又見「芯」進展！2017年下半年移動SoC發展解析

2017年的移動SoC戰場依舊是這麼精彩—高通驍龍在高端市場無往不勝，華為接連出招應對競爭，三星、聯發科等廠商則默默積蓄著力量……除了如今熱門的高通驍龍835、華為麒麟960等處理器外，接下來市場上還將有哪些移動SoC上市呢？下面，本文將和你一起梳理2017年下半年可能成為大熱產品之選的一眾移動SoC新品。

2017年至今移動SoC市場幾乎呈現高通一家獨大的局面，從五千元級到百元級手機都有高通的身影。華為近年來雖在移動SoC研發方面突飛猛進，但是露出也僅限自家手機。和華為類似，三星同樣將產品主要放在自家的移動終端中。聯發科的產品在2017年可謂流年不利，多款晶元苦於競爭力不足，對終端廠商的影響力日益下滑。那麼在2017年下半年，這樣的局面是否會有變化呢？從它們已經或即將推出的新款SoC上，我們可以去找找答案。

華為：突破的時代

華為在近幾年的發展有目共睹，從麒麟920等產品還落後於高通、三星，到現在發力狂追，終於在麒麟960、麒麟965等產品上取得突破後，華為沒有遵循老路堆硬體、拼規格，而是轉向了目前最熱門的人工智慧領域，再次有所突破。

麒麟970：深度學習和人工智慧加持

2017年9月2日，華為發布麒麟970處理器。從華為的官方資料來看，麒麟970的硬體規格並不誇張。CPU架構採用的是4個ARM Cortex-A73搭配4個Cortex-A53，大核心頻率最高2.4GHz，小核心頻率最高1.8GHz，GPU方面則採用了Mali-G72MP12，不過頻率未公布。從CPU、GPU的規格來看，麒麟970在性能上相比之前的麒麟960變化應該不大，麒麟960也採用的是4個ARM Cortex-A73搭配4個Cortex-A53的方案，頻率分別為2.4GHz和1.8GHz。不過在GPU上，麒麟970採用了最新的G72架構，12個核心，理論上要比麒麟960強出不少。

麒麟970的CPU和GPU在性能和功耗上都有所優化

但是在晶體管數量這一關鍵性指數上，麒麟970的晶體管數量超過了55億，即使考慮到GPU等部件的升級這樣的數據也不太正常，要知道前代英特爾Xeon處理器的晶體管數量也不過40億左右。那麼，多出來的晶體管到哪裡去了呢？或者說麒麟970最吸引人的是什麼地方呢？

答案終於在發布會上得以揭曉。麒麟970最吸引人眼球的並不是傳統的CPU、GPU、ISP等基本架構，而是全新加入了華為研發的NPU（Neural Processing Unit），即神經網路單元。神經網路單元的加入，使得麒麟970和之前所有的SoC產品都完全不同，擁有了人工智慧和自主判斷、學習的能力。當然，華為本身在深度學習上積累不夠，沒有自己設計相關模塊，因此業內盛傳華為獲得了中科院旗下專精於深度學習和人工智慧的公司寒武紀的相關知識產權授權，從而誕生了麒麟970的NPU模塊並將其成功應用。

華為麒麟970加入了NPU功能

麒麟970的NPU和寒武紀有很深的淵源

寒武紀是國內為數不多擁有自己AI知識產權的企業

從性能來看，華為宣稱麒麟970的NPU模塊FP16的性能高達1.92TFLOPs，僅此一項就達到了麒麟960的三倍。從華為提供的測試數據可知，NPU的性能是普通移動CPU的25倍、GPU的6.25倍，能效比方面則是CPU的50倍、GPU的6.25倍，表現驚人。華為還舉例說，在擁有了NPU後，麒麟970每分鐘可以識別2005張照片，不使用的話智能識別97張，前後差異巨大。

