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深度|什么是SoC?一文解析智能手机处理器,芯片才是手机的大脑

作者: 王芳  来源: 兖州市第二十中学    日期:2019-12-18 12:26

上文我们简要地了解了什么是SoC,下面,简单聊聊 SoC 的具体厂家以及产品类别。在智能手机领域,高通,三星半导体,华为的海思和联发科是该行业的四大品牌。您的智能手机可能装有其中一家公司的芯片。

高通公司是最大的智能手机SoC供应商,每只耳朵都为大多数旗舰,中端甚至低端智能手机发布芯片。高通公司的SoC属于Snapdragon品牌。拥有公司最佳技术的高级芯片属于Snapdragon 800系列的标志,例如最新的Snapdragon 865。中端和超级中端产品分别以Snapdragon 600和700系列名称为品牌商标。例如具有5G连接功能的Snapdragon 765。入门级产品以400系列命名。

三星的Exynos SoC在类似的高级,中级和入门级规模上运行。这些产品以前被列为Exynos 9900、9800和9600系列,其中Exynos 7000系列产品支撑了该产品组合的预算。但是,三星最新的高端芯片是Exynos 990,而Exynos 980是5G中层芯片组。

三星的Exynos命名方案现在与华为非常相似。在麒麟990是华为公司最新的旗舰芯片,自带4G中和5G变种。麒麟600系列与Snapdragon 600系列非常相似,为更实惠的智能手机提供中等规格。最后,联发科技的Helio系列涵盖了价格实惠的P系列产品,直至以游戏为重点的G系列,以及联发科最新的5G旗舰芯片Dimensity(天矶)1000。

深度|什么是SoC?一文解析智能手机处理器,芯片才是手机的大脑

这一切都始于CPU

您可能对术语“处理器”很熟悉,因为在媒体报道中,多次提到它,通常与CPU互换提及,并且称其为性能核心。CPU是最常用的处理器类型。它的设计具有很高的灵活性,适用于各种任务。因此,山东财经大学官网,哈佛大学,CPU运行Android操作系统和您的应用程序。它还部分负责SoC内部其他处理器之间的数据同步。

快速概览,CPU使用预测单元,武汉大学人民医院,寄存器和执行单元进行操作。这就是所谓的CPU体系结构。寄存器通常以64位数据格式保存数据位或指向内存的指针。执行单元使用一个或多个寄存器执行某项操作,例如读取和写入内存或执行数学运算。CPU可以一次使用多个执行单元,每个执行单元需要一个或两个时钟周期来完成其功能。

CPU具有足够的灵活性以适合各种任务。可以通过更改时钟速度(以GHz为单位),内核数或更改基础架构以在每个时钟周期执行更多操作来提高和降低性能。后一点通常被称为构建“更宽”或“更大”的CPU,这就是Apple手机芯片如此强大的方式。但是,这些更广泛的设计也需要在功率和效率之间进行权衡。

智能手机SoC中的CPU有多种风格,所有这些都基于Arm CPU架构。Arm的最新CPU内核是大型Cortex-A77和小型Cortex-A55。智能手机CPU通常以八核配置出现,具有功能强大的大型内核以应对更苛刻的应用程序,而具有较小功率的内核则可确保较长的电池寿命。

集成显卡

除了CPU之外,图形处理单元(GPU)是包装在电话SoC中的另一种传统的数字处理硬件。GPU的通用性远不及CPU,因此其设计也大不相同。它们被构建为可重复循环并行执行数学函数,它们的执行速度比普通CPU快得多。请记住,在1080p显示屏上有数百万个像素可以填充,在运行应用程序或喜爱的游戏时必须计算每个像素。

反复重复大多数图形操作以填充屏幕上的所有像素。因此,GPU被设计为可以对大量数据一次全部运行大量数学运算。

与每个周期执行一两个操作的CPU不同,GPU每个周期执行数十,数百甚至数千个并行操作。这取决于GPU设计的大小和性能。

移动SoC领域中的两个主要GPU是Arm的Mali,和高通的Adreno。两者都提供更大或更小的GPU技术版本,旗舰芯片封装在它们最强大的3D游戏硬件中。

好的相机需要好的处理器

人们越来越多地评价智能手机的照相功能。虽然高端传感器和镜头硬件是必不可少的,但强大的图像处理功能同样是故事的重要组成部分。只需看看Google Pixel 4的简单相机硬件设置即可获得令人印象深刻的结果。

尽管通常在CPU和GPU上进行图像编辑和调整,但是在将图像保存到手机之前,会对相机传感器数据进行大量处理。ISP是专门的DSP,可处理常见的成像任务,如长焦,去马赛克,锐化和降噪。换句话说,它将来自摄像机传感器的数字信息转换为漂亮的图片。

后两者在智能手机中尤其重要,在智能手机中,较便宜的手机往往会变得过于锐利并产生糊状的细节。同时,中国医科大学附属第一医院,在高端,华为麒麟990是首款具有DSLR级块匹配和3D过滤(BM3D)降噪功能的SoC。这在Huawei Mate 30 Pro中产生了很好的效果。

最重要的是,漂亮的图片需要功能强大的图像处理器。

下一代AI处理器