遲來的王者 驍龍820如何“一雪前恥”

曹操

驍龍的王者之路

“驍龍”（Snapdragon）是高通旗下高度集成的“全合一”移動處理器系列平臺（SoC）（圖1），并見證了中國智能手機軍團的崛起。筆者并沒有夸張，我們熟悉的小米等互聯網手機品牌，幾乎都是站在驍龍肩膀上從而一鳴驚人的。

2011年，HTC還是Android手機領域的“帝王”，如何判斷Android手機的性能強弱？你只要知道HTC G3比G2好、G2比G1強即可。至于處理器是什么型號？那些都是發燒玩家才需要考慮的問題！此時，小米借助互聯網向普通用戶傳達了一個聲音：小米手機將搭載業內最強的雙核處理器：Snapdragon MSM8260（隸屬驍龍S3家族），并首度將雙核手機打入了2000元以內的價格區間！

也正是這個時期，以安兔兔跑代表的跑分軟件紛紛出爐，并證明了MSM8260性能的強悍，而“驍龍”之名也借此在普通用戶心里留下了印記。隨后的小米2（APQ8064，隸屬驍龍S4 Pro）、小米3（驍龍800，還有搭載Tegra 4的版本）、小米4（驍龍801）、小米Note（驍龍801，頂配版為驍龍810），無一不是攜驍龍之威，以“跑分帝”的角色殺入市場（圖2）。隨后的一加手機（圖3）、努比亞、奇酷、樂視等新晉品牌，也是搭上了驍龍的順風車而迅速被市場接納。

小米2發布時的PPT頁面

高通驍龍的強勢是表現在多個方面的，比如高通在通訊基帶方面的專利優勢、性能強大的Adreno GPU，以及對自主微架構的堅持。在32位時代，高通驍龍處理器全部基于自家的微架構設計，比如Scorpion（驍龍S3系列），比如Krait（驍龍S4系列）。然而，就在高通埋頭規劃下一代64位微架構“Kryo”之際，蘋果iPhone 5卻提前將移動處理器帶入了64位時代，而聯發科、三星和華為麒麟等競爭對手也紛紛跟進。

雖然高通曾提出了“64位無用論”的觀點，但消費者并不吃這一套，并紛紛表示“我可以不用（64位），但絕不能沒有（64位）” ！等待“Kryo”肯定是來不及的，于是高通只能直接從ARM公司拿來了標準的公版Cortex-A57/A53架構（支持big.LITTLE），推出了驍龍810、610、410等一系列64位處理器。而高通的噩夢也就由此開始。

陰溝里翻了船

實話實說，作為高通在2015年的年度旗艦，驍龍810的規格參數還是非常搶眼的：Cortex A57核心主頻高性能強，Adreno 430 GPU也領先競爭對手。遺憾的是，20nm臺積電制造工藝無法滿足驍龍810的熱情（圖4），而高通也缺乏駕馭公版Cortex-A57/A53架構的經驗，因此幾乎所有搭載驍龍810的手機都會面臨發熱、降頻、費電等問題，并坑苦了包括HTC和索尼在內的一眾手機廠商。驍龍810的失利，讓三星Exynos 7420成為了2015年度的“王者之芯”，聯發科也通過Helio X10搶走了很多原本屬于驍龍家族的飯碗。

驍龍820如何找回自信

為了奪回失去的江山，高通毅然放棄了驍龍810，將全部的重心都轉移到了即將而來的驍龍820。那么，驍龍820都有哪些過人之處，又是如何解決前輩所遭遇的問題呢？

更換全新工藝

所謂“一朝被蛇咬三年怕井繩”，被臺積電“坑過”的高通為驍龍820尋找了另一個代工伙伴：三星14nm FinFET LPP（Low Power Plus）工藝。作為對比，三星Exynos 7420和蘋果iPhone 6S所搭載的A9處理器還停留在三星14nm FinFET LPP（Low Power Early）階段，因此驍龍820會擁有更好的功耗表現。當然，僅僅是工藝升級還是不夠的，為了徹底杜絕驍龍820的發熱隱患，高通對其架構也進行了大刀闊斧的改革。

