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麒麟芯片成就華為走向高端

2017-04-11

從2016年11月華為Mate 9 /Mate 9 Pro發(fā)布,到2017年2月榮耀V9和華為P10 /P10 Plus 相繼發(fā)布,,這幾款都是華為和榮耀的高端旗艦機(jī)型,,且搭載的都是華為最新旗艦芯片--麒麟960處理器。麒麟960一經(jīng)推出就獲得了“世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)領(lǐng)先科技成果獎(jiǎng)”,,并被美國(guó)科技媒體Android Authority評(píng)選為“2016最佳安卓手機(jī)處理器”。從2014年華為發(fā)布麒麟開(kāi)始,,華為高端旗艦手機(jī)均采用自主研發(fā)的麒麟處理器,,并且取得相當(dāng)不錯(cuò)的業(yè)績(jī)。如一機(jī)難求的華為Mate 7,,如引領(lǐng)手機(jī)拍照革命的P9,,如定價(jià)上萬(wàn)還遭瘋搶的Mate 9保時(shí)捷版,華為麒麟芯片助力華為手機(jī)走穩(wěn)了高端之路,。

排名前三手機(jī)廠商的旗艦機(jī)都搭載自研處理器

如果我們看一下2016年的全球手機(jī)出貨量排行榜,,會(huì)發(fā)現(xiàn)排名前3的三星、蘋(píng)果,、華為,,都有一個(gè)共同點(diǎn)——那就是都有自主研發(fā)處理器的能力。其實(shí)這并不意外,,雖然因?yàn)楫a(chǎn)業(yè)分工的原因現(xiàn)在生產(chǎn)一臺(tái)手機(jī)的門(mén)檻很低,,但是手機(jī)行業(yè)依然是集各種技術(shù)于一身的科技行業(yè),能夠自己設(shè)計(jì)處理器是科技研發(fā)實(shí)力的體現(xiàn),,企業(yè)擁有強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力在行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中自然是有優(yōu)勢(shì)的,。

五年猛抓用戶(hù)痛點(diǎn) 華為手機(jī)+麒麟芯片實(shí)現(xiàn)雙贏

五年猛抓用戶(hù)痛點(diǎn) 華為手機(jī)+麒麟芯片實(shí)現(xiàn)雙贏?巧合的是,這三家手機(jī)采用自己設(shè)計(jì)的處理器的順序也是如此,。三星處理器自不必說(shuō),,早期的iPhone也采用三星處理器,2010年6月劃時(shí)代的iPhone 4發(fā)布,,這是iPhone首次搭載蘋(píng)果自己的處理器(之前的iPad的已經(jīng)搭載了),。華為其實(shí)在2009年就推出了自己的K3處理器,不過(guò)面對(duì)的是山寨市場(chǎng)而且不太成功,,很多人并不知道,。可能是受iPhone4成功的影響,也可能是受K3失敗的影響,,華為在閉關(guān)兩年之后推出了K3V2處理器,,并且第一次在自家手機(jī)中采用,而且是定位旗艦的D2,、P2,、Mate 1、P6等機(jī)型,。P6因超薄時(shí)尚的外觀,,領(lǐng)先的性能,銷(xiāo)量超過(guò)200萬(wàn)臺(tái),,這給華為手機(jī)奠定了良好的品牌基礎(chǔ),。

率先進(jìn)入四核時(shí)代

有人說(shuō)手機(jī)行業(yè)用短短幾年的時(shí)間走完了PC行業(yè)幾十年的道路,這句話(huà)可能略顯夸張,,但是也不無(wú)道理,,比如處理器的核數(shù)。有人會(huì)問(wèn),,核多有用嗎,?當(dāng)然有用,在手機(jī)端因?yàn)殡姵氐南拗?,功耗的控制非常的重要,,大小核的設(shè)計(jì)就是為了在功耗和性能之間取得平衡。當(dāng)前業(yè)界公認(rèn)的智能手機(jī)領(lǐng)域最強(qiáng)的處理器蘋(píng)果的A10就采用了兩大兩小四核的設(shè)計(jì),,ARM陣營(yíng)因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)激烈,,在2012年就進(jìn)入了四核大戰(zhàn),華為搶先在當(dāng)時(shí)移動(dòng)處理器領(lǐng)域的大佬TI,、高通等業(yè)界大佬之前推出了四核的K3V2,,而且是當(dāng)時(shí)業(yè)界體積最小的四核A9架構(gòu)處理器,引起廣泛關(guān)注,。K3V2有四個(gè)A9內(nèi)核,,主頻分為1.2GHz和1.5GHz,,低頻小核功耗低,,高頻大核性能好,通過(guò)DVFS動(dòng)態(tài)電壓頻率調(diào)整可以很好的兼顧性能和功耗,。

