缩小,功耗降低。GPU为Adreno 205,相较Adreno 200性能翻倍,手机图形处理更加出色,手机游戏体验得到提升。此外最高支持3G HSPA+网速和720P+分辨率高清视频播放。

索尼爱立信LT18i

Snapdragon S1/S2兼容Android和Windows Phone等众多平台,搭载高通骁龙MSM8255处理器的产品包括索尼爱立信LT18i、HTC Desire S、HTC One V、诺基亚Lumia 800,以及搭载MSM7230的华为U8800,搭载高通MSM8255T的OPPO R807。

MSM8255T相较MSM8255,主要是加入了高通Turbo Boost睿频加速技术,能够通过自动调节处理器倍频、外频、CPU电压、电源及散热等相关参数,让手机在保证系统流畅的前提下提升或降低频率,实现省电和提高处理器性能的目的。

Snapdragon S3

2010年底,首款双核手机问世,2011年上半年,高通推出旗下首款双核芯片Snapdragon S3,采用全球首款移动异步双核架构,采用45nm工艺,主频提升至1.5GHz,内置Adreno 220 GPU,支持1080P视频播放,最高支持1600万像素摄像头,支持使用Open GLES 2.0和Open VG 1.1技术的3D/2D图形引擎,3D捕捉和回放,单模HSPA+网络,同时提供HDMI接口。

Snapdragon S3型号包括MSM8260/8660和APQ8060,兼容Android/WP7/WM平台,产品包括小米手机1,索尼LT26i,htc sensation,htc sensation XE,OPPO X905等。

Snapdragon S4

MWC 2012开幕之际,高通发布Snapdragon S4移动平台。至此,高通Snapdragon移动平台性能由低到高分为S1/S2/S3/S4四个系列,其中S1主要针对大众智能手机市场;S2面向高性能智能手机和平板电脑;S3针对以多任务和高级游戏为卖点的超级智能手机;S4则是针对下一代终端设备。

Snapdragon S4最大特点在于采用了新的CPU微架构—Krait,每核心频率为1.5GHz-2.5GHz,标志性的异步对称式多核处理器将会让新一代Snapdragon芯片组在进一步提高智能手机性能的同时,在能耗控制上有出色表现。

Snapdragon S4采用了28nm工艺制程,将CPU、GPU、调制解调器以及GPS等集成一体,包含了四核、双核以及单核产品线,涵盖了高中低三挡价位,内置Adreno 225 GPU,相较Adreno 200性能提升6倍,性能大幅提升的同时,芯片尺寸更小,功耗更低。包括单核MSM8930、双核MSM8960和四核APQ8064型号。

Snapdragon S4首个完全集成的3G/4G并拥有完全集成的LTE多模调制解调器,支持3G/4G(包括TD-SCDMA和准4G LTE网络)以及EV-DO和HSPA等。影像方面最大支持2000万像素拍照和1080P视频录制,并加入3D拍照,可以实现自动对焦、自动曝光、自动白平衡等。

小米2就采用了Snapdragon APQ8064。

第二阶段

2013年1月7日,高通为骁龙处理器引入全新命名方式和层级,包括骁龙800系列,600系列,400系列和200系列,定位由高到低,一直沿用至今,当然后来又衍生出骁龙700系列,这是后话。

骁龙800

骁龙800是命名后推出的第一款800系列芯片,采用28nm工艺制程的异步四核Krait 400 CPU,主频最高可达2.3GHz,整体性能在骁龙S4 Pro的基础上提升约75%,并集成了800MHz的2x32bit LP-DDR3内存,采用业界领先的12.8GBps内存带宽。

骁龙800采用Adreno 330 GPU,相较上一代Adreno 320 GPU,图形处理性能提升最高达50%。支持OpenGL ES 3.0、DirectX、OpenCL、Renderscript Compute和FlexRender™等先进的图形和计算接口(API)。连接像上,骁龙800配备高通第三代4G LTE调制解调器,支持4GLTE Advanced载波聚合功能,可实现无线频率带宽最大化。此外,还集成最新一代移动Wi-Fi连接802.11ac,支持USB3.0、蓝牙和广播等广泛连接。

