趣史 | 手機處理器的一些小歷史

SoC (Systemon Chip) 即片上系統, 是一個專用的積體電路, 包含了完整的系統並有嵌入軟體的全部內容。2000年, 摩托羅拉釋出了名為天拓A6188的手機, 這是世界首款真正意義上的智慧手機, 執行PPSM (Personal Portable Systems Manager) 作業系統, 搭載了摩托羅拉自主研發的Dragon ball EZ 處理器。早期的手機SoC效能比較低, 相容性不強, 功耗高。德州儀器, Nvidia, Marvell, Intel, 高通, 蘋果, 三星, 聯發科, 海思麒麟等晶片製造廠商為了解決這些問題研發了很多產品。

NvidiaTegra2

2011年, NVIDIA在CES (International Consumer Electronics Show) 展場上, 釋出NvidiaTegra2片上系統處理器。這塊處理器基於臺積電的40nm的製程工藝, 採用了ARM的架構, 集成了2。6億個電晶體, 內建了2個處理器核心, 主頻為1GHz。這是世界上第一款雙核心的手機SoC。

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蘋果A7處理器

2013年秋, 蘋果釋出了iPhone5s, 搭載了全球首款64位手機處理器, 並且內建一個M7協處理器, 用以處理各種感測器資料——加速度感測器, 指南針、陀螺儀等, 減輕了CPU的負擔。

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華為海思麒麟970

2017年, 華為旗下的海思半導體釋出了麒麟970處理器, 這款處理器是世界首款AI晶片, 首次引入了NPU (Neural-network Processing Unit) 模組。NPU——用來專門處理人工智慧計算的晶片, 將深度學習、影象處理等相關的運算接管過來, 減輕CPU、GPU的壓力, 從而降低功耗。因為NPU的協同計算, 搭載麒麟970的手機在影象識別速度上, 可達到約2000張/分鐘。

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最新一代手機cpu

最新的製程工藝已經達到了7nm的級別。現如今, 綜合排名前三的手機CPU也已被廣泛應用於各大手機廠商的智慧手機中, 它們分別是:蘋果A12處理器、高通驍龍855處理器和華為海思麒麟980處理器。

蘋果的A12處理器是世界上第一款實現量產和商用的7nm處理器,, 它的NPU從之前的雙核直接提升到了八核心設計, 並且擁有更大的CPU和更大容量的快取結構。

2018年, 高通公司釋出驍龍855處理器, 7nm整合工藝, Kryo485CPU, 採用了1+3+4的三叢集架構:1代表一顆主頻為2。84Ghz, 是基於Cortex-A76的核心;3是指3顆中核, 主頻為2。41Ghz;4指4枚小核心, 主頻為1。78GHz。

2018年華為公司的海思麒麟980晶片採用了臺積電7nm工藝製造, 整合69億個電晶體, 這使得麒麟980效能比之前提升了20%, 能效提升了40%。雙核NPU處理器實現每分鐘識別4500張影象, 支援很多種不同的AI場景。

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國內現狀及未來的發展方向

近年來我國的SoC在技術和質量有了很大提高, 但仍面臨著功耗等問題。預計未來我國要集中精力攻克SoC發展的關鍵技術, 加大力度開發晶片軟體, 增強對移動通訊和網際網路的關注度。