[轉載]驍龍 820/Exynos 8890/麒麟 950/聯發科 X20：誰最強？

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最近，各大晶片廠商都公佈了專為明年移動設備設計的新一代旗艦級一體式SoC系統級移動晶片。其中，高通正式推出了Snapdragon 820，三星推出了Exynos 8890，華為海思推出了麒麟 950，聯發科雖未正式公佈，但在今年年初也已經透露了2016年的旗艦晶片計劃。除了關於高通KRYO和三星定制內核的更具體細節還有所隱藏之外，這些晶片大多分資訊都已經公佈。下面我們就來做個比較詳細的初步對比，讓大家提前瞭解明年上半年市場有多激烈。

下面這張表是這批新處理器官方公佈的基本參數規格對比：



要麼定制內核，要麼就是堆“多核”
2015年無疑是晶片領域經歷“多核戰爭”的一年，幾乎所有主要的晶片廠商都發佈了八核心的處理器。不過，2016年戰場分割開來了，雖然海思、聯發科和三星仍繼續採用ARM的big.LITTLE架構設計，但高通的Snapdragon 820已經重新回歸四核心（不對稱的2×2集群）設計。另一方面，聯發科仍堅持“多核”戰略，甚至在Helio X20中進擊的採用了10核心設計，將低、中、高三組不同檔次內核組合到一起，能夠在不同場景中從低功耗內核快速平穩切換到高性能內核。

ARM最初提供的big.LITTLE架構設計方案，就是以高性能與低功耗CPU內核混合為基礎，目的是針對不同的任務平衡功耗和性能。高通的Snapdragon 820中使用了4個幾乎相同的定制CPU內核，命名均叫做KRYO，不過高通借鑒了big.LITTLE的設計，選擇了不同頻率內核組成兩組異構CPU集群。高通專注於異構計算（Heterogeneous Compute），因此有信心吹捧KYRO內核性能提升同時，仍可以讓功耗保持在非常低的水平。

說到異構計算，無論是聯發科的X20還是海思的麒麟950，均配備了ARM微控制器為基礎的“協處理內核”，該內核的主要工作就是接管那些“全天候”的任務，以達到省電的目的，其中聯發科X20的“輔助運算器”採用的ARM公版設計的Cortex-M4內核，而麒麟950則使用了更加強大的Cortex-M7內核，ARM早期就已經說明了這兩個內核的特徵，不僅高能效，更有助於讓設備在閒置和休眠時最大化地降低能耗。

高通Snapdragon 820沒有“輔助運算器”，但為此準備了重新設計的Hexagon 680 DSP，作用相當於完全獨立的“輔助運算器”。不過，Hexagon 680 DSP除了主要負責作為與各類“持久續航”感測器的樞紐之外，還供了超低功耗的高級圖像處理能力，幫助攝像頭及計算視覺應用時加速ISP等，負責更多CPU和GPU之外的工作。

對比過去，相信大家都發現了，所有未來的移動SoC晶片，設計上將變得越來越複雜了，也越來越強大了。

形成差異化的定制CPU內核
高通Snapdragon 820不僅回歸到了四核心設計，而且還延續了之前定制CPU內核的習慣，而不再像Snapdragon 810那樣直接採用公版的Cortex-A57或A53設計，只不過其定制的KRYO內核還是試用了與其他主流移動處理器相同的ARM v8-A (32/64-bit)指令集。

高通沒有“解剖”最新的KRYO內核，不過高通與早前“金環蛇（Krait）”時代所做的又有所不同。高通將Snapdragon 820的兩個組內核調整為不同的頻率，而且兩個不同頻的內核還分別配置了不同的緩存。雖然不是ARM的big.LITTLE設計方案，但思路和體系結構卻基本相同，這樣的設計有助於對能效和性能進行更深入的優化。