K3V2不管是四核的設(shè)計(jì)還是大小核的選擇在當(dāng)時(shí)很先進(jìn)的,,但是K3V2的GPU部分采用了比較少見(jiàn)的Vivante公司的GC4000,使用TSMC 40nm工藝制造,。不夠先進(jìn)的制造工藝和GC4000這款GPU的兼容性問(wèn)題,,使得K3V2出現(xiàn)了功耗問(wèn)題。

SoC是手機(jī)處理器不可逆轉(zhuǎn)的潮流

看看現(xiàn)在移動(dòng)處理器市場(chǎng),除了既設(shè)計(jì)處理器又生產(chǎn)手機(jī)的三星,、蘋(píng)果,、華為這3家外,在公開(kāi)市場(chǎng)只有高通,、聯(lián)發(fā)科以及少量的展訊處理器可選,。而在智能手機(jī)初期,移動(dòng)處理器領(lǐng)域可謂是大佬云集,,TI,、Nvidia、甚至后來(lái)的Intel都是IC行業(yè)的翹楚,,可是這些大佬都先后退出了這個(gè)領(lǐng)域,,因?yàn)樗麄兌加龅搅艘粋€(gè)至關(guān)重要的問(wèn)題——基帶(Baseband)。不同于PC行業(yè),,移動(dòng)處理器的高集成度使得SoC大行其道,。華為的K3V2也是CPU+GPU的組合,并沒(méi)有集成基帶,,在推出K3V2的一年之后,,華為推出的麒麟910,首次集成了自研的Balong710基帶,,成為一款真正意義上的手機(jī)SoC,,這是一項(xiàng)并不容易的事情,蘋(píng)果至今沒(méi)有做到,,intel沒(méi)有做到,,三星在幾年后才做到。

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說(shuō)到基帶,,很多人會(huì)想當(dāng)然的認(rèn)為華為是做通信起家的,,做好基帶是理所當(dāng)然的事情。其實(shí)不然,,曾經(jīng)通信設(shè)備領(lǐng)域的老大愛(ài)立信和IC巨頭意法半導(dǎo)體的移動(dòng)芯片合資公司意法-愛(ài)立信(ST-Ericsson)在虧損27億美金后也黯然退出,,這足以說(shuō)明基帶并不好做?;鶐鞘謾C(jī)中的一塊電路,,負(fù)責(zé)完成移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中無(wú)線(xiàn)信號(hào)的解調(diào)、解擾,、解擴(kuò)和解碼工作,,并將最終解碼完成的數(shù)字信號(hào)傳遞給上層處理系統(tǒng)進(jìn)行處理,可以理解為通信模塊,。支持什么樣的網(wǎng)絡(luò)制式(GSM,、WCDMA,、TD-LTE等 )以及什么頻段都由基帶決定。如果移動(dòng)設(shè)備沒(méi)有了基帶就無(wú)法接打電話(huà),、無(wú)法用3G/4G上網(wǎng),,也就不能稱(chēng)之為手機(jī)了,基帶的重要性由此可見(jiàn)一斑,。華為高端手機(jī)定位商務(wù)用戶(hù),,商務(wù)用戶(hù)很大的一個(gè)特點(diǎn)就是差旅很多,而且出差范圍很可能是全球性的,,這就要求手機(jī)能適應(yīng)全球各地的通信網(wǎng)絡(luò),。這時(shí)候華為在基帶方面的優(yōu)勢(shì)就顯示出來(lái)了,支持最全的網(wǎng)絡(luò)制式和頻段,。華為手機(jī)能夠在商務(wù)市場(chǎng)異軍突起,,優(yōu)秀的基帶功不可沒(méi)。麒麟910集成了Balong710基帶是華為處理器的一大進(jìn)步,,到了920時(shí)代,,麒麟處理器更是集成全球首個(gè)支持Cat6的商用基帶,技術(shù)實(shí)力可見(jiàn)一斑,。2015年11月的 全球移動(dòng)寬帶論壇(MBB)上華為公開(kāi)展示了最新一代終端芯片解決方案巴龍Balong 750,。Balong 750在全球范圍內(nèi)第一個(gè)支持了LTE Cat.12/13網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),理論下載速率高達(dá)600Mbps,,而上傳也達(dá)到了150Mbps,。而此時(shí),高通最新的MDM9x45也僅支持到Cat.10,,下載450Mbps,、上傳100Mbps,聯(lián)發(fā)科則更加落后,。

