迟来的王者 骁龙820如何“一雪前耻”

曹操

骁龙的王者之路

“骁龙”（Snapdragon）是高通旗下高度集成的“全合一”移动处理器系列平台（SoC）（图1），并见证了中国智能手机军团的崛起。笔者并没有夸张，我们熟悉的小米等互联网手机品牌，几乎都是站在骁龙肩膀上从而一鸣惊人的。

2011年，HTC还是Android手机领域的“帝王”，如何判断Android手机的性能强弱？你只要知道HTC G3比G2好、G2比G1强即可。至于处理器是什么型号？那些都是发烧玩家才需要考虑的问题！此时，小米借助互联网向普通用户传达了一个声音：小米手机将搭载业内最强的双核处理器：Snapdragon MSM8260（隶属骁龙S3家族），并首度将双核手机打入了2000元以内的价格区间！

也正是这个时期，以安兔兔跑代表的跑分软件纷纷出炉，并证明了MSM8260性能的强悍，而“骁龙”之名也借此在普通用户心里留下了印记。随后的小米2（APQ8064，隶属骁龙S4 Pro）、小米3（骁龙800，还有搭载Tegra 4的版本）、小米4（骁龙801）、小米Note（骁龙801，顶配版为骁龙810），无一不是携骁龙之威，以“跑分帝”的角色杀入市场（图2）。随后的一加手机（图3）、努比亚、奇酷、乐视等新晋品牌，也是搭上了骁龙的顺风车而迅速被市场接纳。

小米2发布时的PPT页面

高通骁龙的强势是表现在多个方面的，比如高通在通讯基带方面的专利优势、性能强大的Adreno GPU，以及对自主微架构的坚持。在32位时代，高通骁龙处理器全部基于自家的微架构设计，比如Scorpion（骁龙S3系列），比如Krait（骁龙S4系列）。然而，就在高通埋头规划下一代64位微架构“Kryo”之际，苹果iPhone 5却提前将移动处理器带入了64位时代，而联发科、三星和华为麒麟等竞争对手也纷纷跟进。

虽然高通曾提出了“64位无用论”的观点，但消费者并不吃这一套，并纷纷表示“我可以不用（64位），但绝不能没有（64位）” ！等待“Kryo”肯定是来不及的，于是高通只能直接从ARM公司拿来了标准的公版Cortex-A57/A53架构（支持big.LITTLE），推出了骁龙810、610、410等一系列64位处理器。而高通的噩梦也就由此开始。

阴沟里翻了船

实话实说，作为高通在2015年的年度旗舰，骁龙810的规格参数还是非常抢眼的：Cortex A57核心主频高性能强，Adreno 430 GPU也领先竞争对手。遗憾的是，20nm台积电制造工艺无法满足骁龙810的热情（图4），而高通也缺乏驾驭公版Cortex-A57/A53架构的经验，因此几乎所有搭载骁龙810的手机都会面临发热、降频、费电等问题，并坑苦了包括HTC和索尼在内的一众手机厂商。骁龙810的失利，让三星Exynos 7420成为了2015年度的“王者之芯”，联发科也通过Helio X10抢走了很多原本属于骁龙家族的饭碗。

驍龙820如何找回自信

为了夺回失去的江山，高通毅然放弃了骁龙810，将全部的重心都转移到了即将而来的骁龙820。那么，骁龙820都有哪些过人之处，又是如何解决前辈所遭遇的问题呢？

更换全新工艺

所谓“一朝被蛇咬三年怕井绳”，被台积电“坑过”的高通为骁龙820寻找了另一个代工伙伴：三星14nm FinFET LPP（Low Power Plus）工艺。作为对比，三星Exynos 7420和苹果iPhone 6S所搭载的A9处理器还停留在三星14nm FinFET LPP（Low Power Early）阶段，因此骁龙820会拥有更好的功耗表现。当然，仅仅是工艺升级还是不够的，为了彻底杜绝骁龙820的发热隐患，高通对其架构也进行了大刀阔斧的改革。

