高通骁龙移动平台成为厂商首选 离不开这些领先特质

今年8月，高通宣布下一代移动平台将采用7nm工艺制造，并且这款处理器可以和支持5G的骁龙X50调制解调器搭配，成为首款支持5G功能的移动平台。具备这些特性已足够诱人，毫无疑问，高通的下一代移动平台将成为明年各大旗舰智能手机的标配。事实上，在往年高通的骁龙旗舰移动处理平台也是手机厂商们旗舰产品的首选平台，这背后，离不开骁龙在各方面的领先性。

从10nm到7nm，这一步跨越很重要

早在8月，高通就宣布他们的7nm SoC芯片开始出样给客户，虽然具体各方面的升级要等到今年第四季度才能公布。但制程工艺的提升往往意味着各方面的大迈进，不可忽视。在上一个工艺节点10nm上，高通骁龙835就是首款商用10纳米FinFET工艺的移动平台，事实上，骁龙835相较于骁龙821带来的性能提升和功耗改善有目共睹。

为什么制程工艺的提升能够带来大跃进？IT之家小编这里不妨做一下简单的科普。首先我们知道，一款CPU中包含上亿个晶体管，而一个单独的晶体管大致结构是这样的：

▲图片中给了两个晶体管，但代表的是两种工艺左侧为Planar FET,右侧为当前主流的FinFET工艺，都可以作为参考

图中的晶体管结构中，“Gate（栅极）”可以看做是“闸”，主要负责控制两端Source（源极）和Drain（漏级）的通断，电流从源极流入漏极，而这时的栅极的宽度决定了电流通过时的损耗，表现出来就是发热和功耗，宽度越窄，功耗越低。而栅极的宽度（栅长），就是XX nm制程中的数值。对于芯片制造商而言，自然是力求栅极宽度越窄越好，也就是制程越小越好，这样就会减小功耗。同时，制程越小，芯片组件之间的间距就越小，可以排布在芯片上的元器件就可以更多，单位芯片面积上的晶体管越多，性能就越高，且这时候晶体管之间的电容也会更低，从而能够提升它们的开关频率。晶体管在切换电子信号时的动态功率消耗与电容成正比，因此，它们才可以在速度更快的同时，做到更加省电。这就是为什么当制程工艺提升后，芯片的性能和能效都能实现跨越。

不过，当栅极宽度逼近20nm时，栅极对电流控制能力急剧下降，漏电率相应提高，对生产工艺的难度要求也上了一个台阶，而工艺继续微缩，硅晶体管的尺寸缩小到一定程度（业内认为小于10nm）时会产生量子效应，导致晶体管的特性将更加难以控制，这时候对于芯片的制造生产难度显然成倍增长。2017年1月高通推出骁龙835，作为首款采用10nm FinFET工艺节点的移动平台，为用户打造了突破性的性能和出色的能效表现。并在2018年的旗舰产品骁龙845移动平台上延续了领先的性能体验。

从上面的介绍可以看到，从10nm向7nm工艺跃进对于芯片厂商的技术积淀是一个巨大的考验。同时，随着芯片制程来到7nm，设计制造成本的翻涨也令人咋舌，据分析，10nm芯片的开发成本已经超过了1.7亿美元，而7nm芯片的研发成本已经直逼3亿美元，完成量产不仅需要深厚的技术功底更需要雄厚的资金支持，所以业界普遍认为芯片行业可能在7nm找到一个平衡点，或者说分水岭。对于高通骁龙而言，能够在7nm制程工艺上做到领先确属不易，在移动芯片市场上，骁龙系列将保持一直以来的领先性。

连接能力出色，5G领航

消息显示，高通下一代移动平台将能和5G调制解调器骁龙X50搭配，成为全球首款支持5G功能的移动平台。而骁龙X50调制解调器也是全球首款发布的商用5G调制解调器，也体现了高通骁龙系列移动平台在通信连接方面的强势领先。8月，OPPO完成了基于骁龙X50调制解调器的可商用手机完成了5G信令和数据链路的连接，vivo初步完成面向商用的5G智能手机软硬件开发，而小米手机成功打通5G信令和数据链路连接，这三大关于5G手机的捷报背后，都有骁龙X50 5G调制解调器的支持。

骁龙X50是全球首款5G商用芯片组，支持6GHz以下及毫米波频段，支持NSA（非独立）及SA（独立）组网。特别是对28GHz毫米波频段的支持，结合先进信号处理技术，能够实现每秒5千兆比特的下载速度。目前，骁龙X50已被全球20家终端厂商及移动数据产品制造商选定，支持他们打造的最早一批5G产品。

除了在产品方面，高通还积极联合OEM厂商们推动骁龙5G设备终端的商用落地，例如今年1月25日，高通就联合联想、OPPO、vivo、小米、中兴、以及闻泰等公司宣布了5G领航计划，结合各自的领先优势探索5G带来的全新移动应用和体验，同时也将专注于其他变革性技术，例如人工智能（AI）和物联网（IoT），从而继续驱动全球技术演进和行业变革。