毫無(wú)疑問(wèn),,華為在基帶芯片是領(lǐng)先的,2014年華為發(fā)布麒麟920,,此時(shí)搭載麒麟920芯片的的是華為Mate7和榮耀6,、榮耀6 Plus。Mate7自不必多說(shuō),,萬(wàn)人空巷,,一機(jī)難求。榮耀6率先推出平行雙鏡頭,,大光圈模式,,也是華為手機(jī)史上的一顆璀璨明珠,。這幾款手機(jī)在通話(huà)質(zhì)量,,網(wǎng)絡(luò)制式,頻段支持,毫無(wú)疑問(wèn)也是遙遙領(lǐng)先的,。

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升級(jí)8核,,安卓首發(fā)按壓式指紋使Mate 7站上高端

如果說(shuō)哪款手機(jī)讓華為站上了高端,那非華為Mate 7莫屬,,一經(jīng)推出就受到市場(chǎng)的熱捧,,甚至有多半年時(shí)間處于供不應(yīng)求的狀況。華為Mate 7為什么會(huì)大受歡迎呢,?最被人津津樂(lè)道的就是通信能力極佳,、超長(zhǎng)的續(xù)航和良好的指紋體驗(yàn)。

華為Mate 7搭載的是麒麟925 芯片,,先于高通業(yè)界首發(fā)Cat6,,這是華為通信實(shí)力的展示,也因?yàn)槿A為在通信上的多年累積,,華為手機(jī)一直以信號(hào)好著稱(chēng),。華為Mate 7的超長(zhǎng)續(xù)航深得也商務(wù)人士厚愛(ài),長(zhǎng)續(xù)航有很大一部分功勞要?dú)w功于大容量的電池,,另外就是值得注意的就是Mate 7搭載的麒麟925 從上一代的4核變成了8核(4×Cortex-A15 1.8GHz + 4 × Cortex-A7 1.3GHz的組合),,采用了big.LITTLE架構(gòu)。big.LITTLE是ARM為平衡性能和功耗的問(wèn)題所提出的解決方案,,在低負(fù)載的時(shí)候關(guān)閉大核使用小核降低功耗從而提高續(xù)航,,畢竟日常使用中多數(shù)情況下手機(jī)是低負(fù)載運(yùn)行,在更低負(fù)載的時(shí)候只有i3協(xié)處理器運(yùn)行,。大電池加上麒麟925的big.LITTLE架構(gòu)再加上系統(tǒng)的優(yōu)化,,Mate 7的續(xù)航表現(xiàn)非常優(yōu)異。

五年猛抓用戶(hù)痛點(diǎn) 華為手機(jī)+麒麟芯片實(shí)現(xiàn)雙贏

2013年9月iPhone 5S發(fā)布,,因?yàn)榧闪耸褂皿w驗(yàn)很好的按壓式指紋,,iPhone 5S成為當(dāng)年最具創(chuàng)新性的產(chǎn)品。安卓陣營(yíng)也迅速跟進(jìn),,各廠家也紛紛推出使用搭載指紋識(shí)別的手機(jī),,不過(guò)體驗(yàn)并不好,比如三星的滑動(dòng)式解鎖識(shí)別率較低而且不夠便捷,,HTC的指紋識(shí)別甚至爆出安全性問(wèn)題,。Mate 7搭載的按壓式指紋識(shí)別有著更好的體驗(yàn),而且因?yàn)槿A為設(shè)計(jì)處理器的緣故更加的安全,。Mate 7的指紋存儲(chǔ)與iPhone一樣都是基于ARM的TrustZone,,是芯片級(jí)的安全機(jī)制,安全是最重要的這點(diǎn)無(wú)人可以否認(rèn),。但是指紋的安全并不是誰(shuí)都能做好,,之前跟風(fēng)iPhone,,HTC推出指紋識(shí)別手機(jī)HTC One Max,該手機(jī)將用戶(hù)的指紋數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為圖片格式文件,,因?yàn)闆](méi)加密且不是芯片級(jí)的安全方存儲(chǔ),,爆出了指紋安全問(wèn)題。不僅僅是安全,,華為Mate 7的指紋解鎖速度比iPhone5S還要快,,華為手機(jī)產(chǎn)品線(xiàn)副總裁、華為Mate 7產(chǎn)品總監(jiān)李小龍表示“麒麟925芯片,,它里面有一個(gè)安全區(qū),,安全區(qū)的處理能力比外面的大處理器是要弱很多的,它的運(yùn)算效率是不如外面的,,為了提高運(yùn)算效率,,經(jīng)過(guò)反復(fù)優(yōu)化解鎖的時(shí)間才小于1秒” 。