自主微架构回归

没错，骁龙820终于等到了高通自主设计的64位“Kryo”微架构（图5），想怎么折腾就怎么折腾。需要注意的是，高通认为与更多的核心数量相比，提高单核心、单线程效率更有意义。因此，我们看到的骁龙820就变成了四核处理器，核心数量远不如上代的骁龙810（八核）与骁龙808（六核）。

提到“bit.LITTLE”（大小核）技术相信大家已经很熟悉了，而骁龙820也采用了类似的技术：“HMP”。简单来说，骁龙820是双核+双核构成的四核架构（图6）。其中，名为“Kryo HP”的双核心主打性能，最高频率可达2.2GHz;而名为“Kryo LP”的则主打节能，主频在1.6GHz～1.7GHz，两组内核可共享三级缓存。从高通的官方数据来看，骁龙820的功耗要比骁龙810低了30%，较骁龙801更是低了35%！

强悍且省电的GPU

高通自家的Adreno GPU向来强悍，而骁龙820也顺势升级到了Adreno 530，具备OpenGL ES 3.1+AEP、Renderscript以及全新的OpenCL 2.0和Vulkan标准等API接口，并支持硬件曲面细分、几何着色器、可编程混合等功能。用更直观的数据表示则是，Adreno 530的性能较骁龙810集成的Adreno 430强40%，但功耗却降低了40%（图7）。

跑分之外的体验改善

全新架构和更强的GPU可以提升跑分成绩，但要想改善实际的使用体验，还是需要另外两个模块的配合：ISP和DSP。骁龙820通过Spectra 14-bit双ISP处理器可同时支持三个摄像头（图8），能以每秒30帧的速度零快门延迟拍摄高达2800万像素的影像，并可让照片呈现更广泛的色彩和更自然的肤色。换句话说，ISP可以帮你拍下更好的照片和视频。

此外，骁龙820还集成了Hexagon 680 DSP，这个DSP有两方面的特性。其一是独立于耗电的CPU和GPU，与各种传感器保持沟通，进而在幕后处理一些琐碎的事情，比如通话时的语音处理转换、计步器（运动传感器）和唤醒语音助手等。其二则是可以和ISP配合，可以提升镜头里光照较低部分的清晰度，同时又不会让亮度较高的部分变得过亮，而且不会明显增加噪点（图9）。

持续领先的网络

通讯基带一直是高通的优势项目，而骁龙820凭借全新的X12 LTE Modem实现了600 Mbps的Cat.12标准的下行网络速率和150Mbps的Cat.13标准的上行网络速率（可惜国内网络暂不支持），支持时下所有主流的网络标准（全网通，这才是最重要的）。在Wi-Fi方面，骁龙820支持最新的802.11ad，可以借此同时传输多部4K Ultra HD视频，或者即时无损地将手机屏幕投放到电视上。此外，像Wi-Fi高清语音、视频通话，Wi-Fi质量实时监控等功能更是不在话下。

还有哪些新特性

其实骁龙820还有很多特色，比如它采用双通道LPDDR4 1866MHz內存，支持UFS 2.0与eMMC 5.1存储，以及Haven安全管理、Zeroth认知技术、Symphony系统管理、恶意应用识别以及QuickCharge 3.0快充等技术（图10）。

小 结

从高通提供的参数来看，骁龙820大有“洗心革面”的决心，虽然其真实的性能表现不会有官方描述的那般突出，但至少也能做到比骁龙810更强，比骁龙801更省电。目前，包括小米5、OPPO Find系列新品、三星S7等年度旗舰都已做好了迎接骁龙820的准备，在2016年中我们将再次看到骁龙占尽Android旗舰大半江山的局面。

扩展阅读

虎视眈眈的竞争对手

就在高通试图以骁龙820自救的同时，竞争对手们也纷纷筹划着将其踢下神坛的准备。其中，联发科即将祭出首款十核处理器Helio X20，而更高端的Helio X30也已经在规划之中;华为在前不久也正式发布了麒麟950，这颗由四核Cortex-A53+四核Cortex-A72+Mali-T880MP4构成的八核处理器性能也可秒杀骁龙810;三星新一代Exynos 8890改用了半自主核心架构设计（图11），集成Mali-T880MP12 GPU，相比上一代Exynos 7420性能提升30%以上，功耗降低10%。