據(jù)IDC的一份報告顯示,在2016年,全球智能手機總出貨量約為14.5億部,年增長率僅為0.6%,而預(yù)計2017年全球智能手機出貨量依然維持較低的增長,出貨量預(yù)計在15~16億部。年增長率的放緩,則意味著不少手機市場(像歐美、大陸)已經(jīng)較為飽和,智能手機在這些地區(qū)已經(jīng)得到了普及。
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智能手機在近幾年的迅速普及,離不開它自身功能上的豐富,而硬件配置作為功能得以實現(xiàn)的基礎(chǔ),其性能的好壞直接影響到了用戶的體驗。因此,從表面上看來,16年手機廠商的產(chǎn)品之爭,歸根到底還是內(nèi)里硬件配置之爭。
OpenSignal調(diào)查數(shù)據(jù):2016年LTE網(wǎng)絡(luò)覆蓋率方面,韓國和日本遙遙領(lǐng)先,分別達95.7%和92%。美國排名第十,覆蓋率為81.3%。中國以73.8%排名第19位。
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處理器作為智能手機的“大腦”,它的性能直接影響到整機的表現(xiàn),從16年第三季度的調(diào)查數(shù)據(jù)看來,安卓機型當(dāng)中高通、聯(lián)發(fā)科、三星、麒麟四大品牌依然是手機處理器的“四巨頭”,分別占據(jù)了39.87%、30.42%、20.53%以及8.94%的市場份額,而考慮到國內(nèi)市場下半年有不少機型都賣得特別火(像R9s、X9系列),加上驍龍821/820的持續(xù)高關(guān)注度、Mate 9的上市。估計高通、麒麟的市場份額還會有所提升。
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具體到市場定位方面,高通的驍龍821、驍龍820一直都受到旗艦手機/高性價比手機的歡迎,加上麒麟處理器不會向華為以外的其他手機廠商授權(quán)使用,而三星Exynos也僅授權(quán)給魅族(還是后來的事)因此驍龍821/820在旗艦市場有著絕對高的市場份額。而聯(lián)發(fā)科方面,Helio X25/X20雖然擁有十核心的設(shè)計,但因為GPU/綜合效能方面稍微欠缺,在旗艦手機市場只有魅族PRO系列在使用。
到了中端市場,驍龍653、652、650則是高通的主推產(chǎn)品,得益于新架構(gòu)的使用,在性能上能夠滿足大部分使用場景。千元機方面,常見的處理器有驍龍625、Helio P10,還有少部分的驍龍430、Exynos 7870,麒麟650等等。
為了兼顧功耗,多核心成主流設(shè)計
如果說前幾年的雙核心、四核心設(shè)計是為了提升處理器的峰值性能,那么近一到兩年的8核心設(shè)計則更多是為了在性能以及功耗上取得平衡。
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就拿ARM的big.LITTLE架構(gòu)來說,現(xiàn)在不少處理器都采用了大核+小核這種常見的雙叢集核心設(shè)計,像麒麟960的A73+A53、驍龍653的A72+A53、Exynos 8890的M1+A53,而即將搭載在手機上市開售的驍龍835也同樣采用了雙叢集核心思想,只是它們主要從頻率上去區(qū)分,核心架構(gòu)均為Kryo 280。而iPhone方面更是首次采用了4核心設(shè)計的蘋果A10,只是它的兩叢核心相互獨立,根據(jù)任務(wù)負(fù)載獨立運行,有點像前些年的Exynos 5410。
把多核心玩到極致的肯定少不了聯(lián)發(fā)科,Helio X25/X20均采用了三叢集共10核心設(shè)計,通過MCSI互聯(lián)總線進行連接,CorePilot 3.0算法進行核心的調(diào)度。對于動則10核心(甚至更多)的設(shè)計,其實ARM一直在背后默默地推動,就像先前的CCI-500、CCI-550的發(fā)布,都讓SoC里面最多支持到四叢集16核心;六叢集24核心。當(dāng)然受限于手機SoC面積、功耗發(fā)熱等因素,這樣高規(guī)格的超多核心設(shè)計我們只能在服務(wù)器領(lǐng)域看到了。
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另外,隨著定位極致效能,面積更小的Cortex-A35發(fā)布, 2017年我們有望看到A73+A35甚至A73+A53+A35這樣架構(gòu)的多核心手機處理器。