華為在發布會上展示的麒麟970的NPU性能

那麼，NPU會在手機上以何種形態出現呢？考慮到華為從來都是「自產自銷」，NPU應該會首先應用在華為Mate10上。同時，華為應該會提供一些基礎的應用軟體支持，比如拍照優化、視頻優化、語音識別優化等。在更多的應用支持方面，華為推出了開放移動AI平台（Open Mobile AI Platform），用於開放有關華為AI的API等，為App開發者提供相關的支持。

說完了最關鍵的NPU功能後，再回過頭來看一下麒麟970。麒麟970的另一個重要變化是採用了台積電全新的10nm工藝。相比上代16nm工藝，10nm工藝在功耗方面表現更出色，可以降低20%能耗的同時晶體管尺寸縮減40%—當然，由於麒麟970集成了55億晶體管，因此即使採用了新工藝，面積反而比麒麟960略大。但是這並不影響麒麟970在能耗比上的進步，華為表示麒麟970相比麒麟960，在性能提升20%的基礎上能耗比提升了50%。從一般常理推斷，50%的數據有些誇張，要麼是華為在GPU方面以規模換功耗，要麼就是綜合考慮了NPU的加入後帶來的提升，具體信息還有待華為進一步說明。

在通訊模塊方面，麒麟970提供了對LTE Cat.18的支持，最大下載速度可達1200Mbps（4×4 MIMO，3CC CA，256QAM），相比目前最快的驍龍835的LTE Cat.16更勝一籌，堪稱目前網路規範支持最先進的處理器。還有一點值得一提，那就是麒麟970允許同時使用兩張Sim卡時主副卡同時使用4G網路，另外還加入了高鐵模式，針對高速移動下的通信進行了優化。音頻方面，之前麒麟SoC音頻解碼能力較弱，音質表現一般，麒麟970則加入了32bit/384k的解碼能力，並對音質進行了一些優化調整。

總的來看，藉助全球首發的NPU，華為終於將目前最熱門的人工智慧引入了手機這個最重要的移動終端，並希望藉此發力，實現移動應用的智能化。為了達到這一點，華為沒有使用新的CPU架構，也沒有使用ARM全新的DynamiIQ技術，可能一方面是研發難度問題，另一方面則是出於新技術應用的穩妥考慮，畢竟這麼多新東西出現在一個處理器上，稍有不慎就會出現問題，小步快跑一直是國人迭代產品的優勢。目前萬事俱備，我們就一起等待搭載麒麟970的全新產品上市吧！

華為為什麼要加入NPU，投身移動人工智慧？

說起華為NPU的功能，還得先了解一下深度學習技術。所謂深度學習，是一種計算機通過模擬人類神經系統處理器數據的過程實現的一種人工神經網路技術。它的基本原理是利用計算機對數據最低層次的特徵形態的學習，來組成對物體高層形態特徵的認知。舉例來說，人類看到貓的照片，無論是花貓、黑貓、白貓，都可以認出來這是貓。但是計算機沒有這個能力，計算機不能很好地通過特徵辨識照片中的貓。

但是在深度學習技術應用後，計算機通過對照片中元素不斷的拆分、並以更深層次（層次越多深度越深，但一般計算三四層深度足以）的抽象化，使得計算機能夠在一定程度上掌握有關貓的基本的、抽象的、特徵化的數據和信息，然後通過這些最基本數據的再度組合和應用，實現對「貓」這種生物在圖形上的認知。當然，這其中還包含了海量的數據處理和判斷的過程，並非一蹴而就。但簡單地來說，深度學習能夠讓機器擁有一部分人類對日常事物判斷的能力。

華為加入NPU的原因也很簡單，手機應用範圍不斷擴大，不斷深入生活有關領域。舉例來說，很多人喜歡自拍後用軟體美化照片，但效果往往不盡如人意，比如蛇精臉、巨眼和過於光滑、無毛孔的皮膚等。這是由於在手機軟體的處理流程中，照片只是由大量的像素組成，在更高層級來看所有像素的意義和權重都是一樣的，手機不能像人類一樣認出來鼻子眼睛、耳朵嘴巴等並進行分類處理。