KRYO是高通首款定制設計的64位四核CPU內核，面向異構計算而高度優化，並利用Symphony系統管理工具，將任務調度和功率管理延伸至整個處理器各項組件，包括CPU、Spectra ISP、驍龍顯示引擎、GPU、GPS和記憶體系統，針對不同的任務可以更有效的結合起來，最大化地提升系統性能和效能。高通表示定制的KRYO內核，相比上一代晶片性能和續航時間提升了兩倍，我們不清楚在實際應用中是否有如此明顯的表現，因為最近的一些測試表明了只有超過30%的提升。

三星終於也走向了自主定制高性能CPU內核的道路，最新的Exynos 8890 SoC晶片中有4個是定制內核，三星表示在定制內核的幫助下，Exynos 8890相比Exynos 7420性能提升30%，能效也提升了10%。換句話說，Exynos 8890單核心性能應該非常強勁，不過與高通不同的是，三星的晶片仍採用了ARM的big.LITTLE設計方案，即4個定制的高性能CPU內核加上4個低功耗的Cortex-A53內核。

毫無疑問，高通和三星都在為單核性能提升而努力，而且也都在設計更適合智慧手機的晶片，無論是性能還是能耗方面，真的輸贏還說不準，因為他們都採用了定制的高性能CPU內核，而非ARM直接提供的Cortex-A72內核，能效的收益應該比公版更加客觀。對於後起的兩家晶片廠商聯發科和海思，依然採用了公版A73加上A53的設計，聯發科認為X20使用2個A72能夠達到絕佳的平衡點，而麒麟950則使用了4個峰值性能的內核。

雖然目前這些晶片還未正式出貨，但是我們可以預見，到了2016年，各廠商在CPU設計上可能還將會發生更大的變化，屆時將導致各個晶片在性能和能效方面產生一些非常不同的結果。

GPU圖形處理單元
這批全新的晶片全都升級了最新的GPU組件。

AMR提供的Mali-T800是新一代後代高端移動GPU，官方稱其能效提升了40%，並且新的設計晶片廠通過自行定制GPU內核數量性能最高可以提升80%。

聯發科的Helio X20和海思的麒麟920均是ARM公版GPU，而且也都定制了四核設計。三星在今年年終與ARM簽署了GPU長期合作協定，所以未來所有的三星搭載自家Exynos晶片都將採用來自ARM的Mali GPU。三星沒有公佈Exynos 8890中Mali-T800的核心數量，不過初步測試有可能是Mali-T880 MP12，也就是12個圖形核心，性能上無疑暴打聯發科和海思。

真正採用自家GPU的在這之中只有高通了，根據高通的表述，新一代型號為Adreno 530的GPU，與Adreno 430相比可提供高達40%的圖形處理性能、計算能力和功率利用率，同時還能降低40%的功耗。高通為其優化了很多，包括支持OpenGL ES 3.1+AEP和DirectX 12，支持硬解h.265（HEVC）4K@60fps，還有VR虛擬現實技術等等。

性能上對比誰強誰弱？
上面說了這麼多，我們都沒有提到的一點就是，這批晶片幾乎都採用了全新的製程工藝，其中三星憑藉自家的14nm FinFET工藝最為領先。高通Snapdragon 820也採用了14nm工藝制程，不出意外就是三星的工藝。麒麟950採用的則是台積電的16nm FinFET工藝，理論上比之前任何一代麒麟能效都更高。而聯發科的Hello X20仍停留在目前主流的20nm工藝制程。

說實話，關於性能由於沒有任何搭載這些晶片的真機設備，所以很難知曉他們的真實性能。我們只能憑藉網上一些洩露的基準測試來進行初步判定，之所以說是“初步判斷”，那是因為這些成績均無法作為最終測試結果，當真機成品發佈之後，非常有可能還會發生巨大的改變。

下面是根據網路洩露匯總下來的結果：


我們可以看到，在GeekBench跑分項目上，高通的KRYO內核與ARM公版的Cortex-A72在單核性能上相當接近，相比當前一代Cortex-A57而言提升非常大。不過在CPU跑分上三星自主定制的高性能CPU內核依然如虎添翼，三星跑分從來都是業界最高，究竟定制了什麼內容非常令人期待。

