开启新时代 高通64位SoC家族解释

　　高通，作为移动计算领域的领头羊，在产品的研发和推广上一直不遗余力。面对即将到来的64位移动计算时代，高通发布了全系列64位移动处理器，无论是高端人群还是入门级用户，都会有新的选择。那么，高通在64位时代有哪些全新的产品呢？

　　在2013年9月11日，苹果iPhone 5s和A7处理器的发布，打开了64位移动计算的大门。随后的2014年，NVIDIA发布了64位Tegra K1处理器，抢得了非苹果平台的头名。相比苹果的封闭和NVIDIA的小众，真正的大佬高通反而没有太多举动，只有零星的小道消息表明高通正有条不紊地规划着它的64位战略。终于，在ComputeX 2014上，高通正式发布了全新的64位处理器家族，从顶级到入门，从高性能到高性价比，高通一个也没有放过，真正形成了全系列覆盖。

　　64位、八核心——骁龙810和骁龙808重装上阵

　　高通在去年改变整个产品线的定位之后，骁龙800系列就成为高通顶级产品的代号。在64位时代，高通将继续推出骁龙800系列的产品，这次带来的是两款顶级SoC-骁龙810和骁龙808。本文先为大家介绍令人震撼的骁龙810。

　　CPU部分：八核心出现Ibig.LITTLE架构再次发威

　　从数字上来看，骁龙810相比之前的骁龙805仅仅增加了“5”，但无论是骁龙810还是骁龙808，在架构方面的变化都非常彻底。根据目前的消息，骁龙810和骁龙808的CPU部分采用了源自ARM官方64位的Cortex-A57和Cortex-A53所组成的big.LITTLE大小核架构，高通在这一代产品中已经不再使用自己研发的Krait架构了。

　　不过采用官方架构并非意味着高通无所作为。高通表示自己更改了Cortex-A57和Cortex-A53的数据总线部分，使得big.LITTLE技术中四个大核心和四个小核心不再一对一绑定，而是根据工作任务协同工作。比如在某些情况下，一个大核心和两个小核心共同工作，既能提供极高的能耗比，也能满足用户对性能的需求，在极端状态下，所有核心都可以被激活用于计算任务。一些消息来源表示，高通将CPU部分划分为两个集群，一个集群对应高性能的Cortex-A57，另一个集群对应高性能功耗比的Cortex-A53，这两个集群使用了各自不同的频率设定，这和之前骁龙处理器的设计有比较大的差异。另一些消息则表示，骁龙810也同样支持高通之前所使用的异步核心方案，每个核心都可以单独调节电压、单独休眠和唤醒。目前尚不清楚集群之间的核心调整应该如何完成，高通也暂时没有更为核心的资料披露。

　　除了CPU核心外，高通在骁龙810的缓存设计上也进行了比较大的改进，以适应新的集群架构和CPU内核。在内存方面，骁龙810首次在移动SoC上使用了LPDDR4-3200内存控制器，由于LPDDR4天生的高带宽，因此骁龙810能够获得高达25.6GB/s的超高数据带宽(25.6GB=3200x2x32bit/8)，已经达到了目前桌面级处理器的水平。

　　在全新核心和强大的内存带宽的支持下，骁龙810完全可以称之为目前最强大的SoC芯片。根据ARM官方资料，在同频率下Cortex-A57相比Cortex-A115，能够带来25%-55%的提升，考虑到高通使用了LPDDR4以及全新的工艺所能达到的高频率，骁龙810应该比现有SoC在性能方面有着天翻地覆的变化。

　　GPU部分：全面支持DirectX 11.2，性能最高提升80%

　　除了CPU架构外，GPU架构的变化也值得关注。高通在之前的骁龙805上就使用了全新设计、支持DirectX 11.2的Adreno 420。这次在骁龙810上，GPU进化到了Adreno 430。虽然高通暂时没有公布有关Adreno 430的相关资料，但是从型号来看，Adreno 430相比前代Adreno 420的改进应该不算太大，其基本架构应该完全相同。参考后者，Adreno 430应该采用了完全支持DirectX 11.2硬件的流水线设计，采用统一渲染架构，拥有曲面细分单元，支持几何处理引擎，基本上达到了目前桌面级GPU的水平。其余规格方面，Adreno 430也能够支持Open GL ES 3.1和OpenCL 1.2，提供更为出色的图形和计算功能。目前在GPU架构领域，完全支持DirectX 11级别的移动SoC架构还不算太多，除了已经上市的NVIDIA Tegra K1外，也就只有ARM官方的MaliT 600以及高通的Adreno 400系列了。

