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。
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,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)絡覆蓋率方面,韓國和日本遙遙領先,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。
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)高關注度、Mate 9的上市。估計高通、麒麟的市場份額還會有所提升。
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使用,而三星Exynos也僅授權給魅族(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,多核心成主流設計
如果說前幾年的雙核心、四核心設計是為了提升處理器的峰值性能,那么近一到兩年的8核心設計則更多是為了在性能以及功耗上取得平衡。
就拿ARM的big.LITTLE架構來說,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,核心架構均為Kryo 280。而iPhone方面更是首次采用了4核心設計的蘋果A10,只是它的兩叢核心相互獨立,根據(jù)任務負載獨立運行,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)格的超多核心設計我們只能在服務器領域看到了。
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計。而配置上的豐富離不開處理器對這些技術的支持。
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/電子防抖、夜間控噪等多個方面提升了手機的拍攝性能。
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就是滿足用戶對手機音頻體驗需求的最佳解決方案。
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、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、半導體行業(yè)又何嘗不是這樣呢?
當年驍龍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。
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)熱上相當出色。
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。
隨著LTE網(wǎng)絡的大范圍覆蓋、網(wǎng)絡直播、云服務的爆發(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。這當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,手機應用對網(wǎng)絡上傳需求將會更高,上行載波聚合也會因此得到全面普及。當然,除了基帶支持之外,RF、PA、機身天線的設計/選用也會影響到最終的網(wǎng)絡性能。
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,很多關鍵技術的選型、參數(shù)配置和具體設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,這些技術方案就可以交給一些廠商進行生產(chǎn)和設計自己使用的系統(tǒng),而基于3GPP 5G NR R15的商用部署大概在2019年下半年。
2017年,手機處理器領域的幾個關鍵詞
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年理應有更多硬件/軟件應用到AR技術。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自身技術的發(fā)展,第三方軟件服務的增多,支持AR的手機將會越來越“吃香”。
AR在手機上的應用,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/陀螺儀等傳感器則要調(diào)用到處理器當中的DSP模塊、GPU核心等等。在2017年,相信處理器廠商都會對AR技術有相對應的優(yōu)化。
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,通過學習用戶的使用習慣,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,用于學習用戶的使用習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)范為基礎顯得相當重要?椿2016年,手機領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,最好的解決方案當然是把安全芯片內(nèi)置在處理器當中,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)給予相應的安全規(guī)范讓這些模塊獲得認證,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。