手機晶元三強大戰

2021-09-30 23:25:29 字數 4001 閱讀 5432

高通(qualcomm)、三星(samsung)與聯發科(mediatek)三大手機晶元**商,在近日舉行的年度世界移動通訊大會(mwc 2017)上展示了將進駐下一代智慧型手機產品的最先進資料機晶元以及應用處理器。

市場對於iphone 8新功能的猜測還包括將採用oled顯示器、配備支援臉部辨識的前向攝影機,以及紅外線發射/接收器等;但實際上,就算對蘋果來說,那些花俏的新功能也都是得一步步取得進展,並非一蹴可幾。

聯發科企業銷售(國際市場)總經理finbarr moynihan接受ee times訪問時表示,智慧型手機市場已經發展到「成熟的中年」,因此要在終端產品上取得大幅度的功能差異化越來越難;但他強調,智慧型手機soc設計業者仍然在盡力達成最佳功耗表現與處理效能。

要在已經成熟的智慧型手機市場取得差異化,關鍵功能有哪些?市場研究機構tirias research首席分析師jim mcgregor認為,是資料機速度以及多**效能(包括gpu、isp、vpu…等等)。

多**功能是擴增實境/虛擬實境(ar/vr)等最新應用的關鍵,甚至對運算攝影(computational photography)與人工智慧(包括自然語言處理與影像辨識)也很重要;此外mcgregor指出,資料機晶元效能也變得至關重要,特別是因為蘋果採取雙晶元**策略:「資料機效能不只會影響上行/下行資料速率,也會影響鏈結可靠性與通話清晰度。」

以下是三大手機晶元業者在mwc 2017發表的智慧型手機晶元概略:

snapdragon x20 lte資料機晶元

三星在mwc發表的是八核心exynos 9系列8895,是該公司第一款採用10奈米finfet製程的應用處理器;該晶元內建新型的gigabit等級lte資料機,支援5頻載波聚合(five- carrier aggregation,5ca),資料傳輸速率最高可達1gbps (category 16)下行速度(5ca),以及150mbps (category13)下行速度(2ca)。

三星exynos 9系列8895內建新型的gigabit等級lte資料

聯發科發表的是可商用的helio x30處理器,號稱是helio系列的旗艦產品,採用十核心、三集群(tri-cluster)架構,以台積電(tsmc)的10奈米製程生產。helio x30包含2顆2.5 ghz armcortex-a73、4顆2.2 ghz arm cortex-a53以及4顆1.9 ghz cortex-a35,並整合了lte category 10資料機,支援下行3ca、上行2ca的高傳輸量串流。

聯發科helio x30處理器採用十核心、三集群(tri-cluster)

市場研究機構the linley group資深分析師mike demler表示,聯發科也加入10奈米製程陣營特別引人矚目,不過helio處理器的設計偏向於訴求平衡,而非強調任何特定功能;三星的exynos 8895是直接與高通1月發表的snapdrago 835競爭,聯發科的x30直接競爭產品則是高通的snapdragon 600系列。

這三家廠商發表的**晶元都採用了10奈米技術,高通與三星用的是三星的10奈米finfet製程,聯發科則是採用台積電的10奈米製程。

英特爾(intel)、三星與台積電競相成為10奈米節點的領先者,並積極拉攏蘋果與高通等大客戶;不過市場猜測,蘋果的a11處理器應該會採用台積電的10奈米製程,而有分析師指出,台積電的優勢在於先進的整合式扇出封裝(integrated fan out,info)技術,能達到更低厚度、更高速度與更佳散熱效能。

而高通、三星與聯發科在mwc 2017發表的最新晶元,也展現了資料機晶元技術在速度方面的激烈競爭。

gigabit等級的lte顯然將成為眾家廠商最**智慧型手機支援的功能──高通(qualcomm)新發表的snapdragon x20資料機晶元支援下行速度達1.2gps的category 18規格,三星(samsung)的exynos 8895內建資料機則支援5ca、category 16下行速度,最高資料傳輸速率達1gbps;聯發科(mediatek)的最新處理器helio x30稍嫌落後,內建cat 10規格資料機。

xmm 7560是英特爾的第五代lte資料機晶元,也是第一款採用該公司14奈米製程生產的資料機。高通與英特爾的資料機晶元都支援5ca、4x4 mimo配置,以及256-qam等功能;不過藉由snapdragon x20的發表,高通顯然對搶奪市場商機下了不少賭注。