自主微架構回歸

沒錯，驍龍820終于等到了高通自主設計的64位“Kryo”微架構（圖5），想怎么折騰就怎么折騰。需要注意的是，高通認為與更多的核心數量相比，提高單核心、單線程效率更有意義。因此，我們看到的驍龍820就變成了四核處理器，核心數量遠不如上代的驍龍810（八核）與驍龍808（六核）。

提到“bit.LITTLE”（大小核）技術相信大家已經很熟悉了，而驍龍820也采用了類似的技術：“HMP”。簡單來說，驍龍820是雙核+雙核構成的四核架構（圖6）。其中，名為“Kryo HP”的雙核心主打性能，最高頻率可達2.2GHz;而名為“Kryo LP”的則主打節能，主頻在1.6GHz～1.7GHz，兩組內核可共享三級緩存。從高通的官方數據來看，驍龍820的功耗要比驍龍810低了30%，較驍龍801更是低了35%！

強悍且省電的GPU

高通自家的Adreno GPU向來強悍，而驍龍820也順勢升級到了Adreno 530，具備OpenGL ES 3.1+AEP、Renderscript以及全新的OpenCL 2.0和Vulkan標準等API接口，并支持硬件曲面細分、幾何著色器、可編程混合等功能。用更直觀的數據表示則是，Adreno 530的性能較驍龍810集成的Adreno 430強40%，但功耗卻降低了40%（圖7）。

跑分之外的體驗改善

全新架構和更強的GPU可以提升跑分成績，但要想改善實際的使用體驗，還是需要另外兩個模塊的配合：ISP和DSP。驍龍820通過Spectra 14-bit雙ISP處理器可同時支持三個攝像頭（圖8），能以每秒30幀的速度零快門延遲拍攝高達2800萬像素的影像，并可讓照片呈現更廣泛的色彩和更自然的膚色。換句話說，ISP可以幫你拍下更好的照片和視頻。

此外，驍龍820還集成了Hexagon 680 DSP，這個DSP有兩方面的特性。其一是獨立于耗電的CPU和GPU，與各種傳感器保持溝通，進而在幕后處理一些瑣碎的事情，比如通話時的語音處理轉換、計步器（運動傳感器）和喚醒語音助手等。其二則是可以和ISP配合，可以提升鏡頭里光照較低部分的清晰度，同時又不會讓亮度較高的部分變得過亮，而且不會明顯增加噪點（圖9）。

持續領先的網絡

通訊基帶一直是高通的優勢項目，而驍龍820憑借全新的X12 LTE Modem實現了600 Mbps的Cat.12標準的下行網絡速率和150Mbps的Cat.13標準的上行網絡速率（可惜國內網絡暫不支持），支持時下所有主流的網絡標準（全網通，這才是最重要的）。在Wi-Fi方面，驍龍820支持最新的802.11ad，可以借此同時傳輸多部4K Ultra HD視頻，或者即時無損地將手機屏幕投放到電視上。此外，像Wi-Fi高清語音、視頻通話，Wi-Fi質量實時監控等功能更是不在話下。

還有哪些新特性

其實驍龍820還有很多特色，比如它采用雙通道LPDDR4 1866MHz內存，支持UFS 2.0與eMMC 5.1存儲，以及Haven安全管理、Zeroth認知技術、Symphony系統管理、惡意應用識別以及QuickCharge 3.0快充等技術（圖10）。

小 結

從高通提供的參數來看，驍龍820大有“洗心革面”的決心，雖然其真實的性能表現不會有官方描述的那般突出，但至少也能做到比驍龍810更強，比驍龍801更省電。目前，包括小米5、OPPO Find系列新品、三星S7等年度旗艦都已做好了迎接驍龍820的準備，在2016年中我們將再次看到驍龍占盡Android旗艦大半江山的局面。

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虎視眈眈的競爭對手

就在高通試圖以驍龍820自救的同時，競爭對手們也紛紛籌劃著將其踢下神壇的準備。其中，聯發科即將祭出首款十核處理器Helio X20，而更高端的Helio X30也已經在規劃之中;華為在前不久也正式發布了麒麟950，這顆由四核Cortex-A53+四核Cortex-A72+Mali-T880MP4構成的八核處理器性能也可秒殺驍龍810;三星新一代Exynos 8890改用了半自主核心架構設計（圖11），集成Mali-T880MP12 GPU，相比上一代Exynos 7420性能提升30%以上，功耗降低10%。