影像方面,支持拍摄、播放和显示UltraHD超高清视频(像素密度达到1080p的四倍)。支持最高5500万像素的摄像头,并采用双图像信号处理器(ISP),支持计算级摄像头。支持最高达2560x2048的显示分辨率,支持1080p高清Miracast。

搭载骁龙800的手机包括小米3、NOKIA Lumia 930/1520/ICON、三星Note III、三星Galaxy S4 LTE-A、三星Galaxy Round、三星Galaxy J、LG G2、索尼L39h/XL39h、联想K910、Nexus 5等一众产品,一举奠定了骁龙800系列的高端旗舰手机芯片地位。

骁龙801

骁龙801是高通2014年2月4日发布的旗舰芯片,采用28nm工艺制程,四核Krait 400 CPU,单核速度最高可达2.5GHz,Adreno 330 GPU,双通道LPDDR3存储性能,以及eMMC5.0存储接口,支持1080p H.265视频解码能力。

此外,骁龙801还集成高通9X25调制解调器,支持最快150Mbps下行速率的Cat4标准LTE制式网络。支持高达2560*2048分辨率显示屏和Miracast 1080p高清画质1080p和4K外部显示屏,以及2100万像素摄像头,捕捉、播放和显示超高清视频(四倍1080p像素密度),提供HEVC 1080p支持。

同时,电源管理上,拥有节能型高性能移动(HPm)技术并集成Quick Charge 2.0,可将电池充电速度提升75%。支持新型USB3.0接口,支持超快传输速度。

搭载骁龙800处理器的手机包括小米4、OPPO Find 7、三星Galaxy S5、索尼Xperia Z2、vivo Xshot、HTC One M8/E8、nubia Z7/Z7 mini/Max、LG G3、一加手机/X、Smartisan T1、Moto X等。

骁龙810

骁龙810是高通2014年4月7日发布的一款产品(同时间推出的还有骁龙808),2015年商用,采用了当时先进的20nm制程工艺,四核Cortex-A57+四核Cortex-A53的八核心架构,以及Adreno 430 GPU,相较Adreno 420性能提升30%,功耗降低20%。

此外,支持DX11.2、OpenGL ES 3.1、OpenCL1.2完整版,支持完整的H.265硬件解码,不但能输出4K信号到手机显示屏,还能同步输出4K到外接设备。并支持录制、播放和传输4K超高清视频内容,集成VIVE 802.11AD WI-FI链接,适用于4K超高清视频的传输,能够显著提高家庭的网络容量。在LTE性能扩展方面,骁龙810支持Category 9载波聚合,提供更快的传输速率。

骁龙810也是高通旗舰芯片“翻车”翻的最狠的一款,续航差、发热大、降频等等,被网友冠以“火龙”的称号,造成搭载骁龙810的一众旗舰手机跟着集体栽了跟头,被三星7420实现弯道超车。

骁龙820

骁龙820于2016年上半年上市,采用面向异构计算而设计的高度优化定制64位CPU——Qualcomm Kryo,14nm FinFET工艺制程,单核最高2.2GHz,相较骁龙810带来最高达两倍性能和功率提升。

搭载Adreno 530 GPU,相较Adreno 430功耗降低40%,图形和VPU计算性能提升40%。此外,还首次搭载全新的14位Qualcomm Spectra图像信号处理(ISP)单元,拍摄体验进一步提升。并集成Hexagon 680 DSP,在移动SoC计算效率基础上实现用户体验创新,能够很好的帮助骁龙820降低功耗,延长续航时间。

连接方面,骁龙820集成全新升级的骁龙X12 LTE调制解调器,带来领先的4G LTE和Wi-Fi技术,下行支持Cat.12(最高传输速度达600Mbps),上行支持Cat.13(最高传输速度达150Mbps)。同时快充升级至Quick Charge 3.0,比Quick Charge 2.0充电效率高38%。

