【芯歷史】歷經14載,驍龍8系列處理器是如何進化的?
芯歷史──縱覽國內外半導體產業發展歷程,挖掘行業奇聞趣事,以古鑒今,探尋產業未來發展之道。
報道,12月1日,高通正式在2021驍龍技術峰會上發布了全新一代驍龍8移動平臺——驍龍8Gen 1,一改以往采用三位數字命名的方式,“一位數字+代際編號”的命名體系橫空出世。
從第一代高通驍龍手機處理器S1問世至今已歷經14個年頭,在這期間,有不盡人意、有站穩腳步、有風光無限、有暗黑時刻、也有現在的大放異彩。
S1-S4演繹驍龍“前半生”
提到手機處理器則不得不提曾經功能機時代的“王者”TI(德州儀器),2005年全球手機應用處理器市場總計達8.39億美元,TI占據了高達69%的份額,幾乎壟斷市場,當時的諾基亞和摩托羅拉都是其忠實客戶。
曾風靡一時的諾基亞6630、摩托羅拉Milestone都采用了TI的處理器。可以說,TI推出的OMAP系列手機處理器當時并無產品能與之匹敵。這款處理器首次提出了異構的概念,即數字信號處理器DSP+ARM處理器,從而保證了通話的信號和質量,要知道功能機時代最重要的便是通話。
然而,不久之后,TI卻迎來了最大的對手——高通。關于靠通信起家的高通是何時切入手機處理器這一賽道的歷史,此前我們已有詳細報道,在此不再贅述。詳見:【芯歷史】扶搖直上九千里:CDMA技術如何助力高通成為通信領域“龍頭”
1999年對于高通來說是一個轉折點,其決定不再做手機和系統設備的業務,轉而完全集中在技術開發和芯片研發上。
經過幾年的沉淀期,2006年高通預熱了驍龍首款移動處理器產品,S1并于次年11月問世,65nm工藝制造,采用ARM v6架構、單CPU核心設計,搭載320MHz的Hexagon QDSP5,但并沒有集成GPU。這款芯片在彼時仍是TI稱霸的市場上并沒有引起太大的波瀾。不過高通并沒有因此放棄,繼續進行芯片研發,并于2008年豐富了S1的產品線。
在這里提一個小插曲,2009年,高通斥資6500萬美元收購了AMD的移動設備資產(即原ATI移動GPU部門Imageno),并獨立發展出了一種全新的GPU品牌體系——Adreno,為日后移動處理器中集成的GPU打下了堅實的基礎。
驍龍S2則是高通與驍龍S1并行推向市場的產品,采用了更為先進的45nm工藝制造,功耗大幅度降低,發熱也得到較大程度的改善,且集成Adreno 204 GPU。2010年,高通推出了具有里程牌意義的S3——安卓手機也由此進入雙核+1080P時代。
驍龍S1、S2到S3構成了2010年、2011年間高通移動處理器的高中低端搭配。
2011年,高通基于Arm v7指令集自研了Krait(環蛇)核心架構,搭載此架構的S4在激烈的市場競爭中脫穎而出,測試機構的數據表明雙核S4打敗了四核Tegra 3。Play、Plus、Pro和Prime是S4的四個子系列,涵蓋了處理器低中高端版本。
時間來到2012年,英偉達Tegra、德州儀器OMAP等競爭對手退出這一戰場,當時市場猜想它們退出的原因一是移動處理器研發周期長且投入成本低;二是基帶不如高通。至此驍龍S4開始真正主導手機移動處理器市場,2014年驍龍的市場份額達到了41%。
“驍龍XXX”時代來臨
自2013年開始,高通開始采用“驍龍XXX”命名方式,但這并不代表著S4基因的終結,驍龍600最初就是S4 Plus系列的改名,Galaxy S4、HTC One便采用了此款處理器,也因此成為高通移動處理器的旗艦產品。不過同年驍龍800的出現取代了其位置。
隨后高通進一步細化了產品線,針對不同定位的手機推出了不同的系列,驍龍200、400、600、800系列“應運而生”,接下來將著重介紹旗艦產品驍龍800系列的發展史。
可以說驍龍800對高通移動處理器進行了全方位的革新,頻率高達2.5GHz四核Krait 400 CPU,支持通用運算的Adreno 330 GPU,三線程Hexagon V50 DSP運行頻率達到680MHz等等核心配置疊加讓人眼前一亮,其與改進版本驍龍801、驍龍805成為了2014年旗艦智能手機標配的移動處理器,一時間風光無限。
不過看起來順風順水的高通也經歷了“暗黑時刻”。2014年被稱之為“64位ARM大爆發”之年,這一年蘋果推出了A7芯片,也是歷史上第一款移動端64位處理器。或許是危機感襲來,高通一改采用自家內核的傳統,基于ARM Cortex-A57推出了兩款64位處理器——驍龍808和驍龍810,這也被認為是高通乃至整個安卓手機陣營的“暗黑時刻”,發熱、降頻等問題襲來,“火龍、炎龍、焱龍、燚龍”等調侃詞也頻見報端。
好在2015年推出的驍龍820讓其64位處理器回歸了正軌,其基于高通自研的Kryo架構(即Krait的升級版),性能相比驍龍810提升兩倍,時鐘頻率可達2.2GHz,并首次引入14位Spectra影像處理器和Heterogeneous信號處理器。
在這之后,高通在2016-2017年相繼發布了驍龍835、驍龍845,處理器及GPU性能節節攀升。其中驍龍835對高通來說有著劃時代的意義,其結束了定制CPU戰略,轉而使用ARM CPU設計。
時間來到2018年,高通發布了全球首個商用的5G移動處理器——驍龍855,采用外掛X55 5G調制解調器,與驍龍845的CPU相比性能提升45%左右。2019年中期,高通帶來了驍龍855的升級版855 Plus,升級了CPU核心和Adreno 640圖形處理器。同年年底的驍龍865進一步提升了性能,還升級了圖形處理器至Adreno 650。次年7月865 Plus問世,將主頻時鐘頻率提升到3.1Ghz。
2020年驍龍888最大的升級則是集成了5G調制解調器,另外Adreno 660相較于上一代有35%的性能提升,且在快充和影像方面均有穩健的提升。
結語:時至今日,高通仍穩坐全球手機移動處理器的龍頭位置,剛剛發布的驍龍8 Gen1集合了CPU性能提升20%,能耗減少30%,GPU性能提升30%,能耗減少25%,AI性能是此前的4倍,集成X65基帶等優勢,市場反饋究竟如何還有待時間的驗證。不過從高通驍龍處理器的發展史中卻可以借鑒一二,潛心研發+洞察市場方向或是可以學習的地方。
(木棉)
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- 編輯:馬可
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