Mate 7很成功,,非常的成功,,使得華為手機(jī)站穩(wěn)了3000元的價(jià)位,進(jìn)入高端手機(jī)的行列,,這背后的首要功臣非麒麟925莫屬,。big.LITTLE的大小核架構(gòu)和i3協(xié)處理器的加入使得Mate 7在性能和功耗上取得了很好的平衡,提升了續(xù)航,,芯片級(jí)的保護(hù)措施和算法優(yōu)化又使得Mate 7的指紋體驗(yàn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手,。

后來(lái)取得了成功的麒麟910就是在K3V2的基礎(chǔ)上改進(jìn)的,使用了28nm制程和替換了Mali450MP4 GPU,,CPU還是4核A9,,從這方面來(lái)看K3V2的四核設(shè)計(jì)還是很成功的。K3V2為麒麟910跨進(jìn)SoC,,以及后續(xù)工藝制程的選擇等提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn),。

拍照越來(lái)越重要,P9銷(xiāo)量超1200萬(wàn)

如果留心觀察會(huì)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在幾乎沒(méi)有人再使用卡片機(jī)拍照了,,因?yàn)槭謾C(jī)拍照替代了卡片機(jī),,拍照成為手機(jī)越來(lái)越重要的功能。在2016年華為攜手徠卡一起推出P9雙攝像頭手機(jī),,德味一時(shí)之間成了流行語(yǔ),。P10發(fā)布會(huì)后余承東透露P9系列銷(xiāo)量超1200萬(wàn),實(shí)際的銷(xiāo)售數(shù)字證明P9絕對(duì)是成功的,。想做好拍照其實(shí)并不容易,,搭載徠卡雙攝像頭是一大賣(mài)點(diǎn),但并不是說(shuō)搭載了徠卡雙攝像頭就一定會(huì)拍照好,,這還需要 ISP(Image Signal Processing 圖像信號(hào)處理)的處理,。

五年猛抓用戶(hù)痛點(diǎn) 華為手機(jī)+麒麟芯片實(shí)現(xiàn)雙贏

手機(jī)拍照的過(guò)程大致是:光線(xiàn)穿過(guò)鏡頭到傳感器將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào),,傳感器轉(zhuǎn)化后的電信號(hào)經(jīng)過(guò)ISP處理并存儲(chǔ)為數(shù)字照片。也就是說(shuō),,我們品評(píng)照片時(shí)常說(shuō)的圖片的銳化,、降噪,、優(yōu)化色彩等都是在ISP中處理完成的,,除此之外,如今的ISP還肩負(fù)著實(shí)現(xiàn)相位,、激光,、反差等混合對(duì)焦運(yùn)算以及提供對(duì)于雙攝像頭支持等的重任,對(duì)于拍照影響重大,。

從用在Mate 8之上的麒麟950開(kāi)始,,華為處理器開(kāi)始采用自研的ISP模塊,并集成在SoC中,。自研的ISP模塊使得華為可以從底層來(lái)優(yōu)化照片的處理,,呈現(xiàn)出漂亮的樣張,事實(shí)也證明從P9開(kāi)始華為已經(jīng)躋身全球手機(jī)拍照的第一陣營(yíng),,根據(jù)專(zhuān)業(yè)相機(jī)評(píng)測(cè)網(wǎng)站DXOMARK公布的最新的數(shù)據(jù)顯示華為P10的拍照成績(jī)87分,,超過(guò)86分的iPhone7,這優(yōu)異成績(jī)的背后,,華為自研ISP居功至偉,。