ARM官方:Cortex-A35核心可以做到A53 80%~100%的性能,另外在相同制程工藝下A35的的芯片面積只有A53的75%,而功耗則只有A53的68%。
體驗為王,處理器更著重多媒體性能
隨著消費者對智能手機的功能提出了更多需求,手機廠商針對不同市場推出了更多差異化的機型,例如主打拍照的配備了更強的傳感器/鏡組,甚至采用雙攝像頭設(shè)計。而配置上的豐富離不開處理器對這些技術(shù)的支持。
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2016年,包括高通、聯(lián)發(fā)科、麒麟在內(nèi)的處理器廠商都更著重產(chǎn)品的多媒體性能,像驍龍?zhí)幚砥鲀?nèi)置了Spectra雙核ISP,聯(lián)發(fā)科Helio內(nèi)置了Imagiq,都為雙攝像頭提供了良好的支持,而最新麒麟960的ISP也著重優(yōu)化了雙攝景深信息的處理。如今,手機拍攝性能的提升不再只依靠傳感器、鏡片組等零部件,處理器廠商通過對ISP的優(yōu)化,從鏡頭數(shù)量/型號的支持、對焦方式的支持再到光學(xué)/電子防抖、夜間控噪等多個方面提升了手機的拍攝性能。
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值得一提的是,高通驍龍821、麒麟960都著重提升了處理器的音頻編解碼性能(相信這些技術(shù)會逐漸下放到中端甚至入門級別的處理器),像驍龍821的Aqstic、麒麟960的Hi6403,這些內(nèi)置音頻模塊的輸出參數(shù)(底噪水平、TND等等)都有著相當(dāng)不錯的表現(xiàn),雖然與獨立DAC+AMP/Codec芯片之間還有不少距離,但它們的出現(xiàn)免去了手機廠商匹配不同音頻芯片之間所造成的成本。在不追求極致音頻性能的前提下,這種與處理器配套使用了音頻技術(shù)就是滿足用戶對手機音頻體驗需求的最佳解決方案。
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另外,處理器對手機的顯示性能也有了優(yōu)化,例如支持2K甚至4K分辨率的屏幕、色溫/亮度隨著環(huán)境自動調(diào)節(jié)、濾藍光技術(shù)、4K視頻回放、幀數(shù)補償減少畫面拖動(提高視頻體驗、適配VR)等等。處理器正在全方位地優(yōu)化智能手機的多媒體性能。
先進制程(14/16nm)下放主流平臺
近年來各行各業(yè)都提倡節(jié)能減排,估計這是明白了環(huán)境污染、資源短缺會促使我們更快呵呵噠。而處理器、半導(dǎo)體行業(yè)又何嘗不是這樣呢?
當(dāng)年驍龍810因為20nm的制程吃了不少苦,而Exynos 7420則憑借著14nm制程(還是最早的LPE版本)成功地在智能手機市場大放異彩。消費者、手機廠商、處理器廠商都明白到了先進制程的重要性。
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在2016年,定位旗艦的處理器除了Helio X25/X20之外,均使用了14/16nm制程。像14nm的驍龍821/820、Exynos 8890、16nm的麒麟955/950。讓人驚喜的是14/16nm在今年下放到了中端處理器,像14nm的驍龍625/Exynos 7870、16nm的Helio P20/麒麟655/650,它們憑借新制程工藝加上本來就不熱的A53核心,在功耗/發(fā)熱上相當(dāng)出色。
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到了2017年,將有大部分的中端處理器會用上14/16nm制程,而像蘋果A11、驍龍835、Helio X30這樣的旗艦處理器則會用10nm,入門/老中端處理器像驍龍400系列、聯(lián)發(fā)科MT6753/6752則依然會使用成本較低產(chǎn)能充足的28nm制程(含HKMG/ Poly/SION工藝)。然而最近有消息顯示,無論是臺積電還是三星的10nm制程良品率都偏低,可能會影響對應(yīng)處理器的量產(chǎn)出貨,加上臺積電的10nm產(chǎn)能還要滿足蘋果A11,因此Helio X30估計會面臨較大的挑戰(zhàn)。
主流基帶支持全網(wǎng)通,載波聚合必不可少
2016年,基本從入門到旗艦的所有手機都支持了全網(wǎng)通功能(除了魅族的PRO 6 Plus),這是因為包括高通、聯(lián)發(fā)科、麒麟處理器集成在內(nèi)的基帶都支持了全網(wǎng)通,而三星Exynos系列依然要外掛高通基帶才能實現(xiàn)全網(wǎng)通功能,否則只能移動/聯(lián)通雙4G。