擁有多內核和額外低功耗內核的聯發科Helio X20以及麒麟950，在多核性能測試上遠超過了高通，不過這是可以預料的事情，畢竟X20不僅有兩個高性能的Cortex-A72內核，還附帶了8個低功耗的Cortex-A53內核，只不過X20仍然落後於八核的麒麟950以及三星的Exynos 8890。其實放在實際使用體驗中，這些差距並不會非常顯著。

當然，真正能夠體現實力的應該還是能效水平，每瓦的性能相當重要，高通已經明確提出其Snapdragon 820最大化地提升效率和效能，究竟能否成為能效最優秀的晶片，還有待後期出貨之後測試。

有意思的是，不同的跑分應用提供的跑分成績截然不同，將AnTuTu跑分與GeekBench相比不難發現其中的差異，我們認為目前AnTuTu不足以用來參考，你可以看到三星Exynos 740的跑分比下一代旗艦Exynos 8890還高，我們不清楚是否開啟了省電模式進行測試，但當前很難作為參考。



至於GPU的性能測試，現在網上也沒有太多的資料可以提供參考，這些還有待成品智慧手機上市之後才能下定論了。總體而言，新一批旗艦級移動SoC晶片都有了非常大的提升。

有沒有差異化的獨家功能呢？
SoC既然稱之為系統級的一體式晶片，那麼肯定就不只有處理性能的定義，現在很多晶片都已經增加了不少高端的功能，比如增強的DPS、ISP等等，廠商們甚至專門為連接性和實際用戶體驗進行了深入的優化。

就目前而言，更高解析度和多ISP支持仍然是最大的賣點。高通晶片的設計目標通常放在這兩個領域，其最新的Spectra ISP圖像訊號處理器是高通最先進的雙ISP方案，支持最新的14位感測器，支持三攝像頭（雙後置攝像頭和1個前置攝像頭），支援混合自動對焦和多感測器融合演算法，支援2800萬像素的感測器。

相比而言，華為的麒麟950處理器也擁有雙ISP支援，最高可支援3400萬像素的感測器，而聯發科的Helio X20則以可以處理24fps的3200萬像素或30fps的2500萬像素視頻為賣點。

幾乎所有的晶片廠商都紛紛表示，他們對ISP圖像信號處理器和DSP數位訊號處理器進行了一定的改進，比如更快速的演算法，提升資料處理和成像速度，更廣泛的色彩和更自然的膚色等等。總體而言，每一個ISP明年都有非常明顯的改進，不過這一切在一定程度上也都將依賴於GPU的性能。

高通還有個獨家的功能，也就是Quick Charge 3.0快速充電技術，這是目前市面上最快且最有效的充電技術，Quick Charge 3.0比普通充電要快4倍，且效率比Quick Charge 2.0提高了38%。其他晶片廠商也提到了無線充電技術，但他們沒有具體公佈技術細節。

當涉及到連接性方面，高通很顯然要領先於其他廠商，其內置的X12 LTE上行將支持Cat.12類網路，最高傳輸速度也達到了150 Mbps，下行支持Cat.13，最高傳輸速度達600 Mbps，對比華為和聯發科Modem只能提供最高300Mbps的速度，並且高通的“貓”還支援2x2 MU-MIMO(802.11ac)峰值速率最高達867 Mbps，支援Wi-Fi 802.11ad三頻技術，11ad的峰值速率最高可達4.6 Gbps。

華為、高通和三星的晶片都支援LTE語音(VoLTE)和LTE視頻(ViLTE)通話服務，以及Wi-Fi高清語音與視頻通話技術。不過需要注意的是，連接性能夠提供的都是峰值速度，大多數運營商提供的網路基本無法達到，而且也從不匹配，這與網路建設有很大的關係，但這並阻礙網路技術的發展。

小結
總的來說，2016年所有的移動旗艦級晶片都在性能、續航和功能上有顯著的改進，而且行業的發展方向與2015年幾乎家家採用公版設計的思路大為不同，每一家都有自己的特色和設計思路，究竟搭載這些晶片的手機在實際體驗中哪有些差距將是非常值得關注的事情，而且未來晶片的發展方向將非常令人期待。