历经 14 载,高通骁龙 8 系列处理器的前世今生

2021/12/4 12:14:47 来源:爱集微 作者:holly 责编:远洋

12 月 1 日,高通正式在 2021 骁龙技术峰会上发布了全新一代骁龙 8 移动平台 —— 骁龙 8Gen 1,一改以往采用三位数字命名的方式,“一位数字 + 代际编号”的命名体系横空出世。

从第一代高通骁龙手机处理器 S1 问世至今已历经 14 个年头,在这期间,有不尽人意、有站稳脚步、有风光无限、有暗黑时刻、也有现在的大放异彩。

S1-S4 演绎骁龙“前半生”

提到手机处理器则不得不提曾经功能机时代的“王者”TI(德州仪器),2005 年全球手机应用处理器市场总计达 8.39 亿美元,TI 占据了高达 69% 的份额,几乎垄断市场,当时的诺基亚和摩托罗拉都是其忠实客户。

曾风靡一时的诺基亚 6630、摩托罗拉 Milestone 都采用了 TI 的处理器。可以说,TI 推出的 OMAP 系列手机处理器当时并无产品能与之匹敌。这款处理器首次提出了异构的概念,即数字信号处理器 DSP+ARM 处理器,从而保证了通话的信号和质量,要知道功能机时代最重要的便是通话。

然而,不久之后,TI 却迎来了最大的对手 —— 高通。关于靠通信起家的高通是何时切入手机处理器这一赛道的历史,此前我们已有详细报道,在此不再赘述。

1999 年对于高通来说是一个转折点,其决定不再做手机和系统设备的业务,转而完全集中在技术开发和芯片研发上。

经过几年的沉淀期,2006 年高通预热了骁龙首款移动处理器产品,S1 并于次年 11 月问世,65nm 工艺制造,采用 ARM v6 架构、单 CPU 核心设计,搭载 320MHz 的 Hexagon QDSP5,但并没有集成 GPU。这款芯片在彼时仍是 TI 称霸的市场上并没有引起太大的波澜。不过高通并没有因此放弃,继续进行芯片研发,并于 2008 年丰富了 S1 的产品线。

在这里提一个小插曲,2009 年,高通斥资 6500 万美元收购了 AMD 的移动设备资产(即原 ATI 移动 GPU 部门 Imageno),并独立发展出了一种全新的 GPU 品牌体系 ——Adreno,为日后移动处理器中集成的 GPU 打下了坚实的基础。

骁龙 S2 则是高通与骁龙 S1 并行推向市场的产品,采用了更为先进的 45nm 工艺制造,功耗大幅度降低,发热也得到较大程度的改善,且集成 Adreno 204 GPU。2010 年,高通推出了具有里程牌意义的 S3—— 安卓手机也由此进入双核 + 1080P 时代。

骁龙 S1、S2 到 S3 构成了 2010 年、2011 年间高通移动处理器的高中低端搭配。

2011 年,高通基于 Arm v7 指令集自研了 Krait(环蛇)核心架构,搭载此架构的 S4 在激烈的市场竞争中脱颖而出,测试机构的数据表明双核 S4 打败了四核 Tegra 3。Play、Plus、Pro 和 Prime 是 S4 的四个子系列,涵盖了处理器低中高端版本。

时间来到 2012 年,英伟达 Tegra、德州仪器 OMAP 等竞争对手退出这一战场,当时市场猜想它们退出的原因一是移动处理器研发周期长且投入成本高;二是基带不如高通。至此骁龙 S4 开始真正主导手机移动处理器市场,2014 年骁龙的市场份额达到了 41%。

“骁龙 XXX”时代来临

自 2013 年开始,高通开始采用“骁龙 XXX”命名方式,但这并不代表着 S4 基因的终结,骁龙 600 最初就是 S4 Plus 系列的改名,Galaxy S4、HTC One 便采用了此款处理器,也因此成为高通移动处理器的旗舰产品。不过同年骁龙 800 的出现取代了其位置。

随后高通进一步细化了产品线,针对不同定位的手机推出了不同的系列,骁龙 200、400、600、800 系列“应运而生”,接下来将着重介绍旗舰产品骁龙 800 系列的发展史。

可以说骁龙 800 对高通移动处理器进行了全方位的革新,频率高达 2.5GHz 四核 Krait 400 CPU,支持通用运算的 Adreno 330 GPU,三线程 Hexagon V50 DSP 运行频率达到 680MHz 等等核心配置叠加让人眼前一亮,其与改进版本骁龙 801、骁龙 805 成为了 2014 年旗舰智能手机标配的移动处理器,一时间风光无限。

不过看起来顺风顺水的高通也经历了“暗黑时刻”。2014 年被称之为“64 位 ARM 大爆发”之年,这一年苹果推出了 A7 芯片,也是历史上第一款移动端 64 位处理器。或许是危机感袭来,高通一改采用自家内核的传统,基于 ARM Cortex-A57 推出了两款 64 位处理器 —— 骁龙 808 和骁龙 810,这也被认为是高通乃至整个安卓手机阵营的“暗黑时刻”,发热、降频等问题袭来,“火龙、炎龙、焱龙、燚龙”等调侃词也频见报端。

好在 2015 年推出的骁龙 820 让其 64 位处理器回归了正轨,其基于高通自研的 Kryo 架构(即 Krait 的升级版),性能相比骁龙 810 提升两倍,时钟频率可达 2.2GHz,并首次引入 14 位 Spectra 影像处理器和 Heterogeneous 信号处理器。

在这之后,高通在 2016-2017 年相继发布了骁龙 835、骁龙 845,处理器及 GPU 性能节节攀升。其中骁龙 835 对高通来说有着划时代的意义,其结束了定制 CPU 战略,转而使用 ARM CPU 设计。

时间来到 2018 年,高通发布了全球首个商用的 5G 移动处理器 —— 骁龙 855,采用外挂 X50 5G 调制解调器,与骁龙 845 的 CPU 相比性能提升 45% 左右。2019 年中期,高通带来了骁龙 855 的升级版 855 Plus,升级了 CPU 核心和 Adreno 640 图形处理器。同年年底的骁龙 865 进一步提升了性能,还升级了图形处理器至 Adreno 650。次年 7 月 865 Plus 问世,将主频时钟频率提升到 3.1Ghz。

2020 年骁龙 888 最大的升级则是集成了 5G 调制解调器,另外 Adreno 660 相较于上一代有 35% 的性能提升,且在快充和影像方面均有稳健的提升。

结语:时至今日,高通仍稳坐全球手机移动处理器的龙头位置,刚刚发布的骁龙 8 Gen1 集合了 CPU 性能提升 20%,能耗减少 30%,GPU 性能提升 30%,能耗减少 25%,AI 性能是此前的 4 倍,集成 X65 基带等优势,市场反馈究竟如何还有待时间的验证。不过从高通骁龙处理器的发展史中却可以借鉴一二,潜心研发 + 洞察市场方向或是可以学习的地方。

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关键词:高通骁龙骁龙8 Gen 1

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