10納米工藝再進一步 驍龍835性能簡析

【IT168 評測】如今在手機圈，一年能發佈各種品牌上千款手機，但手機最核心的處理器、尤其是旗艦處理器，一年也只有那麼寥寥數款。當下每代處理器的升級，不僅意味著性能的提升，在一定程度上還代表了未來產品技術演進的方向，並且影響著各品牌期間產品的發佈規劃。在2017年CES大會前夕，北京時間1月4日，高通在CES大會前夕正式揭曉了今年最頂級的處理器：驍龍835，而誰能成為這款晶片的首發產品也成了時下手機圈的一大趣談。究竟是怎樣一款晶片能讓各家廠商趨之若鶩，我們今天就來看看此次驍龍835是一款怎樣的產品。

三星10nm FinFET LPE工藝

此次驍龍835採用三星10nm FinFET LPE工藝，也是目前業界能量產最先進的工藝。對於FinFET工藝相信大家並不感到陌生，FinFET工藝主要是通過改造刪欄形態來降低CPU漏電率，減小晶片功耗。我們都知道，半導體工藝的水準直接影響著處理器的性能。簡單來說，更先進的工藝能夠提升單位面積下的電晶體數量，而從運算能力的角度來講，CPU的電晶體數量取決於CPU尚運算邏輯部件面積的大小。反之，CPU上電晶體數量越多，運算邏輯部件面積就越大，這也就意味著處理器的單位性能越高，這也就是為什麼每代處理器都在不斷的致力於工藝的精進。

▲驍龍835體積

從高通發佈的資料來看，每顆驍龍835上都集成了30億個電晶體，逼近iPhone7上採用的A10 Fusion 33億的數量，因而才實現了驍龍835對比驍龍820降低了25%的功耗。在高通的介紹中，驍龍835採用第二代FinFTF工藝，能將晶片封裝面積進一步減小35%，大約為153mm2，與A10 Fusion的125mm2比較接近。不過需要注意的是，驍龍835還集成了基帶，因此驍龍835的封裝面積還是非常不錯的，而進一步降低封裝面積，則能夠使廠商在做內部結構設計時更加留有餘地。另外，從之前看到的消息，驍龍835採用的是LPE(Low Power Early)工藝，因此筆者推測之後可能還會有一個LPP(Low Power Plus)的升級版。

Kryo 280架構：

驍龍835仍然延續kryo 架構，基於ARMv8設計，採用八核(4大核+4小核)的設計。對於現階段的移動處理器，一般分為自研架構和公版架構(ARM標準架構)，主要在於對於公版架構的二次開發，比如精簡公版指令、增加處理器的各種新特性。而經過Scorpion架構、Krait架構以及驍龍820採用的Kryo架構，高通對於自研架構的技術已經比較得心應手，這也是高通對比其它還採用公版架構的處理器廠商能夠實現差異化競爭的地方。

驍龍835採用4x2.45GHz+4x1.9GHz的八核心設計，在平時使用中，80%的場景下使用四顆小核工作，而在諸如APP載入、VR場景下時則開啟四顆大核工作。並且根據官方介紹，驍龍835在四顆大核的L2二級緩存設計為2MB，四顆小核的L2二級緩存為1MB，相比驍龍820整整提升了一倍。我們知道，CPU中緩存的調用速度比記憶體快得多，而更大的緩存則可以幫助我們在平時使用中可以快速調用更多的資料。

X16 LTE Modem：

關於高通處理器，一直有一句玩笑話：高通的產品就是買基帶送CPU。雖是玩笑，但也體現出高通處理器在連線性的地位。驍龍835記憶體X16千兆級LTE數據機，支援高達1Gbps的Cat16下載速度，以及150Mbps的Cat13 LTE上傳速度，並且支援802.11ad多千兆比特Wi-Fi，能夠達到4.6Gbps的峰值速度。而高通在基帶的連線性中，除了速度，還有加入了一些創新性的特性以帶來更好的體驗。

X16 LTE Modem還支持4x20MHz載波聚合以及4x4 MIMO的天線配置。載波聚合簡單來說，就是同時利用多頻段的資源，把一些不連續的頻譜碎片聚合到一起，增加系統傳輸頻寬，從而獲得更高的資料傳輸速率。我們在日常使用中，當遇到一個頻段上用戶太多時，就可以通過利用多頻段載波聚合來達到提升頻寬的效果，提升使用的網速。除此之外，X16 LTE Modem還是首款支援5G藍牙標準。藍牙5.0將運用於無線可穿戴、工業、智慧家庭和企業市場領域，由於藍牙5.0擁有4倍與上版本的覆蓋面積、2倍的傳送速率以及8倍的廣播資訊容量，其可以顯著加速物聯網的構建。

