骁龍品牌史記:一步一個腳印 15年的積累非同小可

2023-02-20 15:36:51 來源:電子産品世界網
        【每日科技網】

  曆史上,一般稱2007年是移動時代的開始,因為那一年發生了兩件深刻影響人類發展軌迹的事情:2007年年初,蘋果發布了元祖iPhone;同年11月,高通發布了第一代骁龍芯片。它們成為分割PC和移動時代的界碑,新時代的序幕緩緩拉開。

  “高通骁龍”是已經被載入史冊的名字,它是移動時代的功臣,可能沒有之一。高通骁龍貫穿了整個安卓陣營的發展曆史,所有具有裡程碑意義的安卓旗艦,裡面都有一顆“骁龍的芯”。

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  高通骁龍芯片,是當今所有安卓旗艦的共同點。高通在技術和體驗上優勢,猶如不可逾越的鴻溝,把安卓移動平台分為兩種,一種叫骁龍,一種叫其他。

  “史前時期”

  故事要從移動電話誕生之初說起,移動網絡經曆了從頻分複用的NMT、AMPS到GSM、CDMA,再到3G/4G/5G的多代演進,移動設備也經曆了從“大哥大”到非智能機,再到智能機的脫胎換骨。

  貫穿這麼多年,“買手機就是買SoC”的老話依然适用。SoC是包括CPU、GPU、ISP、調制解調器等多個組件的核心元件,調制解調器讓手機“永遠聯網、永遠在線”,而CPU和移動操作系統讓智能手機上能跑各種應用,它們共同組成了移動時代的基石。

  在現代智能手機概念雛形形成之前,高通就已經開始布局了。因為面對的是從未有人探索過的全新領域,高通“隻能”全部自研:

  1. 2005年,高通自主CPU構架“Scorpion”發布,它是以後名震天下的Krait架構的前輩;

  2. 2006年,高通SoC片上系統發布,延續至今的Hexagon DSP也在此時一同面世;

  3. 而意義重大的2007年,現在已經幾乎無人不曉的“骁龍”系列芯片發布。此時距離初代Android系統發布,還有1年。

  從那時開始,這15年間,高通幾乎每年的新SoC,都會帶着新的制程、新的CPU、GPU和調制解調器亮相。初代骁龍成為一切的原點,見證着移動SoC性能的指數爆炸式飛漲。

  骁龍S1-S4系列:2007年到2011年的蠻荒時代

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  HTC HD2 ↑

  1. MSM7225/7625,誕生在移動SoC還沒GPU的時代,高通就帶來了3G網絡的支持,而被國内3G元年的2009年,還是2年之後的事情;

  2. QSD8250/8650,從它們開始,骁龍就已經是旗艦禦用,CPU和GPU都是自主架構,這裡同樣是Android最強GPU Adreno系列開始的地方。它們巨大的用戶基數,也造就了初代“刷機”HTC HD2的輝煌;

  3. 骁龍S2系列包括MSM7230/7630、APQ8055、MSM8255/8655。在這一代,骁龍調制解調器的前身“Gobi系列”面世,後者是同時支持3G和LTE的調制解調器。而那一年,是2011年;

  4. 2010年的骁龍S3系列,雖然是時間跨度最短的一代,但當中的MSM8260/8660和APQ8060,使用了高通的雙核CPU架構,安卓陣營随後開始維持數年的核心競賽。如果說SoC型号不容易喚起回憶的話,那搭載骁龍S3的惠普TouchPad、三星Galaxy S II LTE、HTC Evo 3D、LG Optimus LTE、初代小米手機,估計還能喚起不少人的回憶;

  5. 骁龍S4是最為龐大的一代産品線,旗下細分為Play、Plus、Pro、Prime四個子系列。此時4核CPU出現,Krait架構接替Scorpion架構,其在2012年就已經有2MB的L2緩存。而搭載骁龍S4的初代Moto X、LG Optimus G、太子Nexus 4、小米2都成了無數玩機人士難以忘懷的經典。

  骁龍800系列:向8核64位邁進

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  2013年,高通啟用了新的命名和劃分方案,包含骁龍200/400/600/800四階定位:

  1. 初代骁龍800,根據有無調制解調器,分為APQ/MSM系列,包括8074/8274/8674等一些列産品。此時已經有LPDDR3内存、eMMC 5.0支持,以及随後統一快充市場的QuickCharge 2.0快充,大量現在都廣為人知的技術規格在當時定型;

  2. 之後的骁龍801和骁龍805,不停改進工藝并提升頻率。骁龍805創下了不可思議的2.7GHz超高率記錄,并一直維持到2018年才被骁龍845打破。而其内存帶寬已經高達25.6GB/s,為以後的4K屏做好了準備。同時,第三代Gobi LTE調制解調器加入對LTE-Advanced(4G+)以及全網通的支持,逐步終結國内消費者需要根據運營商選擇機型的曆史,并為後來統一制式打下了硬件基礎。