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踩對(duì)節(jié)點(diǎn),采用16nm制程取得先發(fā)優(yōu)勢(shì)

3月23日,,高通835實(shí)現(xiàn)了亞洲首秀,,可是使用驍龍835處理器的手機(jī)依然沒(méi)有面世,只有個(gè)別廠商的PPT發(fā)布,,究其原因是因?yàn)?0nm的量產(chǎn)問(wèn)題導(dǎo)致了出貨延遲,。而此時(shí),華為已經(jīng)陸續(xù)發(fā)布了Mate 9 /9 Pro,、榮耀V9,、P 10/10 Plus,因?yàn)槿A為沒(méi)有冒險(xiǎn)采用還不成熟的10nm而是選擇了成熟的16nm制程,。高通和華為都是Fabless廠家,,主要負(fù)責(zé)芯片的設(shè)計(jì)(也有部分自己的IP核),而生產(chǎn)制造是交給TSMC,、三星這樣的Fab廠,,選擇合適的制程工藝是很重要的一步。

2014年高通選擇了20nm的制程來(lái)制造驍龍810,,結(jié)果Cortex-A57的功耗成了問(wèn)題,,導(dǎo)致使用驍龍810的手機(jī)都出現(xiàn)發(fā)熱過(guò)大的問(wèn)題,。高通驍龍810的過(guò)熱問(wèn)題很大一部分原因是由于采用的工藝制程不夠先進(jìn)造成的,選擇合適的制程是芯片設(shè)計(jì)非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié),。華為在2015年先于所有廠商與臺(tái)積電進(jìn)行合作,,推出首款基于16nm FinFET工藝、可全功能運(yùn)行的32核4位Cortex-A57架構(gòu)網(wǎng)絡(luò)處理器---麒麟950處理器,,這也是業(yè)界第一款采用16nm FinFET工藝的移動(dòng)處理器,。當(dāng)然三星的14nm FinFET也很優(yōu)秀,不過(guò)從后來(lái)同時(shí)采用這兩個(gè)工藝的蘋(píng)果A9的表現(xiàn)來(lái)看,,臺(tái)積電的16nm FinFET似乎更好一些,。

五年猛抓用戶(hù)痛點(diǎn) 華為麒麟芯片走向高端

對(duì)手機(jī)而言,先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手推出產(chǎn)品就容易獲得更好的銷(xiāo)量,,尤其是在當(dāng)下競(jìng)爭(zhēng)白熱化的手機(jī)市場(chǎng)中,。在麒麟960的IP核選擇與制程選擇上,華為選擇了ARM最新的優(yōu)化過(guò)功耗的Coretex-A73微架構(gòu)與TSMC的16nmFinFET Plus制程,,即能保證處理器的性能與功耗又不擔(dān)心量產(chǎn)問(wèn)題,。于是麒麟960就先于驍龍835誕生了,事實(shí)證明這次的選擇是成功的,,麒麟960有多成功,?被美國(guó)科技媒體Android Authority評(píng)選為“2016最佳安卓手機(jī)處理器”已經(jīng)足以說(shuō)明。

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結(jié)語(yǔ)

從2012年推出K3V2并用在自家旗艦機(jī)上到麒麟960的大獲成功,,華為用了5年的時(shí)間,,短短5年時(shí)間華為完成了蛻變,也是這5年的時(shí)間華為從主打運(yùn)營(yíng)商渠道的低端機(jī)搖身一變成為國(guó)內(nèi)手機(jī)市場(chǎng)當(dāng)之無(wú)愧的大哥,。從麒麟910開(kāi)始,,華為就把麒麟芯片用在了自己的旗艦機(jī)上,開(kāi)始不被人看好,,隨著技術(shù)的進(jìn)步和更迭,,到了Mate 9/Mate9 Pro、P10/P10 Plus麒麟960已經(jīng)成為了手機(jī)暢銷(xiāo)的助力,。不管是華為推出四核處理器還是八核處理器,,是采用16nm制程還是自研ISP,也不管是華為手機(jī)主打拍照還是安全和續(xù)航,,麒麟處理器和華為手機(jī)每一步都踩對(duì)了節(jié)點(diǎn)和抓住了用戶(hù)的痛點(diǎn),,最終在短短5年時(shí)間內(nèi)雙雙獲得成功。


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