手机芯片领域最厉害的是什么芯片 (手机芯片是几纳米芯片)

大家中午好![微笑]

今天我来跟大家聊一聊关于手机的那些事儿

大家先看一下2020手机处理器天梯图更直观

看看你手机的芯片都能干些什么,浅谈手机上的各种芯片

芯片大致分为四个阶层:低性能(老年机)、入门级(老年机,部分中端机)、主流级(中端机)、发烧级(旗舰机和部分极性价比或者“游戏机”)

关于芯片品牌

目前主流芯片厂商:联发科、高通和海思

&【联发科】

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联发科一直都不怎么有起色,可到了2020年天玑系列芯片发布时,在整个芯片行业中掀起了轩然大波。

小米OV中低端手机一直把联发科揣在兜里,一方面价格比高通中低端处理器便宜不少,另一方面处理器性能迎合中低端满足产品要求。

2020年,联发科发布了天玑系列的5Gsoc处理芯片,分别是天玑1000/1000+、天玑820、天玑800U和天玑720(性能排名),带来了强劲的处理能力,拉近了与高通处理器的距离,华为小米OV加大了联发科处理器的采购量,也是极大的肯定了联发科天玑处理器的性能。

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两点概括:

  1. 获得了众多手机厂商的信赖,性能达到了旗舰级别的水准
  2. 同性能的芯片联发科天玑系列价格更低

&高通骁龙

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高通骁龙一直都是安卓阵营里的最强芯,带给我们的唯一体验就是

骁龙是高通公司推出的高度集成的“全合一”移动处理器系列平台,有很多系列,分别针对了不同层面的手机和平板。

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最新发布的高通骁龙865及865+处理器一度登上了安卓芯片的头版头条,性能强劲,5G也毫不吝啬,双模5G EUV工艺

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&海思麒麟

麒麟芯片一直是华为手机的得力助手左膀右臂,只是海思科技的一个系列。

海思旗下有很多系列的芯片,最主要的还是麒麟芯片

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麒麟芯片

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作为国内唯一一家芯片公司,做到了与高通匹敌的性能旗舰最强芯片,我们来看一看麒麟到底有哪些吧!

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此外最新发布的基于5nm制程工艺的麒麟9000 5Gsoc芯片,一经发布,撼动了整个芯片行业,成为了地表最强芯片,也是华为最后一款手机芯片。

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拥有领先的性能5G的绝对优势,在5G这个行业里,是无人能撼动的,这也是华为发布的第三代5G芯片

最强 5G,速度快过对手一倍

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虽然套餐价格还是有点贵,但中国在 5G 通信网络的铺设速度上保持了全球最快:今年 1 至 9 月份,全国新增 5G 手机数量达到了 1.08 亿。

「这是第一次,中国消费者领先全球其他区域,能够享受到最先进的移动通信技术,」艾伟表示。「如果看 6 月份的数据,中国的 5G 用户数量占全球的 78%,中国与其他地区的差距还在不断拉大。目前我们有 70 万个 5G 基站,中国还将在这一领域里持续领先。」

在 5G 产业急速发展的第一年里,华为推出了自己的第三代 5G SoC——麒麟 9000 是目前手机行业技术挑战最大,工程最复杂的一块芯片,工程师们在手机 SoC 有限的面积中集成了 153 亿晶体管。相比之下,同样使用台积电 5nm 工艺的苹果 A14 芯片有 134 亿个晶体管,还需要外接高通 X55 基带。

在这样的密度下,华为集成了手机所需的绝大多数计算单元,从 CPU、GPU、NPU、ISP 到安全系统、5G 通信基带等等。这些功能的集中并不是简单的堆砌,还需要兼顾高性能和低功耗,这需要在研发时应用大量新技术和架构创新。

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首先是 5G 速度。中国现在拥有最多的 5G 通信频谱,这意味着用户可以享受最快的通信速度,但这也需要通信设备的支持。麒麟 9000 集成了巴龙 5000 通信基带,可以享受理论值下行 4.6Gbps,上行 2.5Gbps 的双载波聚合下行速度,这是手机芯片设计、天线设计、基站线网协议匹配等等能力相互作用的结果。在实际使用上,相比同代产品 iPhone 12,华为的 5G 速度更是快了两倍以上。

5G 也可以为我们带来更低的延迟。我们在用 4G 网络打游戏时「流畅的体验」大约指 100ms 以内延迟,而在实际测试中,现在华为手机的 5G 的时延在超过 80% 的时间里都可以保持在 30ms 以内了。

和当前主流手机相比,麒麟 9000 有 5G 载波聚合,比其他 5G 单载波速度快一倍以上;WiFi 6 + 保证了比其他手机用 WiFi 的速度也快 2 倍以上。如果同时接通多种网络,麒麟 9000 的手机还支持四网协同,同时利用 5G、4G、2.4Ghz WiFi 6+ 和 5Ghz WiFi 6+,最高达到 5.6Gbps 地下行速率。

GPU 性能翻身

在麒麟 9000 上,八核 CPU 主频可达到 3.13GHz,八个核心继续保持 1+3+4 的设计,Cortex A-77 架构的核心频率为一个 3.13GHz 超大核 + 三个 2.54GHz 大核,四个 Cortex-A55 小核频率为 2.05GHz。