  3. 2014年的骁龍810/808,核心數分别增長到6核和8核,并成為安卓陣營首批進入64位時代的産品。當時的Hexagon V56 DSP和Spectra ISP已經支持5500萬像素的攝像頭。也正是這時候,高通啟用了骁龍X系列LTE調制解調器的命名,同年速度就達到LTE Cat.9(450Mbps)級别。其規格之,以緻于5G到來之前,國内運營商根本就沒用滿過。

  骁龍820到骁龍855:異構化與多平台發展

  從這個時期開始,高通把骁龍的定位擴大為“移動平台”,并開始了異構化計算平台的嘗試。

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  骁龍835架構圖↑

  1. 2016年初的骁龍820,其第三代Kryo架構是安卓陣營絕無僅有的2+2巨核路線,引入了“CPU+GPU+DSP”的異構AI構架。同年Spectra 180 ISP和Hexagon 680 DSP橫空出世,誇張的吞吐量已經提前為後面的計算攝影打好了硬件基礎;

  2. 2017年的骁龍835,刷新了旗艦SoC的能效比記錄,讓安卓陣營旗艦的續航整體超越iPhone,當時的X16 LTE調制解調器就已經邁進1000Mbps大關。這一代引入了機器學習和VR等大批新屬性,并開始向筆記本領域拓展,QC4/QC4+快充也在此時誕生。骁龍835的,也讓搭載它的小米6、Galaxy S8等機型無比“長壽”;

  3. 骁龍845作為2018年旗艦标配,晶體管數量達到53億,Kryo 385 Gold架構的頻率沖上了2.8GHz,Adreno 630的性能也達到了737GFLOPS,Spectra 280 ISP支持1.92億像素攝像頭,這一代還引入高通自己的aptX HD藍牙标準;

  4. 在2019年的骁龍855上,高通在CPU使用1+3+4架構,GPU性能沖破了1000GFLOPS大關。此時移動遊戲大火,骁龍845了Snapdragon Elite Gaming解決方案,開始提供全局統籌的遊戲體驗,并支持PBR物理渲染等一系列技術。

  “近代”的骁龍:依然是旗艦的代名詞

  1. 随後就是大家熟悉的骁龍865。作為2020年旗艦,它的規格至今依然主流。骁龍865的晶體管數量達到103億,基于A77的Kryo 585架構在IPC上再上了一個層級,Adreno 650更是憑借超強的能效比,在随後的骁龍865+和骁龍870上不提地提升頻率,FP32性能從1200GFLOPS一直飙到1370GFLOPS,并集成獨立的安全模塊SPU;

  2. 老朋友骁龍888就無需贅言了。2021年禦用旗艦芯,CPU部分有安卓陣營久違的超大核X1,4MB三級緩存,CPU性能提升25%,GPU提升35%。其為移動端帶來了以往端遊才有的VRS可變着色率技術,第六代AI引擎更是性能暴漲50%,達到26TOPS,集成X60 5G調制解調器,支持100W級别的QC5快充。

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  時間來到2021年底,高通啟用了全新的命名方式,傳聞中的骁龍895,最後以“全新一代骁龍8 ”的身份登場,Adreno GPU也不再使用數字後綴。

  新骁龍8,帶來了近年的CPU架構革新,超大核、大核和小核全部更新為Armv9指令集,X2超大核頻率沖上2.995GHz,6MB L3緩存+4M SLC緩存。而更可怕的是,這一代的GPU性能暴漲50%以上,把GPU性能代入了另一個次元。

  給遊戲玩家的情書:Snapdragon Elite Gaming

  現在回看骁龍,它已經是拓展到平闆、PC、XR設備、可穿戴、物聯網、汽車等多個領域的計算平台。

  經過多年發展,用戶最關心的遊戲、音頻、音響、連接的子模塊,都已經發展壯大,催生出Snapdragon Elite Gaming、Snapdragon Sound、Snapdragon Sight、Snapdragon Connect等不同的技術矩陣,共同組成高通骁龍旗艦體驗重要核心。

  面對瘋狂增長的遊戲需求,高通在骁龍855時代推出了系統級的遊戲體驗解決方案Snapdragon Elite Gaming,把強大Adreno GPU性能、觸控、音頻、連接等原來獨立的部分進行深度融合優化。

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  骁龍855上的初代Snapdragon Elite Gaming就引入了端遊上的基于物理渲染(PBR)技術,大幅提升光照效果和紋理質感,讓其在比原神更可怕、更偏重GPU的“烤機遊戲”《光明山脈》中,可以展現真正逼近端遊的畫面效果。

  而CPU、GPU、AI引擎多模塊的混合調用,aptX Adaptive 和 Qualcomm Aqstic音頻、Vulkan 1.1支持、4K TV Out、防作弊拓展程序等技術特性都早在此時就引入了。