影像方面则支持最高2500万像素摄像头,14位Qualcomm Spectra ISP(双ISP),支持前后高达三个摄像头(如一个前置摄像头和两个后置摄像头)。

小米5

搭载骁龙820的手机有小米5、三星S7/S7 edge、一加3、努比亚Z11、乐Max 2/Pro、ivo Xplay5旗舰版等。

骁龙821

骁龙821由高通2016年7月11日发布,从名字就能够看出是骁龙820的升级款,所以和骁龙820一样,骁龙821同样采用了14nm FiFET三星第二代LPP工艺技术、全新四核64位Kryo CPU以及Adreno 530 GPU。

两者区别在于主频,骁龙820的CPU大核主频2.2GHz、小核主频1.6GHz,GPU主频624MHz;骁龙821的CPU大核主频2.4GHz、小核主频2GHz,GPU主频650MHz。所以,骁龙821相较骁龙820 CPU性能提升10%,GPU提升5%。

锤子M1

搭载骁龙821的手机有小米5s/5s Plus、小米Note 2、乐Pro3(首发)、一加3T、锤子M1/M1L华硕Zenfone 3、HTC U Ultra等。

骁龙835

骁龙835于2016年11月17日发布,基于三星第一代10nm工艺打造,相较14nm不仅芯片尺寸减少30%,而且速度提升27%,效率提升40%,功耗降低40%。

骁龙835大小核均为Kryo280八核架构,大小核主频分别为2.45GHz/1.9GHz,GPU为Adreno 540@670MHz,相比上代性能提升25%,支持4K屏、UFS 2.1、双摄以及LPDDR4x四通道内存,整合了Cat.16基带。

支持LPDDR4x运存,Quick Charge 4快充,并且集成了对USB-C和USB-PD(Power Delivery)的支持,适配范围更广泛。此外,骁龙835集成X16 LTE调制解调器,支持千兆级LTE连接;集成的2x2 802.11ac Wave 2 Wi-Fi和Bluetooth 5.0。骁龙835的新特性中还包括Qualcomm Haven™安全平台,提升生物识别与终端认证的安全性。

影像显示方面,支持最高4K 30帧超高清视频拍摄,最高10bit色深屏幕。

搭载骁龙835的手机有小米6、三星 Galaxy S8系列、一加手机5、nubia Z17、HTC U11、索尼Xperia XZ Premium等。

骁龙845

骁龙845基于三星10nm工艺打造,八核64位Qualcomm® Kryo™ 385 CPU,最高主频2.8GHz,Adreno 630 GPU,支持OpenGL ES 3.2、OpenCL 2.0 full、Vulkan、DX12,双通道LPDDR4x存储。

此外还包括Qualcomm® Hexagon 685 DSP,LTE 双卡双通,三个载波上最高支持4x4 MIMO,峰值下载速率1.2Gbps,峰值上传速率150Mbps,以及QC4快充和双通路Wi-Fi技术等。

OPPO Find X

采用骁龙845的手机有三星Galaxy S9/S9+(首发),一加6、华硕ZenFone 5Z、小米MIX2S、LG G7 ThinQ、HTC 12+、vivo NEX旗舰版、魅族16th系列、中兴天机Axon 9 Pro、小米8旗舰系列、OPPO Find X、坚果R1、黑鲨游戏手机、努比亚Z18、AMG G3等。

骁龙855

骁龙855于2018年12月5日推出,是全球首款5G SoC,采用台积电7nm工艺,CPU采用八核Kryo 485架构,1+3+4大小核组合,最高主频2.84GHz,GPU为Adreno 640,CPU和GPU相较骁龙845分别提升45%和20%。

骁龙855采用的GPU为Adreno 640,相比骁龙845的Adreno 630提升20%,支持最新的Vulkan 1.1 API,支持OpenGL、OpenCL API、支持HDR游戏画面、支持HDR 10+显示支持最高8K分辨率的360 VR回放。Adreno 640不仅支持手机屏幕上的10bit色深、Rec 2020色彩范围的画面显示,也能同时向2个显示器输出4K HDR信号。