只拼核心數就太遜了…

聯發科的finbarr moynihan表示,手機晶元廠商只比處理器核心數量、影像感測器畫素多寡的時代已經過去了:「我們已經來到競爭可提供之「實際使用者體驗」的階段;」舉例來說,聯發科helio x30雖然擁有比別人多的十核心,但如同市場研究機構tirias research首席分析師jim mcgregor表示,競爭焦點其實在於:「在效能提公升與降低功耗兩方面的最佳化任務。」

moynihan指出,聯發科最新的十核心、三集群soc採用了該公司稱之為「corepilot 4.0」的軟硬體架構,支援「能量感知(energy-aware)」,可監測使用者體驗,**個人在裝置上的電量使用情況,並排序哪個手機內的應用程式是控制功耗的關鍵。

the linley group資深分析師mike demler表示,聯發科的helio系列已經不是第一次配置十核心,而最新產品進一步提公升了其功耗效能的彈性;他指出,helio x30的十核心應該能實際有助於延長電池續航力。

他指出:「其小核心(2.2 ghz arm cortex-a53、1.9ghz cortex-a35)的部份並沒有佔據太多空間,而且擁有兩個總會需要的大核心(2.5 ghz arm cortex-a73),這種設計折衷對聯發科的目標市場是合理的,不同於蘋果處理器的設計傾向於犧牲電池壽命、採用效能最高的cpu與gpu。」

demler指出,比較各家**商的最新一代智慧型手機soc,乙個普遍的趨勢是採用「big.little」架構,包括蘋果與高通都是如此;三星與聯發科的晶元架構尤其明顯,exynos 8895是八核心架構,包括4顆三星自家設計的第二代處理器核心,以及4顆arm cortex-a53核心。

多**、ar/vr與深度學習

擴增實境與虛擬實境(ar/vr)應用無疑會是新一代智慧型手機的焦點,三星的exynos 8895就強調可支援最新的3d繪圖效能,以arm最新的mali-g71 gpu將4k uhd vr與遊戲應用的影像延遲降到最低;此外其先進的多規格編譯碼支援4k uhd最高解析度、120fps的視訊錄影與重播;在vr應用方面,exynos 8895號稱能支援4k解析度、更身歷其境的體驗。

而聯發科helio x30則捨棄arm的mali gpu,改用imagination的powervr繪圖處理核心;對此tirias research首席分析師kevin krewell猜測,應該是imagination為了搶占市場版圖與聯發科之間達成了新的合作協議。

聯發科表示,imagination的powervr series7xt plus時脈速度達800mhz,是為helio x30量身打造,號稱可提供與上一代平台相較高達六成的功耗節省、2.4倍的效能提公升;此外helio x30支援各大商用vr開發工具套件。

而究竟新一代的智慧型手機處理器能支援多大程度的深度學習,還有待觀察;以三星來說,該公司提出了新的三星一致性互連(samsung coherent interconnect,sci),支援cpu群體與gpu之間的快取一致性,以達成異質系統架構(heterogeneous system architecture),因應人工智慧(ai)與機器學習等領域較高的運算速度需求。

整體效能總結

linley group的demler表示,聯發科的helio x系列或許恰好佔據了略低於旗艦級智慧型手機處理器像是snapdragon 835的乙個空缺。

helio x30幾乎涵蓋了所有多**功能,包括高階雙攝影機(14位元、1600萬+1600萬畫素,支援即時景深效果的廣角+變焦鏡頭,以及在低光線環境即時去雜訊等功能)與4k視訊(在晶元中整合了以硬體為基礎的低功耗4k2k 10-bit hdr10視訊解碼)。

moynihan指出,helio x30也內建了視覺處理單元(vpu),搭配聯發科的影像訊號處理技術,能為手機業者提供客製化設計攝影機功能的可程式設計性以及靈活性。

tirias research的mcgregor表示,聯發科向來在中低階手機市場表現傑出,因此該公司這次發表採用最先近10奈米製程、鎖定高階應用的helio x30特別值得注意。對此moyihan認為,該公司的**soc 「**適中」,會是讓手機客戶達到終端產品**「甜蜜點」的理想選擇。

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