　　性能方面，在之前的Adreno 420上，高通宣称采用Adreno 420的骁龙805相比骁龙800的GPU性能提升了40%，功耗却降低了20%。这次在骁龙810上，高通宣称其相比之前的Adreno 420性能再次提升30%。这样一来，相比目前常见的骁龙800，骁龙810的GPU性能甚至可以达到80%左右的提升，增幅令人惊讶。

　　其他模块：完美支持H.265，支持全频段的“世界模调制解调器”

　　骁龙810的CPU和GPU部分强大得令人惊讶，在其他功能方面，这颗SoC几乎做到了尽善尽美，基本达到了目前工艺和技术的极限。比如在编解码能力方面，骁龙810支持HEVC/H.265的完全硬件编码、解码，它也是少有的支持如此强大功能的移动SoC芯片。在视频方面，骁龙810可以同时支持4K和2K的双视频输出，不过在双视频输出时，刷新率有所限制，只能支持60Hz输出搭配30Hz输出。在ISP支持方面，骁龙810内置了双14bit的ISP图像信号处理单元，像素吞吐速率高达1.5GP/s，支持最高达5500万像素的摄像头（诺基亚表示很开心），比之前的骁龙805速度提升20%。不仅如此，骁龙810的ISP还能够支持大量的硬件后处理加速功能，包括HDR录音、曝光、白平衡、对焦、用于手动调节景深的Ubi Focus以及用于支持特殊色度闪光灯的Chroma Flash等。此外，骁龙805上已经存在的动态对焦OptiZoom、动态拍摄Action Shot技术等也一并加入，显示了高通强大的技术研发实力。

　　说到高通，一定要强调其全球领先的通讯模块研发能力。在骁龙810上，高通宣称其采用了“世界模调制解调器”，也就是说高通全新的基带模块可以支持全世界上任何一个国家的通讯标准。具体来说，骁龙810的通讯模块包含了4G LTE Advanced World Mode调制解调器，支持LTEFDD、LTETDD、WCDMA(DC-HSUPA)、CDMA1x、EV-DO版本B、TD-SCDMA和GSM/EDGE。在速度方面，高通率先推出了高达300Mbps的4G LTE Advanced CAT6，LTEFDD和LTETDD支持高达3x20MHz的载波聚合。功能方面支持第4代集成LTE调制解调器，支持Qualcomm RF360、LTE广播和LTE多模式双卡双待(DSDS和DSDA)。

　　性价比版本：骁龙808

　　除了骁龙810外，高通还推出了骁龙808。如果说骁龙810是处理器中的黑盒版、极限版的话，那么骁龙808就是处理器中的普通版，非常适合追求性能，又对价格更为敏感的用户。骁龙808在技术上和骁龙810基本相同，但是在部分规格上进行了削减。骁龙808也使用Cortex-A57和Cortex-A53所组成的big.LITTLE大小核架构，但是只有两个Cortex-A57核心，搭配四个Cortex-A53核心。这样的六核心配置在之前的产品中非常少见，可见骁龙808瞄准的主要是中高端、注重性价比的用户。在其他规格方面，骁龙808也有所减省，比如它的内存不再支持双通道LPDDR4，转而使用了比较廉价的双通道LPDDR3-1866，带宽也缩减至15GB/s。GPU方面使用了Adreno 418，从型号来看较骁龙805的Adreno 420要略弱一些，但是技术规格还是基本完整的。它支持4K输出（不支持4K编码，只支持4K解码），对于设备屏幕的分辨率最高可支持到2560x1600，性能相比骁龙800使用的Adreno 330提升了约20%。在ISP上，骁龙808缩减到了双12bit的方案，最高像素处理能力为1.2GP/s。不过在通讯模块方面，骁龙808相比骁龙810没有任何缩减，依J日是那颗无与伦比的“世界模调制解调器”。