骁龙855新增张量加速器的Hexagon 690 DSP,具备四线程标量内核,性能提升20%,四个向量扩展核心(HVX),性能提升1倍,以及一个张量加速器(HTA),自主设计,专为AI而设,支持多元数学运算、非线性方程、INT16/INT8与混合精度整数运算。

此外,骁龙855还集成了新的Spectra 380 ISP,是全球第一个计算机视觉(CU) ISP,集成了大量硬件加速功能,支持最尖端的计算摄影和视频拍摄功能,同时功耗降低高达4倍。也是首个支持HDR10+视频拍摄的ISP。

魅族16s

搭载骁龙855的手机有三星Galaxy S10系列,iQOO手机,黑鲨游戏手机2,OPPO Reno 10倍变焦版,联想Z6 Pro,华硕ZenFone 6,小米9系列,魅族16s,一加手机7等。

骁龙865

骁龙865与骁龙865/765G一同亮相于2019年12月初的高通骁龙技术峰会,骁龙865搭载了Kryo 585 CPU,采用了1+3+4的三丛式Kryo 585架构,大、中核基于Cortex-A77定制,拥有25%的性能与能效比提升,大核最高主频2.84GHz,3颗中核均为2.4GHz,四核能效核心则基于Cortex-A55定制,主频1.8GHz。

GPU为Adreno 650相比前代同样有着25%图形渲染速度和35%能效提升,同时可配合骁龙X55 5G调制解调器及射频系统,配备Spectra 480 ISP、Hexagon 698,支持第5代AI Engine。Wi-Fi方面,骁龙 865凭借FastConnect 6800通过了Wi-Fi 6认证,峰值速率可达1.8Gbps,2.4GHz+5GHz+6GHz连接丰富了多频段可选择性,可使用32KHz蓝牙语音传输,对TWS真无线立体声耳机的支持也更好。

影像方面,骁龙865所搭载的Spectra 480 ISP具备20亿像素每秒的极速处理能力和硬件级降噪能力,可以同时兼顾降噪与细节保留,还能实现局部的对比度增强等操作。此外还支持8K@30FPS和4@120FPS视频的录制,以及更好的4K HDR视频录制支持,可以直接录制DOLBY VISION视频。

骁龙865搭载第5代AI Engine可以实现15TOPS(每秒15万亿次运算)的超高算力,是上代骁龙855平台的2倍。

小米10

几乎绝大多数2020年旗舰产品均搭载了骁龙865处理器,包括小米10系列,OPPO Find X2系列,Redmi K30 Pro,realme真我X50 Pro,iQOO 3,vivo NEX 3S,魅族17系列等。

骁龙888

骁龙888基于5nm工艺制程打造,采用1+3+4的三丛式CPU架构打造,其中超大核基于Cortex-X1架构,主频2.84GHz,3颗大核为A78架构,主频2.4GHz,小核依然是大家熟悉的A55架构,主频依旧为1.8GHz。

GPU升级为Adreno 660,图像渲染速度提升35%,能效比也提升20%。首次加入了VRS(可变分辨率渲染),允许游戏开发者针对单帧画面中不同部分设定不同的渲染分辨率,提升游戏渲染性能30%,以及有效降低GPU的负载,将有限的GPU资源集中在更需要的地方。

骁龙888搭载第六代AI Engine,算力从上代的15 TOPS直接升级到了26 TOPS。影像方面,骁龙888首发3 ISP设计的Spectra 580,处理速度大幅提升35%,达到了2.7G像素每秒,强大的处理性能不仅带来了4K@120FPS视频的录制和回放支持,还能轻松拍摄10-bit色深HDR视频,拥有大幅提升HDR视频质量的潜力。同时还可以轻松应对三摄并发,可以同时利用三个摄像头拍摄3支4K HDR视频或者实现2800W像素@30fps的零快门延迟三镜头同时拍照体验。3 ISP还可以同时联动手机主摄、超广角拍、长焦处于工作状态。

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