明年手機(jī)用什么“芯”　2022年高端移動SoC提前曝

張平

移動SoC的更新速度很快，每年上游芯片廠商和移動設(shè)備廠商都會應(yīng)用不少新技術(shù)、推出眾多新產(chǎn)品，以提升終端產(chǎn)品的體驗(yàn)。那么在即將到來的2022年，各大上游芯片廠商又會帶來哪些全新的高端移動SoC呢？

移動SoC的競爭在近些年顯得沒有之前那么激烈了。其主要原因可能是市場趨于成熟，蘋果、高通、聯(lián)發(fā)科、三星、紫光展銳等企業(yè)已經(jīng)將市場瓜分得差不多了，它們都牢牢占據(jù)著自己的“一畝三分地”。另外部分芯片企業(yè)的淡出也使得真正參與移動SOC市場的企業(yè)數(shù)量變少，新品發(fā)布也沒有之前那樣抓人眼球。好在這樣略顯沉寂的態(tài)勢并沒有影響到移動SoC技術(shù)前進(jìn)的步伐。隨著新工藝的登場以及新架構(gòu)、新技術(shù)的應(yīng)用，各家的移動SOC又將迎來一波大的升級。今天，我們就收集了市場上各大廠商即將在接下來發(fā)布的旗艦移動SoC的信息與大家分享。需要聲明的是，預(yù)測和提前曝光的信息往往會和實(shí)際情況有所不同，一切以廠商的最終發(fā)布為準(zhǔn)。

高通：新一代旗艦驍龍SoC大公開

高通現(xiàn)在是安卓移動SOC市場上當(dāng)之無愧的王者，其產(chǎn)品無論是性能還是市場占有率都顯著領(lǐng)先安卓市場中的其他競爭對手。目前高通的旗艦移動SoC產(chǎn)品是驍龍888，據(jù)說這個型號是充分考慮了中國消費(fèi)者對數(shù)字的喜好后才定下來的。2022年，驍龍將發(fā)布全新一代旗艦移動SoC產(chǎn)品，產(chǎn)品名還不得而知，但部分消息顯示高通可能會使用“驍龍898”。但本文為了方便起見，全部以“驍龍新旗艦SoC”來稱呼它。

先來看它的發(fā)布時間。根據(jù)高通一貫的發(fā)布傳統(tǒng)，新產(chǎn)品有望在2021年12月美國夏威夷舉辦的高通驍龍峰會上公布。目前驍龍新旗艦SoC的內(nèi)部研發(fā)代號為Waipio——這是夏威夷當(dāng)?shù)匾粋€山谷和村莊的名字，產(chǎn)品型號為SM8450，相對應(yīng)的是驍龍888的型號代號為SM8350。具體到產(chǎn)品名稱方面，在驍龍888之前，高通的產(chǎn)品名稱都是以“驍龍”+“8x5”結(jié)尾的，因此在2022年的新品上，高通可能會使用“驍龍895”的型號名稱。當(dāng)然不排除高通直接使用“驍龍898”來代表旗艦SoC，而將“驍龍895”賦予次旗艦SoC。

驍龍新旗艦SoC將使用三星的4nm工藝制造。根據(jù)三星展示的數(shù)據(jù)，4nm工藝是5nm工藝的小幅改進(jìn)版本，采用了更多的EUV層，其性能相比5nm提升了11%，面積將比5nm縮減24%，功耗則會降低16%，當(dāng)然這些數(shù)據(jù)都是三星的官方數(shù)據(jù)。和競爭對手直接對比的話，考慮到三星5nm LPE的理論晶體管密度遠(yuǎn)低于臺積電的5nm工藝（三星的密度數(shù)據(jù)是126MTx/mm²，臺積電的則為173.1HTx/mm²），因此三星的4nm工藝很可能不會比臺積電的5nm工藝更好。唯一有利的條件是，三星會在報(bào)價上比臺積電更有優(yōu)勢，并且產(chǎn)能可以盡量向高通傾斜。因此高通選擇三星應(yīng)該在很大程度上考慮到了成本和市場因素。

