摘要:經(jīng)常使用智能手機(jī)的人，在享受著通訊、導(dǎo)航、娛樂、視頻等豐富功能的時(shí)候，估計(jì)都不會(huì)知道，掌控手機(jī)大腦中樞的是一塊芯片組，下面講解的是一顆 Qualcomm 驍龍 SoC，由CPU、GPU、DSP、Modem、GPS、多媒體等等多個(gè)芯片組成的系統(tǒng)，即能進(jìn)行多個(gè)專業(yè)處理單元的 "移動(dòng)異構(gòu)計(jì)算 "芯片組。
如果在大城市街頭隨便逮一個(gè)用戶，問他的 Android 手機(jī)用的什么芯片，絕大多數(shù)人能夠告訴你是"雙核"或"四核"，其中可能一半的人告訴你它是 Qualcomm 雙核或四核。
隨著智能終端尤其是智能手機(jī)的高速普及，移動(dòng)芯片品牌與產(chǎn)品同樣成為智能移動(dòng)終端領(lǐng)域重要的核心與推動(dòng)力，而移動(dòng)芯片廠商也借機(jī)從幕后走向前臺。
作為 PC 時(shí)代的產(chǎn)物，CPU 的概念深入人心，但進(jìn)入到移動(dòng)時(shí)代，盡管 CPU 的地位已經(jīng)發(fā)生改變，但由于這樣的歷史習(xí)慣，諸如"Qualcomm CPU"這樣的稱法仍然非常普遍，但嚴(yán)格來講，像 Qualcomm 驍龍 APQ8064、Qualcomm 驍龍 801 這些型號都并非單獨(dú)的 CPU，而是 SoC（系統(tǒng)級芯片）。
SoC 的另一個(gè)名稱是"片上系統(tǒng)"。從狹義的角度講，它指的是一個(gè)包含完整系統(tǒng)并有嵌入軟件的全部內(nèi)容的集成電路。從廣義角度講， SoC 是一個(gè)微小型系統(tǒng)，如果說 CPU 是大腦，那么 SoC 就是包括大腦、心臟、眼睛和手的一個(gè)系統(tǒng)整體。
實(shí)際上，在一顆 Qualcomm 驍龍 SoC 中，CPU 只占據(jù)了 15% 的能力，CPU 是順序執(zhí)行一般計(jì)算任務(wù)，而 SoC 是多個(gè)專業(yè)處理單元的"移動(dòng)異構(gòu)計(jì)算"。其他 85% 則來自 GPU（圖像處理器）、DSP（數(shù)字信號處理器）、Modem（調(diào)制解調(diào)器）、GPS（導(dǎo)航定位）、多媒體等等芯片的貢獻(xiàn)。
"芯片組就好比劃船，如果每個(gè)零件都很好，就像雙手劃船；而如果只有 CPU 而沒有其他組件很好配合的話，就好比單手劃船。" Qualcomm 市場營銷副總裁 Tim McDonough 這樣形象地比喻 CPU 在一顆 SoC 中的作用。
"現(xiàn)在的問題不是說硬件過剩，而是把一些能力放到不該放的地方。比如 CPU 的能力是過剩的，但其他能力還是不足，比如續(xù)航，比如與用戶體驗(yàn)息息相關(guān)的劃屏--由 GPU 核心決定。"Qualcomm 副總裁沈勁此前在接受愛范兒的采訪時(shí)這樣說。
事實(shí)上，從去年開始，Qualcomm 就一直在弱化人們對 CPU 的認(rèn)知，而去推崇"體驗(yàn)引擎"的概念，所謂"體驗(yàn)引擎"，正是指 CPU 之外的組件對于用戶體驗(yàn)的提升。之所以這樣做，一方面是因?yàn)槿藗冊?PC 時(shí)代認(rèn)知的問題，另一方面在于手機(jī)終端不同于電腦，它不僅僅是一個(gè)運(yùn)算工具，還充當(dāng)著用戶的音樂視頻播放器、相機(jī)、導(dǎo)航儀和游戲機(jī)。
具體來說，除了 CPU，一顆 SoC 還包括負(fù)責(zé)圖形處理能力的 GPU、負(fù)責(zé)手機(jī)對人的主體理解的能力的 DSP、負(fù)責(zé)連接性的 Modem（LTE、WiFi、USB 藍(lán)牙和 FM）、負(fù)責(zé)定位功能的 GPS、格洛納斯和北斗，以及負(fù)責(zé)多媒體的 ISP 和音頻芯片等。
就這幾方面的能力，Qualcomm分別為其推廣了子品牌，比如外界比較熟悉 GPU Adreno 品牌，其 Modem 品牌是"Gobi"，DSP 的品牌是"Hexagon".