　　工艺：TSMC专为移动产品设计的20nm

　　由于骁龙810和骁龙808本身规模庞大、结构复杂，因此高通不得不采用更新的工艺制造它们，所以，骁龙810和骁龙808都采用了TSMC的20nm工艺。目前TSMC的20nm工艺已经开始试产，高通估计2015年第一季度这两款SoC芯片就会上市。目前TSMC 20nm工艺是TSMC在采用FinFE-F三栅极或者立体栅极晶体管之前的最后一代平面栅极工艺。和TSMC 28nm工艺分为LP、HP、HPM等多个档次有所不同的是，台积电在20nm工艺上只提供了一个版本，那就是为移动SoC优化的版本。考虑到TSMC的产能以及良率问题，20nm工艺将可能只会在移动SoC上使用，而不会涉及其余任何产品，包括GPU。

　　总的来说，骁龙810的出现，彻底拉开了高通和同行业其他厂商的差距。这款SoC中的每一个部分都是目前领先的，将它们组合在一起的骁龙810，和对手拥有巨大的代差。且不说高通一贯在基带模块方面的优势，仅仅是GPU部分，目前还有力和高通抗衡的也只有NVIDIA的Tegra K1。但是Tegra系列在基带上的短板又使得高通根本不可能将其作为对手。此外，英特尔、MTK和三星的类似产品，面对高通几乎在CPU、GPU、ISP、基带等部分的“全系列制霸”，也只有依靠性价比或者补贴等手段来获取市场份额了。

　　特殊的“八核心”——骁龙610和骁龙615瞄准主流

　　在上文的介绍中，骁龙810的Cortex-A57和Cortex-A53所组成的big.LITTLE大小核架构的八核心设计令人震撼，那么在新的骁龙600系列中，为什么又有“八核心”出现呢？

　　从产品定位来说，骁龙600系列面对的是主流市场，在这一市场中高通的主要竞争对手联发科有着大量的产品。在2013年，联发科的八核心处理器MT6592依靠诸如“真八核”等宣传获得了很多消费者的青睐。先不说这样的“真八核”是否有意义，但市场认可就意味着产品成功。在这种情况下，高通也不得不出手设计八核心产品。

　　全新的骁龙600系列目前育两个型号，分别是骁龙615和骁龙610。本文先为大家介绍规格更高的骁龙615。

　　骁龙615是高通首次在主流市场推出八核心产品。不过和联发科推出的八个对等核心不同的是，骁龙615的八核心不但分为两个模块，而且两个模块本身还存在性能和功耗的差别。骁龙615采用了ARM公版的Cortex-A5364位架构，CPU部分的八个核心分为四个高性能核心(运行频率最高11.7GHz)和四个低功耗核心(运行频率最高1.OGHz)。虽然高通不会给出具体的内容，不过类比骁龙810的方案，不难看出高通依1日通过更改ARM官方的总线，达成了类似“LITTLE.little”的设计(ARM官方并没有诸如“LITTLE.little”的名称，在这里只是为了说明高通在骁龙615上的设计和big.LITTLE有异曲同工之妙）——也就是说虽然八个核心都是Cortex-A53，但是频率和电压的不同还是使得这些核心模块有所区分。在计算压力较大时，系统会自动驱动高频率核心进行计算，在计算压力较低或者待机时，系统会将计算任务转移至低频率、低功耗核心上来。

　　骁龙615这样的设计在业内也是首次出现，显然这比联发科的“真八核”要更具实月价值和技术优势。在目前手机多线程应用极为稀少的时候，八个核心对移动系统来说的确没有太大意义。骁龙615的出现，既能在技术上展示高通的领先之处，又能满足市场对核心数量的宣传需求，算是一箭双雕的优秀设计方案。

　　在GPU方面，骁龙615采用了Adreno 400家族中面向中低端的Adreno 405，规格上完整支持Open GL ES 3.0、DirectX 112、OpenCL l.2，也拥有硬件曲面细分模块和几何处理器模块，不过考虑其定位，性能应该不会太强。显示方面，这颗处理器最高可以支持2560x2048显示输出，但不支持4K输出。ISP最高可以支持2100万像素摄像头。解码模块方面可以支持HEVC/H.265的硬件解码。内存方面，骁龙615可以支持目前常见的LPDDR3内存。

　　在面向手机的SoC最应值得关注的通讯模块方面，骁龙615虽然没有骁龙810那样强大，但依1日非常出色。它可以支持LTE FDD、LTE TDD、NCDMA、CDMAlx、EV-DO、TD-SCDMA和GSM等多种规范，其中4G规范支持Gobi4 GL TE CAT4，速度高达150Mbps，以及QTI第三代LTE调制解调器，支持RF360；能满足各种常见需求。