但是加入了深度學習專用單元後，無論是使用已經培訓完成的模塊還是進行雲端培訓在本地適配，機器都擁有了能認出照片內哪一部分是人臉以及器官，哪一部分需要加強處理、那一部分需要模糊減弱的新能力，甚至大光圈帶來的景深效果也可以由深度學習技術自動優化，要比目前所有的軟體演算法都更智能並符合實際需要。這樣一來，手機和手機軟體擁有一定的智能判斷的能力後，無論是圖形處理、拍照片還是語音識別、軟體習慣優化等，就完全擁有了不一樣的體驗。

中端新夥伴：麒麟660系列

華為除了高端的麒麟900系列外，還有面向中端市場的麒麟600系列產品。目前市場上可見的麒麟600系列至少有麒麟655、麒麟658和麒麟659三款。從架構來看，麒麟655、麒麟658和麒麟659都採用的是四核Cortex-A53搭配四核Cortex-A51以及自家i5協處理器的CPU架構，GPU方面則是全部都是Mali T830MP2，工藝也都採用的是台積電的16nm。這三款處理器主要差別在於主頻和一些細節支持方面，目前被廣泛使用在華為千元級別的產品上。其主要競爭對手是高通驍龍625、驍龍630以及聯發科的相關產品。

麒麟65x系列主要用在華為自家的千元級產品上

除了比較老的麒麟65x系列產品外，目前業內消息稱華為還在準備全新的麒麟660系列SoC。相比老的麒麟65x系列產品在架構上選擇比較謹慎而言，新的麒麟660據悉會採用雙核心Cortex-A73搭配四核心Cortex-A53的方案，工藝方面同樣採用台積電16nm技術，GPU方面相對上代產品則有一定加強。如果消息屬實的話，那麼麒麟660的對標對象應該是瞄準了目前大紅大紫的高通驍龍660，後者採用了四個Kryo 260高性能核心搭配四個Kryo 260節能核心的設計，整體性能表現非常出色，麒麟660如果以目前業內流傳的規格對拼的話，可能存在一定難度。

另外，華為目前在高端SoC上已經有了長足的進展，目前也應該推出中端和入門級SoC以豐富產品線並滿足用戶需求了。目前華為除了旗艦產品外，中端和入門級產品還在廣泛採用外購SoC，可以預見的是，未來這種情況將慢慢減少，麒麟將成為華為移動設備的真正核心。

三星：8系即將終止，9系何時到來？

作為全球少數幾個為自己產品設計頂級SoC的廠商，三星Exynos系列一直都是玩家關注的重點。三星目前的重點是Exynos 8系列，不過從型號來看基本已經到頭。明年三星將發布Exynos 9系列，進一步提高性能和能耗比，搶佔高端市場。

Exynos 8895：暴力堆料，性能強勁

三星8系列處理器的「最強音」Exynos 8895已經發布了大半年，使用它的產品一開始是自家的Galaxy S8，隨後又加入了新發布的Note 8，算是一家齊全了。下面，我們來看看Exynos 8895的相關信息。

三星Exynos 8895最早發佈於今年的MWC上，其規格出世就震驚全場。Exynos 8895採用了全新的10nm LP工藝，八核心CPU，分別是四個三星自己研發的M2核心搭配4個Cortex-A53小核心，GPU則採用了令人震驚的Mali-G71 MP20—沒錯，就是20個GPU模塊的堆料核心。由於使用了全新的10nm LPE工藝，宣稱性能提升27%或者功耗降低40%，因此三星得以大大增加了晶體管數量同時獲得了不錯的功耗表現。從發布會的情況來看，Exynos 8895將成為2017年最受關注的SoC之一。