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华为表示,这样的 CPU 性能比高通骁龙 865 + 的速度快 10%,能效比也要高出 25%。

相比之下麒麟 9000 在 GPU 方面的提升更加明显。这一代处理器首发了 24 核的 Mali-G78,在图像处理能力上实现了跨越式提升,带来了可观的游戏体验。有了最新架构 G78 的加持,麒麟 9000 的图形性能比骁龙 865 + 要高 52%,能效也要高 50%。

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在 10 月 30 日的 Mate 40 发布会上,余承东表示麒麟 9000 的 GPU 性能接近于 iPhone 12 的 A14,远远超过其他安卓旗舰芯片。

与之配合的是 Kirin Gaming+ 3.0 游戏解决方案,在王者荣耀、和平精英、明日之后等现有游戏上,华为手机运行起来更加省电。

在 22 日发布会后不久,社交媒体上出现了麒麟 9000 跑分时功耗过高的结果。华为从实用场景角度解释了这一问题。「我们看到有一些人在研究麒麟 9000 突发的高功耗场景,在实际运行游戏时,Mate 40 长时间运行的性能和能效情况相比三星 Note 20 Ultra(骁龙 865+)能效比要好 20%。」艾伟说道。

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使用多核心低频率的 GPU,不仅意味着更低功耗,更好的游戏体验,更意味着人们可以追求更高画质。近期手机的计算系统、芯片算力的提升,已经让手游可以跑出原来只能在电脑主机上实现的效果,包括 SSR 屏幕空间反射:体现玻璃和地板不同的反射纹理,以及动态模糊:面对强光照射下的体积光和光影效果。

AI 算力业界第一

虽然今年被人们关注最多的是 GPU,但麒麟 9000 的 NPU(神经网络处理单元)性能提升也是巨大的,实打实地翻了一倍。这代芯片的 NPU 采用 2 大核 1 小核架构,又升级到了达芬奇 2.0 架构。

「2017 年,麒麟 970 第一次把 NPU 技术应用在手机里。今天我们看到的情况是所有的手机芯片都必须有 AI 处理芯片了,」艾伟说道。「华为更新了整个达芬奇的架构,2.0 版的 NPU 算力翻倍。在内存瓶颈方面,我们大幅提升了 System Cache 的容量。大部分情况下可以把部分数据缓存在 Cache 中,不需要调用内存带宽。同时,华为的机器学习软件工具支持全球最多的算子数量。」

在苏黎世联邦理工的手机 AI 性能榜单 AI Benchmark 上,麒麟 9000 排名第一,相对上一代提升了一倍。相对其他公司的产品,麒麟在 int8 精度上跑 ResNet-50 的性能相对骁龙 865 + 要高 60%,能效比是后者的 150%。

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AI 算力的提升意味着更多的应用成为可能。在 2017 年,麒麟 970 可以做到每分钟识别 2000 张图片,现在麒麟 9000 可以每秒钟识别 2000 张图片,性能提升了 60 倍。当我们在一年之内完成处理图像分类、目标检测、语义分割、实例分割,甚至实时图像编辑的任务时。在视频里,我们就可以进行实时的 AI 图像风格转换。

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英伟达的 RTX 上首先出现的 AI 画质增强能力,麒麟 9000 也有:华为 Mate 40 可以把在线视频的分辨率变得更高,从 540p 提升到 FHD 高清,实时完成图像锐化、超分辨率、色彩增强等操作。「如果视频网站的内容源不好,用 AI 视频超分技术可以为用户优先带来高品质的体验,不过这还需要视频*放播**器的支持,我们正在和应用开发者们进行合作。」艾伟说道。

AI 算力在手机拍摄时也可以提供性能加持,Kirin ISP 6.0 加入了 Quad Pipeline 架构,3A 处理能力提升了 100%,管线处理速度提升了 50%,「现在手机可以做专业相机的事了」。

华为在业界首先实现了 ISP+NPU 融合架构,让暗光视频的细节「淋漓尽致」,图像处理时间又低于 33ms。「AI 已经证明了自己在图像处理上的能力,以往我们由于延迟问题无法做到 4K 视频的处理,现在再不是问题了,」艾伟说道。「相比 iPhone 12 Pro,华为 mate 40 Pro 可以在暗光拍摄情况下视频更清楚,细节更清晰。原来是拍照上超越人眼的识别能力,现在可以拍视频超过人眼。」

前面提到,麒麟 9000 上的 NPU 是两个大核加一个微核。达芬奇 2.0 架构的微核可以在全天低功耗运行的条件下解锁更多应用体验,全天候待机耗电最低可到 3mA,相比上一代 6.4mA 降低了一倍还多,比业界平均的 30mA 以上更是低了十倍以上。

微核负责处理的任务更贴近你的生活,比如华为的低功耗注视检测(OLED 屏幕的智能版 always on display,或者防止息屏显示,而且可以检测手机主人的特定人脸),隔空手势操纵、解锁、音量调节、浏览等都需要使用微核进行计算

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在小编看来,目前华为麒麟系列芯片当属行业第一,以后我们无从知晓,听说拜登当选了美国总统了,那我们一起去看看吧!

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