　　除了骁龙615外，骁龙610也出现在这次发布会中，骁龙610和骁龙615的差别其实很小，它们最主要的区别就是骁龙610只有四个Cortex-A53核心，最高频率为1.7GHz，取消了1GHz的低功耗核心。其他部分完全相同。

　　骁龙600系列是高通面向主流市场的重要产品。相比顶级市场而言，主流市场由于多家厂商存在，竞争更为激烈，尤其是有联发科这样不按常理出牌的厂商存在。这一次在新的骁龙600系列上，高通通过独有的核心高低搭配技术补齐了短板，肯定会在市场上给竞争对手更大的压力。由于新的骁龙600系列芯片面积不大，因此高通使用了台积电成熟且便宜的28nm LP工艺生产，在2014年第四季度就可以大批量出货，估计在2015年初就能看到相关产品上市了。

　　最廉价的64位SoC-骁龙410热辣登场

　　骁龙400系列一直是干元级手机的最爱，这次高通发布全系列64位SoC，自然也不能少了它。目前64位的骁龙400系列产品只有骁龙410这一款，不过它和之前的骁龙400、定位主流市场的骁龙610、骁龙615-样都采用了针脚兼容设计，这样一来下游厂商可以不用修改PCB就能直接推出新机型，更为方便、迅速。

　　骁龙410的CPU部分采用了四个1.4GHz的Gortex-A53核心，内存方面支持LPDDR2和LPDDR3，不出意外都是32bit单通道规格。GPU方面采用了上一代的Adreno 300系列，具体型号是Adreno 306，官方宣称支持Open GL ES 3.0、DirectX、OpenCL，至于曲面细分、几何处理器等高大上的功能肯定是没有了。显示方面支持最高1080p的分辨率，摄像头支持最高1300万像素。

　　当然，对于入门级市场而言，性能参数往往不是重点，通讯模块才是最重要的一环。骁龙410内置了高通自己的4G LTE Cat.4模块，搭配高通自己的射频前端可以兼容全部4G网络，也能支持TD-SCDMA、DC-HSPA+等3G规格。如此搭配意味着高通将全面在入门级市场铺开4G，这对联发科、华为等厂商是一个极大的挑战。这意味着高通更为重视中低端市场，移动芯片市场将会迎来更激烈的竞争。

　　在制程方面，骁龙410和骁龙615等处理器相同，都采用了台积电的28nm LP工艺，预计2014年第四季度出货，2015年初就可以看到具体产品上市。

　　64位时代来ii缶，寡头局面显现

　　随着移动计算的发展以及整个市场变得更大、更重要，移动计算上游厂商的竞争也变得愈发激烈。目前移动计算市场中，除了苹果外，按照份额来算排在第一阵营的厂商只有三星和高通两家，占据中低端市场的联发科勉强可以跻身准一线的行列。

　　不过这一看似激烈的竞争在移动计算64位到来后可能出现重大改变.高通凭借其在基带、CPU、GPU以及其他技术方面的优势，占据整个移动计算市场绝大部分份额乃至形成寡头垄断的态势已经越来越明显。这一点在高通全新发布的64位SoC上已有充分展示。目前全球能够提供诸如骁龙810这样顶级产品的厂商只有高通一家，尤其是那颗令人震撼的“世界模调制解调器”，已经帮高通奠定了其在64位时代成功的基础。未来的移动计算市场，高通很可能成为单一寡头，就像今天PC行业的英特尔一样，诸如联发科、三星等厂商，如果没有在基带、CPU模块、GPU模块等技术上有所突破的话，很可能难以抵抗高通全方位的竞争优势。对高通来说，64位时代还很长，这次产品也是高通罕有的没有采用自家研发的架构而是全面采用公版方案，同时高通更强大的自研方案很可能将要完成。这样一来，凭借强大的产品优势，高通将扩大自己的领先程度并将更多的市场纳入囊中。64位时代，究竟是快速发展、竞争激烈的时代，还是市场成熟、寡头形成的时代？现在还没有明确的答案，但我们已经逐渐在接近它了，时间将会告诉我们一切，慢慢等待那一天的到来吧！