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海思麒麟到底有多伟大|关于手机处理器你不知道的三件事

流氓锈才 2017-8-8 22:03

一、CPU很重要,但不是一切,ARM更不是现在的手机CPU绝大多数是基于ARM的指令集设计,而且很多直接采用了公版内核,例如A73、A53等等。于是就有一部分人认为只有ARM才掌握了芯片核心技术,其他厂商只需要买ARM的公版 ...

一、CPU很重要,但不是一切,ARM更不是

现在的手机CPU绝大多数是基于ARM的指令集设计,而且很多直接采用了公版内核,例如A73、A53等等。于是就有一部分人认为只有ARM才掌握了芯片核心技术,其他厂商只需要买ARM的公版内核组装一下就行了,反正有台积电这样的代工厂制造。所谓的8核处理器,就是8个ARM内核搭在一起而已。

这个观点是错误的,最基本的逻辑是,如果有这么容易,那世界上为什么会只有为数不多的几个玩家,其他厂商都傻吗?

实际上,ARM只是给下游厂商开放了CPU核心构架的Verilog代码、标准指令集而已,跟工艺并不相关。

海思麒麟到底有多伟大|关于手机处理器你不知道的三件事

ARM A73构架

ARM是一家伟大的公司,可并不是一切。

如果要把ARM提供的东西做成一个SoC芯片,需要厂商根据自己工艺的不同定制标准单元库(触发器、与非门)和Memory,自己做后端的Floorplan。

简而言之,ARM提供的CPU仅仅是一个计算核心,并非手机芯片的全部,其他外围设计都需要自己解决。也就是说除了CPU以外,还需要自行设计包括GPU、总线、显示加速器、ISP、视频编解码器、音频处理器、Memory控制器、传感器处理单元,以及DDR、Flash、显示接口、Camera接口、射频RF、USB等对外接口。

二、SoC的诞生有多难?

要在一部只有手掌大小的智能手机上实现满足人类信息化生活的大部分功能,系统级芯片(SoC)设计变得极其复杂。

首先,一款手机SoC,集成上百种IP,要在短时间内按时完成设计,构架设计上既需要避免各个模块互相耦合以降低设计复杂度,同时还需要保证各个模块配合工作时可以发挥出最佳性能,对工程师、设计师是很大的挑战。

其次,性能并不是Soc的全部。君不见骁龙810徒有性能,功耗、散热都不尽如人意。控制手机的功耗,提升手机续航能力,实现手机的最佳能效比。要做到这三点,除了要准确掌握ARM等厂商的产品开发进度外,还需要自研很多核心器件,同时软硬件协同能力也需要足够强劲。例如全链路QoS技术,保证优化CPU&GPU对Memory访问性能的同时,不出现显示花屏、拍照花屏等情况。

海思麒麟到底有多伟大|关于手机处理器你不知道的三件事

海思麒麟960

再次,封装能力,麒麟高端SoC(比如麒麟960)均采用业内主流的POP(Package On Package)封装技术,,实现DRAM和SoC的3D堆叠,既可提高集成度,确保产品的轻薄短小,又可保证高性能的高速存储,是一项非常复杂的封装技术。最后,还不能忽略先进的制造工艺,需要芯片厂商从技术和应用角度跟进。

最后,再次强调,CPU只是SoC的一个重要模块。如果将手机芯片比作一幅画,那么ARM提供的只是一种创作思路,而不是一副已经完成的画作。一部完整的作品,有了创作思路,还要采购画笔、画纸,选景,颜料,然后还得拥有相匹配的画工才能完成一幅画。这过程中任何一个环节的纰漏,都无法完成一部伟大的画作。

三、为什么海思麒麟采用ARM内核?

首先纠正一个错误观点:有些人看到高通骁龙和三星猎户座采用自研的CPU内核就觉得他们厉害,而荣耀9、荣耀V9等手机使用的麒麟960采用ARM公版就显得没水平,这种观点其实是错误的。

试问大家,智能手机的核心需求是什么?其实归纳起来就两个词:好用和耐用。换句话说,也就是性能和功耗要达到平衡。采用自研内核还是公版,还是要根据手机本身对能效比的需要制定的,这才是从用户体验角度出发的设计。

同电脑处理器一样,对于普通用户来说,手机处理器的性能已经过剩了。我们日常的使用,包括王者荣耀等游戏,用不到这么高的性能,那么功耗控制就成了重中之重。所以手机跑分能够反映出一部手机的极限性能,这是有参考意义的,但远远不是决定一部手机好坏的标准。

海思麒麟到底有多伟大|关于手机处理器你不知道的三件事

荣耀9

荣耀9、荣耀V9等手机使用的麒麟960采用了4个A73和4个A53,可以说是从性能和功耗平衡的角度来综合考虑的结果(骁龙及三星均有功耗太大或发热等问题)。A53功耗较低,而A73相比前代产品也有着不小的性能提升,在同样的工作负载下,功耗更低,大小核搭配可使性能提升,并且能够兼顾性能和功耗。

纵观全文,我们可以知道。ARM只是掌握了CPU的核心技术,整个SoC还包括芯片的软硬件开发、系统设计、研发全流程掌控以及芯片制造等。再举个例子:五线谱大家都是知道的,但是要谱出好的乐曲,不是只有五线谱就能完成的了。芯片厂商就像一个作曲家,在ARM提供的五线谱上谱写出一篇篇乐章。

作曲本来就有门槛,曲子好不好听更是天差地别,这就是绝大多数厂商无法自研手机芯片的关键原因。

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