智能手机，是指像个人电脑一样，具有独立的操作系统，独立的运行空间，可以由用户自行安装软件、游戏、导航等第三方服务商提供的程序，并可以通过移动通讯网络来实现无线网络接入手机类型的总称。
回忆在岁月的痕迹里，沉淀出好看的样子。
智能手机的处理器在近年已经成为了购买手机的最主要的指标旗舰手机往往性能表现过剩你只是拿来上网的话收发邮件刷各类社交平台的话在便宜的中端机上也能很好胜任
在即将到来的2020年新款的处理器和设备也即将问世在那时性能更加先进的CPU再也不能给大家带来足够的惊喜技术革新得到的收益已经锐减因为下一代的芯片将会基于7nm+工艺打造相比上一代的提升会微不足道对于5nm EUV我们仍需要等待一段时间
不过有一些有趣的趋势会使2020年的移动处理器表现更加充满期待
51, 51, 51; text-indent: 2em;">作为我们审核流程的一部分我们严格对智能手机进行了基准测试在图形性能方面仍然有显著的改进空间低端处理器远远落后于今天的旗舰产品而旗舰产品的图形性能仍然可以胜任未来几年的应用
游戏手机市场的崛起以及搭载移动处理器的Nintendo Switch的成功表明随时随地都能玩上高画质游戏仍然是当下的主流需求高通甚至推出了某些处理器的游戏加强版例如骁龙730G但真正需要的是更多用于图像处理的硅片面积以及更高的能耗比
我们已经见证了高通从Adreno 630升级到640升级骁龙855以及使用骁龙8xc和更强大的Adreno 690 GPU获得的3.5倍性能的收益说到这一点如下所示的die图展示了GPU芯片所占的面积不到整个SoC的四分之一
51, 51, 51; text-indent: 2em;">作为对比NVIDIA的Tegra系列芯片则为GPU提供了更多空间用于机器学习的Tegra
Xavier芯片为GPU占用了三分之一的面积当然这款芯片对智能手机的运行效率并不高缺乏我们在智能手机中所依赖的许多芯片功能以智能手机的使用场景来说8cx已经足够强大但在未来更高效的5nm工艺更大的电池和更高效的核心设计的结合可以使SoC使用更大的GPU面积来获得更好的性能
三星和AMD在2019年签署了一项协议在未来的移动芯片设计中会使用到AMD的RDNA架构该交易引用了AMD的后Navi微架构因此他不会出现在2021年或2022年的Exynos芯片中但这也表明移动芯片制造商会非常关注市场上的各种具有竞争力的低成本的选择
用于游戏手机的专用处理器听起来像是白日梦但需求开始增长
更加专业的硅片
正如我们所提到的移动SoC市场正在增大新的异构计算组件的专用面积以提高性能同时保持能效高通公司的Hexagon DSP占据了相当大的芯片空间旗舰Exynos和麒麟SoC内部的NPU也是如此
传统的CPU和GPU现在通过ISPDSPNPU和更强大的调制解调器争夺芯片空间的趋势可能会持续下去下一代SoC几乎肯定会沿着这条道路前进 越来越多的芯片空间可能会用于更强大的机器学习功能 芯片制造商越来越多地转向内部机器学习设计因为他们缩小了最常见的使用场合的处理面积从而为2020年的旗舰手机提供了更广泛的功能
明年还将看到能够处理4K慢动作视频和1亿像素摄像头的更强大的图像处理器以及用于超快速Wi-Fi 6和5G调制解调器的更多增强型网络组件简而言之移动芯片已经超越了简单的CPU/GPU设计并且变得越来越复杂
内建的4G/5G基带
51, 51, 51; text-indent: 2em;">随着5G网络在全球各地的部署如果下一代的旗舰SoC不具备4G/5G多模基带会令人难以置信比较每个主要芯片厂都有自己的独立5G基带像高通的骁龙X55三星的Exynos
5100和华为的巴龙5G01/5000为2020年的智能手机设计的下一代基带仍处于开发阶段
下一代5G旗舰芯片将会打入市场虽然在特定地区仍然还会出现仅有4G的型号更有意思的是2020年之前我们也许会在中端市场见到5G基带芯片诺基亚正计划推出价格低廉的5G手机了解他们选择怎样的芯片组会是很有趣的一件事
此外中端智能手机还可以使用外挂基带的方式来为高性价比的芯片组添加5G功能例如联发科M70 5G和Exynos 980就展示了高性价比5G手机的前景三星Galaxy A90 5G有望成为第一个不是旗舰级的5G手机的例子
更大的CPU核心
全文内我们还没讨论CPU核心大多数是因为CPU本身的性能已经绰绰有余但这并不意味着处理器内核布局会安于现状
当前的SoC引入了新的CPU核心配置从最开始的4+4 big.LITTLE设计到一到两个巨大核心加两到三个稍小的大核心再加四个低功耗核心引领这一趋势的原因是芯片制造商之间的竞争以及CPU核心性能的迭代进步
如果将三星庞大的M4核心的尺寸和Cortex-A75进行对比就可以看出为什么三星会选择2+2+4布局ARM的最新款Cortex-A77的核心比A76大17%而三星的下一代核心可能更大同样的苹果也通过更加庞大的CPU内核来驱动芯片更大的内核有助于将智能手机性能推向低端笔记本电脑领域也是提升游戏潜力的关键然而正如我们在骁龙855与Exynos 9820上看到的那样这些大核心并不总是相同我们可能会在未来几年看到更大的CPU性能差异
同样我们也看到工艺进步到7nm有利于旗舰级SoC的能耗比和面积效率提升而且很快中端芯片也将从中受益然而随着智能手机推动笔记本电脑级性能的提升芯片设计人员需要仔细考虑其CPU设计的面积性能和功耗等因素手机和2合1 ARM架构笔记本芯片之间的界限或会在一年之内消失笔记本电脑依然还保留4大核+4小核的设计而手机会有三种解决方案
此外受到电池寿命的牵制智能手机不需要四个超强核心将支持高负荷的一个或两个核心的中等和低功率核心用于其他任务似乎会明智很多 用于手机的2 + 2 + 4个CPU内核的趋势可能会持续到2020年尽管如此我们可能会看到为笔记本电脑和其他需要高峰值性能的应用的A77核心4+4设计并且不会受到电池容量的限制
计划于晚些时候发布的芯片公告以及2020年出现的设备的表现已经开始出现一些共同特征了旗舰芯片将采用7nm或7nm + FinFET工艺制造与之前的10nm工艺相比其能效仅有略微提升智能手机将超越以前的CPU和GPU基准成绩同时将5G和机器学习功能推向主流
然而高端芯片组市场的目标是增加多样性在定制CPU和GPU设计内部机器学习芯片独特的5G芯片组以及许多其他功能等因素影响下Exynos麒麟和高通芯片组之间的差异将会变得更大 虽然不一定表现在消费者能够真正注意到的性能方面而中端芯片可能会形成类似的多样化特性此外专注高性价比的芯片设计师如何为中端消费者带来5G也是值得注意的一件事