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隨著LTE網(wǎng)絡(luò)的大范圍覆蓋、網(wǎng)絡(luò)直播、云服務(wù)的爆發(fā)式增長,上行/下行載波聚合成了手機基帶不可缺少的技術(shù)。這當(dāng)中下行載波聚合已經(jīng)全面普及,即使是入門級的處理器也支持雙載波聚合,在旗艦處理器當(dāng)中甚至出現(xiàn)支持3載波聚合,達到Cat.12級別的。
然而上行載波聚合還沒有全面普及,相信踏進2017年,手機應(yīng)用對網(wǎng)絡(luò)上傳需求將會更高,上行載波聚合也會因此得到全面普及。當(dāng)然,除了基帶支持之外,RF、PA、機身天線的設(shè)計/選用也會影響到最終的網(wǎng)絡(luò)性能。
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另外,在2016年我們聽到不少上游芯片廠商都提及了5G網(wǎng)絡(luò)這個概念。據(jù)了解,5G NR現(xiàn)在處于R14研究項目階段,到了2017年3月份則會進入工作項目階段,很多關(guān)鍵技術(shù)的選型、參數(shù)配置和具體設(shè)計方案的定型都會在這個時刻進行敲定。大概是2018年9月份左右,這些技術(shù)方案就可以交給一些廠商進行生產(chǎn)和設(shè)計自己使用的系統(tǒng),而基于3GPP 5G NR R15的商用部署大概在2019年下半年。
2017年,手機處理器領(lǐng)域的幾個關(guān)鍵詞
1.AR、2。人工智能、3。安全防護
有數(shù)據(jù)顯示,2020年AR市場收入規(guī)模有望達到1500億美元。如果說2016年AR產(chǎn)業(yè)迎來了突破性的拐點,那么2017年理應(yīng)有更多硬件/軟件應(yīng)用到AR技術(shù)。就智能手機而言,現(xiàn)在支持AR的機型并不多(印象中只有聯(lián)想PHAB2 Pro以及即將發(fā)布的ZenFone AR),而且在功能上也略顯雞肋,但隨著AR自身技術(shù)的發(fā)展,第三方軟件服務(wù)的增多,支持AR的手機將會越來越“吃香”。
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AR在手機上的應(yīng)用,需要依賴到處理器中較強的CPU、GPU性能,而手機上的“第三只眼”(AR攝像頭)、重力感應(yīng)/陀螺儀等傳感器則要調(diào)用到處理器當(dāng)中的DSP模塊、GPU核心等等。在2017年,相信處理器廠商都會對AR技術(shù)有相對應(yīng)的優(yōu)化。
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而隨著Android 7.0的普及,“人工智能”、“機器算法”成為了IT界的熱詞,通過學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣,或者感知用戶所處的時間、環(huán)境,去提前調(diào)用硬件/軟件資源。讓手機處于常感知狀態(tài)就需要一個功能更強的低功耗協(xié)處理器,用于學(xué)習(xí)用戶的使用習(xí)慣以及處理各種傳感器的數(shù)據(jù),減輕CPU的工作量,做到常運行+極低功耗。
另外,手機處理器的安全防護功能在2017年,乃至未來都是發(fā)展的重點,智能手機作為移動金融的一個快捷通道,有一套安全規(guī)范為基礎(chǔ)顯得相當(dāng)重要?椿2016年,手機領(lǐng)域較好的安全防護解決方案依然是內(nèi)置了獨立的第三方安全芯片,雖然在安全性上面得到了保障,但外掛芯片的方式增大了手機廠商在硬件、軟件上的適配難度,難以大范圍推廣。
DCCI數(shù)據(jù):到2017年,中國移動支付用戶規(guī)模預(yù)計將會接近4億,較2016年增長80%左右,手機支付安全成為了不得不面對的問題。
在未來,最好的解決方案當(dāng)然是把安全芯片內(nèi)置在處理器當(dāng)中,讓移植/破譯的難度更大,廠商適配的成本更低,暫時來說麒麟960內(nèi)置的inSE安全模塊起了個好頭。處理器有了內(nèi)置的安全模塊,銀行等金融企業(yè)給予相應(yīng)的安全規(guī)范讓這些模塊獲得認(rèn)證,才能更大范圍地保障到智能手機用戶的財產(chǎn)安全。
文章的最后,當(dāng)然還是希望像麒麟、展訊、瑞芯微這樣的國內(nèi)芯片廠商能崛起,讓我們用上更多屬于自己的東西。