在架構(gòu)方面，根據(jù)現(xiàn)有的消息顯示，高通的驍龍新旗艦SoC依舊會使用三叢集的結(jié)構(gòu)。其中超大核心將采用ARM最新發(fā)布的Cortex-X2架構(gòu)，主頻為3.0GHz，另外還有3個頻率為2.5G Hz的大核心和4個頻率為1.79G Hz的節(jié)能核心。有一些消息表明，驍龍新旗艦SOC的大核心和節(jié)能核心可能會采用Cortex-A710、Cortex-A510或者相應(yīng)的衍生架構(gòu)，也就是說它將全面進(jìn)入AArch64時代。如果這一信息成真的話，那就代表驍龍新旗艦SoC會是首批進(jìn)入全新64位時代以及應(yīng)用ARMv9微架構(gòu)的產(chǎn)品。但是，另外一些消息則顯示，有關(guān)驍龍新旗艦SoC的指令集依舊是ARHv8版本。如果是這樣的話，就意味著這款SoC的最大變化將只發(fā)生在大核心上，其余核心則依舊使用諸如Cortex-A78以及Cortex-A55這樣的架構(gòu)，或者高通自己的定制架構(gòu)。GPU方面.據(jù)悉高通將在它上面使用全新的Adreno 730，更具體的信息則未知。

另外，目前部分測試也泄露了驍龍新旗艦SoC的性能和規(guī)格。在一些測試中，新旗艦SoC的大核心最高頻率可達(dá)3.09GHz，但是也有部分設(shè)備的大核心主頻只有2.4GHz，這可能是部分產(chǎn)品使用的是測試版本處理器的原因。

在驍龍新旗艦SoC的其他部分，它將采用Spectra 680 ISP，部分消息顯示這個ISP的內(nèi)部研發(fā)代號竟然是“Leica1”，這不禁讓人猜測徠卡和高通是否在ISP成像方面進(jìn)行了某種程度的合作。另外，新旗艦SoC集成了X65 5G調(diào)制解調(diào)器，但是具體規(guī)格暫時未知。

總的來看，驍龍新旗艦SoC目前雖然泄露了很多信息，但是其更多詳細(xì)的信息依舊在保密中，比女D5G基帶的情況以及GPU的相關(guān)信息等。即使如此，驍龍新旗艦SoC在性能上贏過現(xiàn)有旗艦驍龍888完全沒有懸念，只是提升多少而已。在具體的產(chǎn)品上，估計(jì)各大手機(jī)廠商都會將這款旗艦SoC應(yīng)用在自己的高端手機(jī)新品上，除了蘋果、谷歌、華為以及三星的部分機(jī)型之外。毫不夸張地說，驍龍新旗艦SoC應(yīng)該是明年最熱門、最主流的高端SoC產(chǎn)品。

聯(lián)發(fā)科：天璣2000領(lǐng)銜，再戰(zhàn)旗艦市場

聯(lián)發(fā)科在移動SoC市場上的定位隨著近幾年旗下產(chǎn)品規(guī)格、性能的提升正在逐漸抬高。之前的天璣1200和天璣1000在市場上就得到了不少手機(jī)廠商和消費(fèi)者的青睞。在2022年，聯(lián)發(fā)科在移動SoC市場中的重頭戲?qū)⑹翘飙^2000，通過它聯(lián)發(fā)科將繼續(xù)挑戰(zhàn)高端市場。

根據(jù)目前的消息顯示，天璣2000將采用八核心、三叢集的結(jié)構(gòu)，其中包括1個3.0GHz頻率的超大核心Cortex-X2，它將搭配3個2.85GHz頻率的大核心和4個1.8GHz頻率的節(jié)能核心，不過目前依舊沒有大核心和節(jié)能核心更詳細(xì)的信息。GPU方面倒是很明確，天璣2000將采用Mali-G710MC10，它算得上是目前市場中的頂級GPU配置方案。

從架構(gòu)設(shè)計(jì)來看，天璣2000和驍龍新旗艦SoC非常相似，都采用了三叢集結(jié)構(gòu)以及用Cortex-X2作為超大核心。但是在工藝方面，天璣2000采用的是臺積電4nm工藝。雖然同為4nm，但臺積電4nm工藝的規(guī)格和性能相比三星4nm工藝要更好一些。比如根據(jù)臺積電的數(shù)據(jù)顯示，其新的4nm工藝在面積、性能和功耗方面相比之前的5nm工藝顯著勝出，整體芯片面積大約可以進(jìn)一步縮小6%。同時它還采用了新的單元設(shè)計(jì)、更少的掩膜層和更低的工藝復(fù)雜度，其性能和功耗方面則受益于BEOL的增強(qiáng)而有顯著提升?？紤]到三星目前的4nm工藝在性能上尚不能完勝臺積電的5nm工藝，因此臺積電的4nm工藝在各個方面的表現(xiàn)上應(yīng)該要比三星的4nm工藝強(qiáng)不少。因此，我們才看到天璣2000的大核心頻率相比驍龍新旗艦SoC更高。另外在GPU頻率方面，天璣2000可能也會以較高的頻率獲取較強(qiáng)的性能來和驍龍新旗艦SoC進(jìn)行競爭。