Exynos 8895發布時間比較早，但是使用的產品不多

從性能角度來看，Exynos 8895的CPU核心採用了自研架構，之前的Exynos 8890採用的是代號為「貓鼬」的M1，到了Exynos 8895則進化為M2。自從蘋果開了「壞頭」之後，廠商們包括高通、三星等對自研架構都諱莫如深，一概不提，因此Exynos 8895自主核心到底有哪些優勢現在也不得而知。不過從性能測試來看，Exynos 8895的CPU高性能核心和高通驍龍835基本處於一個水平，部分測試略有勝出，很可能也是基於ARM公版Cortex-A72或者Cortex-A73進行了深度半定製化後的產品。

GPU方面，由於Exynos 8895的「暴力堆積」，因此在GPU性能方面略微勝出了驍龍835，不過勝出不多，水平比較接近。在其他的一些功能上，Exynos 8895也非常出色，比如ISP支持最高2800萬像素單攝像頭或者2800萬+1600萬像素的雙攝像頭。也是藉助人工智慧的風潮，三星在視覺引擎中還加入了有關機器學習的內容，可以自動識別移動物體等。通訊方面，Exynos 8895的唯一短板來自於基帶，雖然三星在基帶上一直很努力，奈何CDMA專利一直被高通把持，所以Exynos 8895無法做成全網通產品，需要外掛CDMA基帶，不過對國內大部分用戶來說影響不大。

Exynos 8895的暴力堆料，帶來了強悍的性能。

目前採用Exynos 8895的產品只有三星的S8和Note 8系列，其中前者已經發布上市，後者才發布不久。不過從市場評價來看，Exynos 8895的整體效能還是相當不錯的。三星Exynos 8系列產品到Exynos 8895，已經基本告一段落。正如三星在MWC會議上預告的那樣，未來將是三星Exynos 9的時代了。

三星Galaxy S8是Exynos 8895的首個用戶

Exynos 9：王者再臨？

三星在Exynos 8系列上盤恆頗久，算起來差不多已經有2年時間。不過，三星Exynos 9系列產品應該箭在弦上了，目前爆出的兩款型號分別是Exynos 9610和Exynos 9810。

三星其實已經預告了Exynos 9的相關消息，只是遲遲沒有詳細規格出現。

首先來看工藝。目前的消息稱，三星很可能不會使用10nm工藝製造Exynos 9系列，而將使用更激進的7nm工藝。相比10nm工藝，7nm工藝在功耗和晶體管體積上會有更積極的變化，可以預計的是新的處理器性能功耗比將會進一步提升。同時也有消息稱，Exynos 9810將會使用7nm工藝打造，Exynos 9610則可能繼續使用10nm工藝並考慮外銷。

接下來是性能。目前的消息稱Exynos 9810將繼續使用三星自研架構同時進一步加強性能，其他消息一概欠奉；Exynos 9610則採用四個Cortex-A73大核心搭配四個Cortex-A53小核心，同時搭配Mali-G71的GPU，整體算是相當常見的配置，性能也只能說是中規中矩。

由於三星剛剛發布了Note 8並使用了Exynos 8895，因此短期內三星再推出新的處理器的可能性不大。按照慣例，三星應該在明年的MWC上發布全新Exynos 9系列，同時在上半年的Galaxy S9上使用新的Exynos 9，下半年的Note 9上則可能使用加強版本。縱觀現在的市場，除了華為外，三星是Android產業鏈中少有的堅持自研頂級SoC的企業了，希望全球市場多幾個競爭者，Exynos 9但願可以王者再臨吧！

高通：寂寞的霸主

如果說誰是移動行業的真正霸主，高通肯定不會脫出名單之外。作為全球最大的移動計算方案解決商，高通的一舉一動都影響著市場的發展和走向。在移動SoC的發展上，高通有著自己的方向。