Adreno 540 GPU與Hexagon DSP：

相比於CPU，GPU在某種程度上顯得更加重要，而Adreno系列則是高通一直引以為豪的產品。驍龍835搭載Adreno 540 GPU，主頻為670MHz，圖形處理性能相比上一代提升25%，並且支援OpenGL ES 3.2、完整的OpenCL 2.0、Vulkan和DX12等各種圖形標準。一直以來，大部分3D遊戲都通過OpenGL標準交互，但由於其出生於90年代，如今的OpenGL已經顯得廉頗老矣，對於目前市面上多核處理器的利用效率較低，在圖形處理的效率上比較低，而驍龍835支援的Vulkan改善多執行緒性能，渲染性能更快，擺脫OpenGL依賴CPU運算的方式，使GPU與CPU之間無需事先拷貝資料，在同樣的記憶體下同時進行讀寫，充分發揮多核處理器的平行計算能力。

而根據高通官方PPT我們可以看到，除了GPU之外，驍龍835依舊保持了從820以來的VPU(視頻處理單元)和DPU(顯示處理單元)。其中DPU支援10-bit 4k@60Fps顯示，Q-Sync以及更寬色域;而VPU則支援4K HEVC 10-bit硬解碼能力，還提供了視覺聚焦區域渲染。

在此之前，在驍龍820上，高通引入Hexagon 680 DSP處理器，應用在對綜合手機上的許多單個感測器的資料，進行整合分析，完成資料集中處理。而在驍龍835上，升級為支援HVX特性的Hexagon 682 DSP，並且延續了680 DSP上HVX(向量擴展)以及低功率島的特性。並且Hexagon 682 DSP還包含對Google TensorFlow的支援，包括了對定制神經網路層的支援，以及對驍龍異構核心的功耗與性能的優化。

另外，人工智慧作為當前最火熱的領域，作為手機“大腦”的處理器自然對這方面也有所涉及。在官方介紹中，我們驚喜的看到驍龍835還增加對TensorFlow和Halide框架的支持。TensorFlow是穀歌基於DistBelief進行研發的第二代人工智慧學習系統，主要用於語音和圖像識別等多項機器深度學習領域，而Halide則是專門用來簡化影像處理的程式語言。儘管在當前階段在實際應用中可能還不明顯，但我們也清楚的可以看到高通在人工智慧和VR/AR領域已經正式佈局。

Quick Charge 4：

如果評選2016年手機圈最流行的一句廣告語的話，我相信“充電五分鐘，通話兩小時”一定為大家耳熟能詳。隨著驍龍835的亮相，新一代快充標準QC 4也已經與大家見面。相比於QC 3.0，QC 4增加了對USB Type-C和USB-PD的支持，並且包括USB供電。相比於QC 3.0，QC 4的充電速度提升了20%，效率提升30%。我們知道，相比於QC 2.0,QC 3.0採用最佳電壓智慧協商INOV演算法，可以更精細的調節電壓/電流的充電功率，而QC 4則將這一演算法升級至第三版，創新性的加入了即時散熱管理，能夠在既定散熱條件下，自主確定並選擇最佳充電功率。伴隨QC 4而來的還有高通推出最新的電源管理晶片SMB1380和SMB1381，具有低阻抗和95%的峰值轉化效率。

在安全方面，QC 4能更準確的測得充電時的電壓、電流和溫度，保護電池以及充電器，並且增加了額外保護層，放置電池充電過度，在每個充電週期調節電流。

總結：先講一件有趣的事：處理器對智慧手機的重要性不言而喻，但到底有多重要呢？當你看到每年CES前後，手機圈都在紛紛猜測和盛傳又有XXX款手機將首發驍龍處理器，然後在互聯網上引起一陣熱議，或許就能明白對於如今的智慧手機，處理器不單單是一個元件，甚至從某個角度成為了一個象徵。而從驍龍835主打的這些功能可以看到，高通整體的策略早已不在是單純地提升運算性能，而是將處理器打造成智慧手機的全面管家，覆蓋到各個功能，通過更多差異化的功能來引領整個行業的發展。而關於驍龍835的實際性能表現，我們也會在之後繼續密切關注。

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