由于資料和信息較少，目前還不是很清楚天璣2000的最終性能到底如何。不過從聯(lián)發(fā)科進(jìn)軍高端市場的決心和舉措來看，天璣2000在2022年有望成為一款大紅大紫的產(chǎn)品，不出意外的話會在很多高端手機(jī)新品中現(xiàn)身，值得期待。

三星：Exynos 2200 GPU性能大躍進(jìn)

除了蘋果、華為之外，三星是目前全球移動計(jì)算行業(yè)中另一家垂直企業(yè)，它自己設(shè)計(jì)移動SoC，然后使用在自家推出的手機(jī)產(chǎn)品上。三星在2021年底或者2022年初即將推出全新Exynos 2200，用來替代目前的Exynos 2100，成為三星新的旗艦SoC產(chǎn)品。

綜合已經(jīng)曝光的消息來看，Exynos 2200的內(nèi)部研發(fā)代號為S5E9925，其有望搭載在三星明年的旗艦手機(jī)Galaxy S22上。在架構(gòu)方面，Exynos 2200已經(jīng)明確將采用1個超大核心，和明年其他的旗艦SoC一樣，也是Cortex-X2，搭配3個大核心Cortex-A710以及4個節(jié)能核心Cortex-A510，實(shí)現(xiàn)三叢集和8核心的方案。如果說Exynos 2200 CPU核心部分的配置看起來似乎普普通通的話，那么其GPU核心部分的配置則一定會令人感到驚訝。Exynos 2200的GPU部分將采用AMD RDNA2架構(gòu)，在部分資料中這個架構(gòu)也被稱為mRDNA2，這可能是三星和AMD專門為移動SoC重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化后的架構(gòu)。在此前三星發(fā)布的一條微博（目前該微博已經(jīng)刪除）中，隱約透露出這款GPU能夠支持硬件光線追蹤以及可變速率著色等高級圖形功能。另外一些渠道的消息顯示，Exynos 2200的GPU性能可能比目前流行的Mali家族的產(chǎn)品強(qiáng)上大約30%，但是這個消息并未給出有關(guān)Mali GPU的具體配置情況。

從架構(gòu)角度來說，使用了全新RNDA2 GPU架構(gòu)的Exynos 2200在圖形性能上無疑是強(qiáng)大的，但是問題也來了。據(jù)悉Exynos 2200將采用三星的5nm LPE工藝制造，在前文的介紹中我們曾提到三星的5nm工藝在性能、功耗和密度表現(xiàn)上不如臺積電的N5工藝，這就使得三星需要盡量在性能和功耗之間取得平衡。一些消息顯示，在實(shí)際測試設(shè)備中，Exynos 2200的Cortex-X2超大核心目前沒有運(yùn)行在3GHz這樣的較高頻率上，其工作頻率在測試中顯示只有2.42GHz，Cortex-A710大核心運(yùn)行頻率僅為2.17G Hz，只有較小的節(jié)能核心Cortex-A510運(yùn)行頻率尚可，但也僅為1.8GHz。從另一個測試泄露的數(shù)據(jù)來看，Exynos 2200的Cortex-X2超大核心頻率也僅為2.59GHz，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到業(yè)內(nèi)比較主流的3GHz水平。

出現(xiàn)這一情況的原因，可能與三星在這款SOC上采用5nm LPE工藝有關(guān)。令人疑惑的是，三星自家的4nm工藝顯然表現(xiàn)更好，并且已經(jīng)計(jì)劃為高通代工驍龍新旗艦SoC，為何沒有在自家產(chǎn)品上使用呢？三星5nm LPE工藝無疑是拖累SoC最終性能表現(xiàn)的原因之一。另一個重要原因則是GPU。目前三星希望在GPU性能上能夠和高通甚至蘋果相提并論，因此才和AMD聯(lián)合研發(fā)應(yīng)用在移動計(jì)算上的RDNA 2架構(gòu)，同時還加入了不少高級功能。問題是這些功能需要更多的晶體管支撐，這可能使得GPU在發(fā)熱和能耗方面的表現(xiàn)變得難以控制，這可能也是三星不得不將超大核心的Cortex-X2運(yùn)行在較低頻率的原因之一。值得注意的是，一些測試顯示，最新的Exynos 2200的圖形性能相比更早期的版本還要低一些。Exynos 2200在曼哈頓測試中只能運(yùn)行在127.5fps的幀率上，早期版本這個數(shù)據(jù)是170.7fps，這顯示三星在能耗控制、頻率方面執(zhí)行了新的策略。

