论文部分内容阅读
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。
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。