高通驍龍移動平台，這些地方太領先

今年8月，高通宣布下一代移動平台將採用7nm工藝製造，並且這款處理器可以和支持5G的驍龍X50數據機搭配，成為首款支持5G功能的移動平台。具備這些特性已足夠誘人，毫無疑問，高通的下一代移動平台將成為明年各大旗艦智能手機的標配。事實上，在往年高通的驍龍旗艦移動處理平台也是手機廠商們旗艦產品的首選平台，這背後，離不開驍龍在各方面的領先性。

從10nm到7nm，這一步跨越很重要

早在8月，高通就宣布他們的7nm SoC晶元開始出樣給客戶，雖然具體各方面的升級要等到今年第四季度才能公布。但製程工藝的提升往往意味著各方面的大邁進，不可忽視。在上一個工藝節點10nm上，高通驍龍835就是首款商用10納米FinFET工藝的移動平台，事實上，驍龍835相較於驍龍821帶來的性能提升和功耗改善有目共睹。

為什麼製程工藝的提升能夠帶來大躍進？IT之家小編這裡不妨做一下簡單的科普。首先我們知道，一款CPU中包含上億個晶體管，而一個單獨的晶體管大致結構是這樣的：

圖片中給了兩個晶體管，但代表的是兩種工藝左側為Planar FET,右側為當前主流的FinFET工藝，都可以作為參考

圖中的晶體管結構中，「Gate（柵極）」可以看做是「閘」，主要負責控制兩端Source（源極）和Drain（漏級）的通斷，電流從源極流入漏極，而這時的柵極的寬度決定了電流通過時的損耗，表現出來就是發熱和功耗，寬度越窄，功耗越低。而柵極的寬度（柵長），就是XX nm製程中的數值。對於晶元製造商而言，自然是力求柵極寬度越窄越好，也就是製程越小越好，這樣就會減小功耗。同時，製程越小，晶元組件之間的間距就越小，可以排布在晶元上的元器件就可以更多，單位晶元面積上的晶體管越多，性能就越高，且這時候晶體管之間的電容也會更低，從而能夠提升它們的開關頻率。晶體管在切換電子信號時的動態功率消耗與電容成正比，因此，它們才可以在速度更快的同時，做到更加省電。這就是為什麼當製程工藝提升後，晶元的性能和能效都能實現跨越。

不過，當柵極寬度逼近20nm時，柵極對電流控制能力急劇下降，漏電率相應提高，對生產工藝的難度要求也上了一個台階，而工藝繼續微縮，硅晶體管的尺寸縮小到一定程度（業內認為小於10nm）時會產生量子效應，導致晶體管的特性將更加難以控制，這時候對於晶元的製造生產難度顯然成倍增長。2017年1月高通推出驍龍835，作為首款採用10nm FinFET工藝節點的移動平台，為用戶打造了突破性的性能和出色的能效表現。並在2018年的旗艦產品驍龍845移動平台上延續了領先的性能體驗。

從上面的介紹可以看到，從10nm向7nm工藝躍進對於晶元廠商的技術積澱是一個巨大的考驗。同時，隨著晶元製程來到7nm，設計製造成本的翻漲也令人咋舌，據分析，10nm晶元的開發成本已經超過了1.7億美元，而7nm晶元的研發成本已經直逼3億美元，完成量產不僅需要深厚的技術功底更需要雄厚的資金支持，所以業界普遍認為晶元行業可能在7nm找到一個平衡點，或者說分水嶺。對於高通驍龍而言，能夠在7nm製程工藝上做到領先確屬不易，在移動晶元市場上，驍龍系列將保持一直以來的領先性。

連接能力出色，5G領航

消息顯示，高通下一代移動平台將能和5G數據機驍龍X50搭配，成為全球首款支持5G功能的移動平台。而驍龍X50數據機也是全球首款發布的商用5G數據機，也體現了高通驍龍系列移動平台在通信連接方面的強勢領先。8月，OPPO完成了基於驍龍X50數據機的可商用手機完成了5G信令和數據鏈路的連接，vivo初步完成面向商用的5G智能手機軟硬體開發，而小米手機成功打通5G信令和數據鏈路連接，這三大關於5G手機的捷報背後，都有驍龍X50 5G數據機的支持。

驍龍X50是全球首款5G商用晶元組，支持6GHz以下及毫米波頻段，支持NSA（非獨立）及SA（獨立）組網。特別是對28GHz毫米波頻段的支持，結合先進信號處理技術，能夠實現每秒5千兆比特的下載速度。目前，驍龍X50已被全球20家終端廠商及移動數據產品製造商選定，支持他們打造的最早一批5G產品。

除了在產品方面，高通還積極聯合OEM廠商們推動驍龍5G設備終端的商用落地，例如今年1月25日，高通就聯合聯想、OPPO、vivo、小米、中興、以及聞泰等公司宣布了5G領航計劃，結合各自的領先優勢探索5G帶來的全新移動應用和體驗，同時也將專註於其他變革性技術，例如人工智慧（AI）和物聯網（IoT），從而繼續驅動全球技術演進和行業變革。