為了降低智能手機(jī)的功耗，Qualcomm 驍龍 SoC 會(huì)充分利用芯片的能力，比如在播放音樂時(shí)，調(diào)用 DSP 而非 CPU 的能力，在體驗(yàn)大型3D 游戲時(shí)，手機(jī)會(huì)調(diào)用 GPU 的處理能力。
拍照可謂智能手機(jī)上最重要的功能之一，可即便是搭載了相同的攝像頭，為什么不同手機(jī)的成像質(zhì)量卻大相徑庭？
這就得從另外一個(gè)集成在 SoC 里的 ISP 芯片說起。ISP 芯片是拍照過程中的運(yùn)算處理單元，相當(dāng)于相機(jī)的"大腦"，其作用就是對傳感器輸入的信號進(jìn)行運(yùn)算處理，最終得出經(jīng)過線性糾正、噪點(diǎn)去除、壞點(diǎn)修補(bǔ)、顏色插值、白平衡校正、曝光校正等處理后的結(jié)果。ISP 芯片能夠在很大程度上決定手機(jī)相機(jī)最終的成像質(zhì)量，通常它對圖像質(zhì)量的改善空間可達(dá) 10%-15%.由于不同廠商對于 ISP 芯片的利用程度不同，最終成像質(zhì)量的差異也就不足為奇了。
Modem 可能是消費(fèi)者最容易忽略掉的一個(gè)重要因素，作為手機(jī)網(wǎng)絡(luò)支持的組件，Modem 需要滿足不同網(wǎng)絡(luò)模式的無縫連接，并要在復(fù)雜情況下消除干擾，它涉及到數(shù)據(jù)吞吐量、電池消耗、連接能力等多方面用戶體驗(yàn)。
目前最新的驍龍 805 搭載了今年發(fā)布的 28nm Gobi MDM9x25 調(diào)制解調(diào)器，支持 150Mbps 的LTE Cat 4 網(wǎng)絡(luò)，而另外搭載全新的Gobi MDM9x35 調(diào)制解調(diào)器之后，就可以支持理論上最高速度為 300Mbps 的 LTE-Advanced 網(wǎng)絡(luò)。三星剛剛發(fā)布不久的 Galaxy Note 4 正是采用了這款 SoC,而高速連接是 Galaxy Note 4 強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)之一，除此之外，驍龍 805 還為 Note 4 提供了4K 拍攝以及 H.265 硬件解碼的功能。
電池續(xù)航能力是智能手機(jī)硬件發(fā)展中一直面臨的桎梏。在電池行業(yè)未能取得突破性進(jìn)展之前，如何降低智能手機(jī)的功耗成為主要的解決途徑。作為耗電大戶，SoC 在功耗管理上的優(yōu)化顯然永無止境，比如什么時(shí)候該高電壓，什么時(shí)候該低電壓；屏幕暗的時(shí)候別讓主處理器醒來，讓 LED 背景燈調(diào)低，做一定像素補(bǔ)償?shù)鹊取?/div>
利用 Sensor 提升續(xù)航能力的一個(gè)代表性例子：三星 Galaxy Note 3 使用 Qualcomm RF360 射頻芯片后，前端在射頻這一塊省了 30% 的電。RF360 的原理是把多點(diǎn)傳輸?shù)纳漕l信息壓縮到一條點(diǎn)對點(diǎn)的通道中，降低射頻信號對功耗的損傷。
"CPU 是 PC 時(shí)代的一套東西，移動(dòng)不是繼承 PC 時(shí)代的東西，而是重新定義。"沈勁說。
作為技術(shù)的必要鋪墊，Qualcomm 仍然在繼續(xù)定義未來。在過去幾年中，Qualcomm 研發(fā)團(tuán)隊(duì)一直致力于開發(fā)一種突破傳統(tǒng)模式的全新計(jì)算架構(gòu)。他們希望打造一個(gè)全新的計(jì)算處理器，模仿人類的大腦和神經(jīng)系統(tǒng)，使終端擁有大腦模擬計(jì)算驅(qū)動(dòng)的嵌入式認(rèn)知。換句話說，在未來，硅片與生物系統(tǒng)之間的界限可能會(huì)逐漸模糊，智能手機(jī)或許能夠精準(zhǔn)地預(yù)測到你想做什么。（何宗丞）
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