高端：驍龍845直面蘋果A11

驍龍800系列作為Android生態鏈的旗艦和門面，每次發布都會被放在聚光燈下仔細觀察。目前高通的旗艦驍龍835是2016年底開始大面積曝光，2017年1月發布的產品，距離現在已過半年之久。按照慣例，高通很快會在2017年底或者2018年初發布全新的驍龍處理器，這就是傳說中的驍龍845。

驍龍845的所有消息目前都處於不確定狀態，高通很可能繼續使用Cortex-A75進行半定製化處理。

全新的驍龍845目前的消息還不是很多，只知道這款處理器將使用三星的10nm LPE（也有消息說7nm）工藝製造，CPU方面集成四個半定製化的大核心（可能命名為Kryo 380 Performance）和四個半定製化的小核心（可能命名為Kryo 380 Eifficienty）不出意外的話，大核心將源自Cortex-A75，小核心源自新的Cortex-A55，通過半定製化的方式出現，性能和功耗比要比公版有一定提升。

GPU則進化至全新的Adreno 630，規模放大的同時架構進一步加強。通訊模塊方面看齊剛發布的麒麟970，支持LTE Cat.18，下載速度最高可達1.2Gbps。視頻和攝像方面，驍龍845還可能針對目前雙攝流行的趨勢，進一步對ISP進行優化，使其可以更快速的處理人像、景深等效果。在目前最流行的AI和深度學習上，華為、蘋果、三星等都已經做出了一些常識，高通應該也會很快投身其中，要麼加入類似華為「NPU」的深度學習模塊，要麼使用ARM的DynamiIQ並給予加強，要麼乾脆給出自己的解決方案。

之前盛傳高通會在下半年推出加強版的驍龍836來接替驍龍835，新的驍龍836主要是在頻率和功耗上做出優化。不過，這個消息目前被確定已經不屬實，驍龍836並不存在。但是根據之前高通研發的習慣來看，即使是驍龍835，也可能存在多個版本，畢竟長達一年時間，高通也在不斷的重新調整處理器產品以獲得更好的性能功耗比。當然，從使用者角度來看，基本上不會察覺出來就是了。

目前蘋果已經發布了全新的A11處理器，用戶們自然會拿高通做一番對比。從目前的情況來看，蘋果A11的性能可以用「喪心病狂」四個字來形容，驍龍845在多核心性能上應該可以一戰，但單核心性能趕上A11估計比較困難，這也是iOS和蘋果一貫的優勢之處。對安卓用戶來說，目前只有期待高通、華為、三星等廠商在移動SoC上做出進一步的突破，加強性能的同時提高使用體驗，在競爭力上對抗A11處理器。

中端：驍龍670繼續加強

驍龍660系列在今年大殺四方，強悍的性能甚至可以比拼上代驍龍820，再加上大量承接驍龍800系列下放的技術，讓這顆處理器一躍而成性價比最高的處理器之一。驍龍660的成功，讓高通看到了終端市場的潛力，接下來，高通還將推出全新的驍龍670，進一步加強自己在終端市場上的實力。

驍龍660成為今年最火爆的中端SoC，搭載它的產品普遍售價在2000元左右。

根據目前的消息來看，驍龍670依舊是8核心設計，和上文介紹的驍龍845有一定的繼承關係，但和驍龍660不同的是，驍龍670很有可能採用ARM的DynamiIQ匯流排實現異構架構和非對稱的結構，核心不再採用的「4+4」布局，轉而使用「2+6」的布局，也就是2個大核心和6個小核心，不同的任務在不同核心之間自由切換，沒有核心的一對一綁定設計，能耗比會進一步提升。當然，目前驍龍660還如日中天，如何布局驍龍670依舊還存在頗多變數，「4+4」或者「2+6」估計都是備選方案。

在GPU方面，驍龍670將會進化至Adreno 6系列，相比目前驍龍660性能大約提升25%左右。工藝上，驍龍670會直接使用成熟的三星10nm工藝，並且應該會進一步使用新的LPP版本，能耗比上有一定優勢。