而在今年7月，高通更是宣布推出全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口（5G NR）QTM052毫米波天線模組及QPM 56xx 6GHz以下射頻模組。這兩款射頻模組的推出有著重要意義，它們配合驍龍X50 5G數據機的解決方案，意味著移動5G網路和終端，尤其是智能手機準備就緒，為實現大規模商用提供支持。特別值得一提的是，在QTM052毫米波天線模組中，高通克服了毫米波在實際運用方面的很多天生缺陷，成功將其應用在可大規模商用的小面積天線模組中，在此之前這是行業的難點，而高通通過自身的創新和努力證明了正5G連接技術方面的領先實力。

當然，這是還未到來的5G。在5G之前，高通還通過千兆級LTE確保驍龍移動平台在連接方面的領先優勢。千兆級LTE簡單說就是傳輸速率超過千兆級別的無線通信技術，其理論速度可以達到光纖級別，是第一代4G LTE設備的十倍，下載時長32分鐘的影片只需15秒，另外150MBps的上傳速度可以達到傳統LTE設備的3倍。千兆級LTE基於傳統LTE在很多技術細節上實現了升級，例如載波聚合、4x4 MIMO、256-QAM、免許可頻譜LTE等。

在產品上，早在2016年2月，高通就發布了移動行業首款千兆級LTE數據機驍龍X16 LTE數據機；而在2017年2月21日，高通推出了第二代千兆級LTE解決方案——基於10納米FinFET製程工藝打造的驍龍X20 LTE晶元組，這是首款商用發布的、能實現最高達1.2 Gbps的LTE Category 18下載速度的千兆級LTE晶元組，在多個方面實現了業內首創。通過載波聚合和4x4 MIMO，驍龍X20 LTE數據機峰值速率可超過千兆級LTE，這款數據機繼續擴大了高通在千兆級連接技術方面的領先地位。

今年2月，高通還宣布已經開始出樣驍龍X24 LTE數據機。它是全球首款發布的Category 20 LTE數據機，支持最高達2 Gbps的下載速度，也是首款發布的、基於7納米FinFET製程工藝打造的晶元。

Adreno GPU，獨孤求敗

除了製程工藝和5G連接技術方面的領先優勢，在另一個高頻使用場景——玩遊戲時，高通也憑藉Adreno系列GPU逐步確立自己在移動圖形處理方面的領先地位。例如大家感知比較深刻的，在今年的驍龍845移動平台中，高通就採用了新一代Adreno 630 GPU，Adreno 630相比上代Adreno 540來說性能提升了30%，能耗比提升30%，視頻處理效率提升了2.5倍。我們不妨就以Adreno 630為例，從Linley Group測試的數據來看，在GFXBench Manhattan 3.1測試中，Adreno 630 GPU每平方毫米單位面積性能明顯超過競品，至於這裡的競品，主要是Mali-G72和PowerVR，還有英特爾的Gen9.5 HD615。而在GFXBench的幀率測試中，Adreno 630的測試成績也明顯優於市面上同類競品。

事實上，在最近兩年的驍龍旗艦移動平台上，Adreno GPU已經在手機端已經基本上難覓對手，今年推出的諸多遊戲手機，也均直接採用驍龍845移動平台，拋開遊戲手機在外觀以及定製的周邊配置來說，很多採用滿血驍龍845移動平台的手機其實某種程度上擁有和「遊戲手機」媲美的「快、順、久、酷、智」的遊戲體驗，這其實也是對驍龍845 Adreno GPU的肯定。

當然，若深究驍龍Adreno GPU的性能和能效表現為何能夠一騎絕塵，具體還有很多領先的技術特性，例如Adreno GPU都支持統一渲染模型，計算單元同時支持定點著色器和片段著色器，從而充分利用系統資源，靈活分配，此外還有更早進行深度測試機制，提前剔除無需著色的像素，提高效率等等。以最新的Adreno 630為例，它配置了4個著色器核心（shader cores），通過硬連線加速邏輯來提升其性能，這種邏輯比可編程內核更為緊湊，因此可以在更小的面積上實現更高的性能。我們前面說到，面積更小，能效比更好，根據國外著名晶元級拆解機構TechInsightsAdreno的研究，Adreno? 630的晶元面積只有10.11平方毫米，優於市場上其他產品。

總結

隨著移動終端晶元製程工藝的進化、提高，對移動處理平台的玩家們在技術功底和資金投入方面的考驗也越來越大，而高通憑藉其在製程工藝、連接、GPU等方面的領先，無疑令其在後續的競爭中佔據更多優勢，也讓人期待他們在下一代移動平台上面的表現。其實智能手機，或者說其他移動終端，性能過剩都是偽命題，硬體上不斷突破，軟體生態才能逐漸形成，兩者互相促進的能量才能最大化釋放。未來是萬物互連，萬物智能的時代，而高通提供的這系基礎技術和產品，將成為這個時代不可或缺的「水電煤」。

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