  骁龍865上的第2代Snapdragon Elite Gaming大幅提升了幀率和HDR效果,帶來90/120/144FPS高幀率支持、有True 10-bit HDR和Adreno HDR快速混合技術,有端遊級正向渲染技術進一步強化粒子渲染效果。

  而一年後的第3代Snapdragon Elite Gaming,在骁龍888上帶來又一個端遊級的特性——實時可變分辨率渲染技術(VRS),後者能對非視覺焦點内容的進行混合着色,大幅提升能效比,并且不會犧牲畫質。此外也有降低觸控延遲的Game Quick Touch等衆多特性。

  而在全新一代骁龍8上,第4代Snapdragon Elite Gaming如期而至。50多項優化中,包括把VRS升級為VRS Pro,開發者能基于屏幕位置自行控制渲染分辨率,并支持同樣是端遊級的立體渲染技術。此時的Snapdragon Elite Gaming能把音頻任務分配到Hexagon DSP上,并已經有空間音頻的支持。

  此外,高通還發布了Snapdragon Game Toolkit(骁龍遊戲工具包),讓開發者可以更好地利用此前的遊戲成果和示例代碼。

  别無分店的Snapdragon Sound、Snapdragon Sight和Snapdragon Connect

  在遊戲之外,聲音、影像、連接等重要功能上,高通都有大量“隻此一家别無分店”的技術特性。

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  在2021年初,高通發布Snapdragon Sound骁龍暢聽品牌,希望整合一系列音頻的軟硬件技術,提供更強的無線音頻體驗。和“藍牙無音質”的刻闆印象相反,Snapdragon Sound當中的Qualcomm Aqstic DAC能支持高達32-bit 384kHz的PCM格式和DSD格式。

  而引入aptX Lossless技術後,aptX Adaptive能根據環境在140Kbps到1Mbps之間調整傳輸速率,實現24-bit 96kHz高清音頻傳輸和89毫秒延時,并有16-bit 44.1kHz CD無損音質支持。此外高通主動降噪(ANC)技術、aptX Voice超寬帶語音等幕後型的技術,其實都是Snapdragon Sound的一部分。

  另外,LE Audio特性的引入,也讓全新一代骁龍8可實現廣播音頻、立體聲音頻錄制和遊戲語音同步回傳等功能。

  在作為廠商必争之地的拍照部分,Snapdragon Sight是剛劃分出來的影像技術方案。在新骁龍8上,移動端18bit ISP就是Snapdragon Sight的一部分,前者每秒吞吐的像素數量達到驚人的32億,能單次拍攝2億像素的照片或同時拍攝3張3600萬像素的照片,大幅提升成像速度的同時,也是多幀合成的核心硬件基礎,讓其超級夜拍模式從前代的5幀堆棧,暴力提升到30幀堆棧。

  而視頻方面,新骁龍是支持8K HDR視頻拍攝的移動平台。10億色HDR10+的視頻規格,怕是5、6年内都是完全溢出的級别。但最有趣的是,肯定是新加入的低功耗ISP,它能全天候在線,持續提供人臉檢測等各種AI支持。

  而最後要說的Snapdragon Connect連接部分,更加是高通的主場。新骁龍8上的X65 5G調制解調器是全球符合3GPP Release 16規範的5G解決方案,下行峰值速度已經沖到了10Gbps,上傳峰值3Gbps,比很多5G産品的下行都快。

  而從骁龍865開始獨立的連接子系統FastConnect系列,即便是當時的FastConnect 6800,也有藍牙5.1、Wi-Fi 6、60GHz Wi-Fi(10Gbps)支持。在新一代骁龍8上的FastConnect 6900(同代的還有FastConnect 6700),除了藍牙5.2,也支持Wi-Fi 6E,速度直接就是封頂的3.6Gbps。

  總結:是最寂寞

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  在的半導體企業專利質量與專利規模統計中,高通以極為龐大的技術儲備,成為半導體行業中的一極。

  骁龍移動平台從出生那天就拿着“龍傲天”的劇本,iPhone發布前2年就已經有自研CPU架構,随後Scorpion、Krait、Kryo架構一路走來。而GPU和調制解調器就更加過分了,Adreno GPU從最開始到現在就一直是安卓最強,骁龍X系列調制解調器更是從未受過威脅,孜孜不倦地刷新4G、5G時代每個節點的速度。

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  高通七位創始人,右三是艾文·雅各布博士↑

  高通與衆不同的商業模式,讓它能在技術上一路狂奔。回顧骁龍系列曆史,會發現它經常會做出數年的硬件特性,它和其他友商的“競争”從來都不在同一層面上。

  高通創始人艾文·雅各布斯老爺子,在回顧創立高通的經曆時說道:“當時我們沒有商業計劃,在頭6個月時間裡,我們想出了不少點子,這些點子也讓我們一直忙到了現在。”骁龍的強,或許從高通創立之時就已經被定調了。

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