除了上述消息外，還有一個更令人驚訝的消息就是三星可能正在考慮移除Exynos 2200上的Cortex-X2超大核心，轉(zhuǎn)而直接使用4核心Cortex-A710搭配4核心Cortex-A510的方案。這樣一來，整個SoC就有更大的散熱余量用來驅(qū)動GPU部分從而獲得更強(qiáng)悍的圖形性能，其中前者運(yùn)行在2.5GHz頻率上，后者運(yùn)行在1.73GHz頻率上。如果三星采用這種方案的話，理論上失去了Cortex-X2后CPU的整體性能會下跌超過30%，但是考慮到移動SoC熱動態(tài)調(diào)節(jié)頻率的機(jī)制，在實(shí)際使用中性能到底會降低多少還不好說。

總的來看，目前Exynos 2200的消息比較撲朔迷離，而且存在自相矛盾的情況，考慮到這是三星首次和AHD合作，并計(jì)劃大幅度提升圖形性能，因此Exynos 2200的配置更可能采用“1+3+4”的三叢集方案，只是在功耗方面三星還需要努力，讓產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行表現(xiàn)更為出色和合理。

蘋果：A16重新帶來顯著性能提升

蘋果在iPhone 13系列手機(jī)上使用了全新的A15 SoC，隨后的各項(xiàng)測試表明，A15在CPU的性能提升方面沒有想象中那么大，反倒是性能功耗比有顯著提升。在未來的A16上，目前有信息顯示，蘋果計(jì)劃重新設(shè)計(jì)架構(gòu)，持續(xù)提升CPU的性能。

在新的A16上，蘋果將采用臺積電的4nm工藝。這一點(diǎn)和之前的傳言不同，之前有消息稱蘋果A16將導(dǎo)入臺積電3nm工藝，但實(shí)際上由于3nm工藝過于復(fù)雜、開發(fā)周期過長等原因，臺積電宣布將其延期3～4個月，目前計(jì)劃在2021年進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)生產(chǎn)，2022年才能進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)周期。對蘋果來說，如果要在2022年9～10月發(fā)布新一代手機(jī)的話，那么處理器應(yīng)該在5月前就準(zhǔn)備好并進(jìn)入大規(guī)模量產(chǎn)周期。但是臺積電的3nm工藝存在不確定性，導(dǎo)致蘋果不得不在A16上使用更為穩(wěn)妥的5nm工藝改進(jìn)版本也就是臺積電的4nm工藝。

即使受到工藝問題的影響，蘋果依舊計(jì)劃升級A16處理器的架構(gòu)。新的CPU大核心架構(gòu)代號為Avalanche，中文意思是“雪崩”，對應(yīng)之前的“firestorm”（風(fēng)暴大火）。小核心的架構(gòu)代號是Blizzard，中文意思是“暴風(fēng)雪”，對應(yīng)之前的“kestorm”（冰暴）。“Avalanche”搭配“Blizzard”的新組合，預(yù)計(jì)將帶來20%以上的CPU性能提升，這也是蘋果在A13之前每代都可以實(shí)現(xiàn)的處理器性能提升幅度。

2022年移動SoC大戲即將開幕

介紹完2022年高通、三星、聯(lián)發(fā)科和蘋果四大廠商即將發(fā)布的旗艦SoC的消息，可以看到雖然在基礎(chǔ)的CPU架構(gòu)上，高通、三星和聯(lián)發(fā)科的選擇非常相近，但是各家還是在盡力體現(xiàn)自己的獨(dú)特性。比如高通集成的全新X65基帶、三星RDNA2架構(gòu)的GPU以及聯(lián)發(fā)科所采用的臺積電全新4nm工藝。尤其是聯(lián)發(fā)科，在新工藝的加持下可能會帶來令人驚訝的性能和功耗表現(xiàn)。至于蘋果，雖然A15的性能提升幅度沒有前幾次升級那么大，但是測試表明，目前A15甚至A14的性能依舊可以輕松超越一眾安卓手機(jī)上的SoC?？偟膩砜矗?022年的移動SoC市場還是頗有看頭的，各大廠商都在持續(xù)努力，力求給用戶帶來更好的移動應(yīng)用體驗(yàn)，值得期待。