而在今年7月，高通更是宣布推出全球首款面向智能手机和其他移动终端的全集成5G新空口（5G NR）QTM052毫米波天线模组及QPM 56xx 6GHz以下射频模组。这两款射频模组的推出有着重要意义，它们配合骁龙X50 5G调制解调器的解决方案，意味着移动5G网络和终端，尤其是智能手机准备就绪，为实现大规模商用提供支持。特别值得一提的是，在QTM052毫米波天线模组中，高通克服了毫米波在实际运用方面的很多天生缺陷，成功将其应用在可大规模商用的小面积天线模组中，在此之前这是行业的难点，而高通通过自身的创新和努力证明了正5G连接技术方面的领先实力。

当然，这是还未到来的5G。在5G之前，高通还通过千兆级LTE确保骁龙移动平台在连接方面的领先优势。千兆级LTE简单说就是传输速率超过千兆级别的无线通信技术，其理论速度可以达到光纤级别，是第一代4G LTE设备的十倍，下载时长32分钟的影片只需15秒，另外150MBps的上传速度可以达到传统LTE设备的3倍。千兆级LTE基于传统LTE在很多技术细节上实现了升级，例如载波聚合、4x4 MIMO、256-QAM、免许可频谱LTE等。

在产品上，早在2016年2月，高通就发布了移动行业首款千兆级LTE调制解调器骁龙X16 LTE调制解调器；而在2017年2月21日，高通推出了第二代千兆级LTE解决方案——基于10纳米FinFET制程工艺打造的骁龙X20 LTE芯片组，这是首款商用发布的、能实现最高达1.2 Gbps的LTE Category 18下载速度的千兆级LTE芯片组，在多个方面实现了业内首创。通过载波聚合和4x4 MIMO，骁龙X20 LTE调制解调器峰值速率可超过千兆级LTE，这款调制解调器继续扩大了高通在千兆级连接技术方面的领先地位。

今年2月，高通还宣布已经开始出样骁龙X24 LTE调制解调器。它是全球首款发布的Category 20 LTE调制解调器，支持最高达2 Gbps的下载速度，也是首款发布的、基于7纳米FinFET制程工艺打造的芯片。

Adreno GPU，独孤求败

除了制程工艺和5G连接技术方面的领先优势，在另一个高频使用场景——玩游戏时，高通也凭借Adreno系列GPU逐步确立自己在移动图形处理方面的领先地位。例如大家感知比较深刻的，在今年的骁龙845移动平台中，高通就采用了新一代Adreno 630 GPU，Adreno 630相比上代Adreno 540来说性能提升了30%，能耗比提升30%，视频处理效率提升了2.5倍。我们不妨就以Adreno 630为例，从Linley Group测试的数据来看，在GFXBench Manhattan 3.1测试中，Adreno 630 GPU每平方毫米单位面积性能明显超过竞品，至于这里的竞品，主要是Mali-G72和PowerVR，还有英特尔的Gen9.5 HD615。而在GFXBench的帧率测试中，Adreno 630的测试成绩也明显优于市面上同类竞品。

事实上，在最近两年的骁龙旗舰移动平台上，Adreno GPU已经在手机端已经基本上难觅对手，今年推出的诸多游戏手机，也均直接采用骁龙845移动平台，抛开游戏手机在外观以及定制的周边配置来说，很多采用满血骁龙845移动平台的手机其实某种程度上拥有和“游戏手机”媲美的“快、顺、久、酷、智”的游戏体验，这其实也是对骁龙845 Adreno GPU的肯定。

当然，若深究骁龙Adreno GPU的性能和能效表现为何能够一骑绝尘，具体还有很多领先的技术特性，例如Adreno GPU都支持统一渲染模型，计算单元同时支持定点着色器和片段着色器，从而充分利用系统资源，灵活分配，此外还有更早进行深度测试机制，提前剔除无需着色的像素，提高效率等等。以最新的Adreno 630为例，它配置了4个着色器核心（shader cores），通过硬连线加速逻辑来提升其性能，这种逻辑比可编程内核更为紧凑，因此可以在更小的面积上实现更高的性能。我们前面说到，面积更小，能效比更好，根据国外著名芯片级拆解机构TechInsightsAdreno的研究，Adreno? 630的芯片面积只有10.11平方毫米，优于市场上其他产品。

总结

随着移动终端芯片制程工艺的进化、提高，对移动处理平台的玩家们在技术功底和资金投入方面的考验也越来越大，而高通凭借其在制程工艺、连接、GPU等方面的领先，无疑令其在后续的竞争中占据更多优势，也让人期待他们在下一代移动平台上面的表现。其实智能手机，或者说其他移动终端，性能过剩都是伪命题，硬件上不断突破，软件生态才能逐渐形成，两者互相促进的能量才能最大化释放。未来是万物互连，万物智能的时代，而高通提供的这系基础技术和产品，将成为这个时代不可或缺的“水电煤”。