手机处理器发展历程及现状VIP免费

处理器SoC是手机中的核心，它直接决定了手机的性能。经过近二十年的发展，虽然它的基本原理和核心结构并没有发生化，但是它的处理器性能、CPU主频、内存，通信基带等都有了很大的进步。该文介绍了手机SoC的基本原理、发展历程、最新一代产品的特征以及未来的发展趋势。手机SoC的基本原理SoC(SystemonChip)即片上系统，是一个专用的集成电路，包含了完整的系统并有嵌入软件的全部内容。它是手机的核心莫块，集成了手机的CPU、GPU、DSP、RAM、通信基带、GPS等部件。下面主要介绍SoC中的几个核心部件。(1)CPU(CentralProcessingUnit)是整台手机的控制中枢，也是逻辑部分的控制中心。其功能与PC中的CPU一样,所有任务都要经过它的处理控制才能完成。CPU的架构对其整体性能起到了决定性的作用，使用不同架构的CPU在同主频下，其性能差距可达到2~5倍。此外，主频、RAM、核心数、能耗等也是决定CPU性能指标的重要参数。(2)GPU(GraphicsProcessingUnit)的作用类似于PC机中的显卡。它是一块高度集成的芯片，其中包含了图形处理所需的元件。对于GPU来说，它的性能由多边形生成速率和像素渲染能力决定。在传统的智能机中，所有的软件和游戏都由CPU来处理，而如今GPU担起图像显示的任务，并且还提供了视频播放、视频录制和照相时的辅助处理功能，这使得CPU被大大解放，手机SoC的整体性能也有了较大的提升。(3)DSP(DigitalSignalProcessing)是与手机中拍照和录像功能密切相关的一个部件，它专注于处理图像和各种音频。DSP的主要功能是进行难度较高的计算处理，在拍照时根据算法对画面进行优化，比如降噪、曝光补偿、色彩校正等。目前，DSP正在进一步加强深度学习、人工智能等相关功能，这将为用户带来更好的拍摄画质和更出色的使用体验。（4）通信基带是手机终端中难度最高的核心部分，主要负责移动通信功能。基带芯片是用来将音频合成为即将发射的基带信号，或把接收到的基带信号解码为音频信号。此外，它还负责对输入输出的文字、图片等信息的解码和编码。与其他芯片不同的是，基带芯片中包含了独立的CPU、DSP、调制解调器等部件，以减少对系统CPU资源的占用。手机SoC发展历程伴随着智能手机的诞生，手机SoC也应运而生。2000年，摩托罗拉发布了名为天拓A6188的手机，这是世界首款真正意义上的智能手机，运行PPSM(PersonalPortableSystemsManag-er)操作系统，搭载了摩托罗拉自主研发的DragonballEZ(龙珠)处理器。这款处理器的主频虽然只有16MHz，但它是第一款运用在智能手机上的处理器，为如今智能手机的普及奠定了基础。早期的手机SoC性能比较低，兼容性不强，功耗高。许多芯片制造厂商为了解决这些问题研发了很多产品，其中主要有德州仪器，Nvidia，Marvell，Intel，高通，苹果，三星，联发科，海思麒麟等等。下面简单介绍几款具有代表性的移动SoC:NvidiaTegra2早期手机SoC的CPU部分多采用单核心的设计，且主频不高。2011年，NVIDIA在CES(InternationalConsumerElectronicsShow)展场上，发布NvidiaTegra2片上系统处理器。这块处理器基于台积电的40nm的制程工艺，采用了ARM的架构，集成了2.6亿个晶体管，内建了2个处理器核心，主频为1GHz。这是世界上第一款双核心的手机SoC，开启了手机SoC的多核心时代。苹果A7处理器2013年秋,苹果发布了iPhone5s,搭载了全球首款64位手机处理器,并且内建一个M7协处理器，用以处理各种传感器数据——加速度传感器，指南针、陀螺仪等，减轻了CPU的负担，节省了能耗。华为海思麒麟9702017年,华为旗下的海思半导体发布了麒麟970处理器，这款处理器是世界首款AI芯片，首次引入了NPU(Neural-net-workProcessingUnit)模块。随着人工智能技术的发展，传统的手机处理器已经不能满足日益增长的运算量。NPU——用来专门处理人工智能计算的芯片，将深度学习、图像处理等相关的运算接管过来，减轻CPU、GPU的压力，从而降低功耗。因为NPU的协同计算，搭载麒麟970的手机在图像识别速度上，可达到约2000张/分钟。新一代SoC发展现状目前智能手机处理器多采用ARM的架构,并且随着制程工艺的更新，性能越来越强悍,甚至可以比肩某些桌面级的处理器。最新的制程工艺已经达到了7nm的级...