綜合來看，中端的驍龍670的性能應該比目前的驍龍660提升15%~20%，超越上代旗艦驍龍820問題不大，這樣的性能，已經可以「秒殺」不少廠商的中高端定位的產品，甚至直接威脅到其他廠商的高端了。看來驍龍670繼續保持極高的性價比和受歡迎的程度應該不難。在產品成熟並上市後，驍龍670應該是1500元級設備最受歡迎的處理器。

聯發科：積蓄實力再戰

聯發科在2017年的發展並不順利，主要由於高通驍龍系列的強勢以及自家產品表現不佳，因此使用聯發科產品的廠商除了魅族外，基本都是各家的中低端產品，還有日趨減少的跡象，這使得聯發科之前計劃的高端路線基本上無法繼續進行了。近日也有新聞爆出聯發科決定放棄高端的Helio X系列，未來還是以中端產品為主，以性價比爭取客戶。

目前聯發科正處在戰略調整期間，在售產品依舊以Helio X20家族的Helio X23、Helio X25以及Helio X27為主。這幾款處理器採用的架構全部都是聯發科自主研發的十核心三叢集架構，分別是2個Cortex-A72大核心搭配4個Cortex-A53高頻率核心和4個Cortex-A53低頻率節能核心的方案，GPU方面都採用的是Mali-T880 MP4，主要差異在於頻率有所不同。其中X27最高可達2.6GHz，X20最低只有2.1GHz，整體性能表現大約介於驍龍625和驍龍660之間。此外，聯發科還有還有大量定位於中低端市場的產品，包括Helio X10、Helio P10以及Helio P20系列等。

聯發科重新調整產品路線，以中低端市場和性價比為主。圖為聯發科P30 SoC。

在新品方面，聯發科在8月發布了新的Helio P23和Helio P30兩款處理器，分別是之前Helio P20和Helio P25的繼任者。這兩款處理器都採用16nm工藝，其中Helio P23採用八核心Cortex-A53設計，最高主頻為2.3GHz，圖形核心為Mali-G71 MP2，主頻為770MHz。Helio P30和P23的CPU、GPU部分硬體規格基本相當，只是主頻有所調整，Helio P23的CPU核心頻率最高也是2.3GHz，但是GPU頻率則提升到了950MHz，性能有一定加強。

在技術方面，Helio P23和Helio P30的亮點之處在於多媒體性能和基帶通訊模塊得到了提升。由於目前雙攝技術的普及，聯發科也為新的處理器加入了雙攝技術的支持，其中P23支持雙1300萬像素的攝像頭，P30支持雙1600萬像素，都針對廣角搭配遠攝鏡頭進行了優化，並且支持光學變焦。此外，這兩款處理器還專門加入了聯發科新的Imagiq 2.0技術，通過Clearzoom降噪，能夠對放大照片後出現的鋸齒、模糊等進行一定程度的優化，實現更清晰的圖像效果。

通訊方面，Helio P23和Helio P30支持下行最高300Mbps、上行150Mbps的速度，並且在業內首次支持了雙卡雙VoLTE/ViLTE技術，實現更清晰、自由的語音通話。

從聯發科的產品布局來看，未來很長一段時間將以中低端和入門級產品為主，畢竟高端研發能力上聯發科相比高通、三星等廠商存在一定差距。希望聯發科在調整完成後能帶來更多高性價比的產品，讓更多用戶享受移動計算的普惠性。

移動SoC，繼續前行

從目前的產業發展來看，移動SoC市場的競爭還是非常激烈的，並且隨著人工智慧的引入，又帶來了一個全新的突破點，無論是蘋果、華為還是高通、三星，都在努力壓寶人工智慧，希望能夠獲得一杯羹，實現自家產品和技術的大飛躍。可以預見的是，2017年SoC市場的「下半場」，乃至2018年，將迎來移動人工智慧和深度學習技術的爆發，用戶們到時候就可以使用到更聰明、更智能的移動終端，比現在的所有產品都更能理解你的心。

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