對于聯發科而言,剛過去的2020年應該是他們迄今為止,在智能手機時代最高光的一年。
根據Gartner早前發布的數據,在2020年,聯發科營收同比提升38.3%,以超過110億美元的營收躍居全球芯片廠商廠商第八的位置;Counterpoint的分析數據也指出,2020年第三季度,聯發科以以31%的市場占有率超越高通,成為當季度全球出貨量最大智能手機芯片廠商;來自國內分析機構CINNO的數據則顯示,在2020年下半年,聯發科的市場份額呈現爆發性增長趨勢,這讓他們在下半年于國內的市占率提升至31.7%,首次成為國內最大的智能手機處理器廠商。
以上多項數據證明,即使在早些年宣布放棄了其高端的手機旗艦芯片研發,但進入5G時代,這個曾經的“發哥”正在依賴于他們深厚的技術積累和睿智的策略夯實他們的地位。而面向新通信時代開發并發布的天璣1000、800和700三個系列5G移動芯片正是他們這次卷土重來的關鍵。
日前,他們又帶來全新一代的天璣芯片,向智能手機芯片市場擲下又一顆重磅炸彈。
6nm工藝:卓勝的性能
從聯發科方面介紹我們得知,他們這次帶來了天璣1200和天璣1100兩款新芯片。資料系那是,這兩款新品都采用臺積電的6nm工藝制造。據臺積電方面提供的數據顯示,與天璣1000+所使用的7nm工藝相比,6nm工藝的邏輯密度提升了18%,那就意味著在單位面積上,可以集成更多的晶體管,讓芯片更有成本優勢,但在功能和功耗方面,則與7nm工藝持平。
更重要的是,因為這個工藝是基于7nm工藝改造的,并不是一個全節點升級,那就意味著開發者可以在設計方法和IP等多個方面實現復用,能夠大大提升客戶的開發效率。這就有利于芯片開發者(如聯發科)能夠更快地更新產品。考慮到目前媒體報道的5nm功耗翻車現象,我們可以看到聯發科在這個天璣1200/1100上面的慎重與明智。
來到CPU架構方面,聯發科在天璣1200/1100上都采用了八核的設計,且都采用了Arm最新的Cortex-A78內核。具體到這兩款芯片上,不同之處在于天璣1200采用了“1+3+4”的架構設計,在其中集成了1個主頻高達3Ghz的“大核”,在面向一些高性能應用的時候,給消費者帶來極致體驗。此外,還有三個主頻為2.6Ghz的“性能”核以及四個主頻為2.0Ghz的“小核”。通過這樣的設計,天璣1200能夠讓其CPU在面向不同的應用場景時,提供更好的性能或功耗表現。
如上圖所示,與使用Cortex-A77+Cortex-A55設計的天璣1000+相比,天璣1200的性能提升了22%,能效提升了25%。至于同期發布的天璣1100,據聯發科方面介紹,這個芯片的CPU采用的是四個主頻為2.6Ghz的Cortex-A78加四個主頻為2.0Ghz的Cortex-A55的“4+4”架構設計。因為架構設計的不同,這就讓這兩顆芯片在應用場景和成本方面都有所不同,幫助聯發科在5G時代向不同價位的智能手機產品線擴張。
對Arm架構和最近的智能手機芯片市場有了解的讀者應該知道,無論是高通還是三星,在他們最新的手機SoC中,都無一例外地采用了Arm的Cortex-X1內核。從Arm提供的資料可以看到,Cortex-X1的峰值性能較Cortex-A77提高了30%,比最新的Cortex-A78也有著22%的性能優勢,機器學習能力更是Cortex-A77和A78的兩倍。在單核性能的提升方面,Cortex-X1也有著明顯的優勢。但是聯發科在新的天璣芯片上,并沒有用到這個內核。
在問到相關原因時,聯發科并沒有做出直接的回答,他們只是說道:“通過6納米和天璣的CPU架構,我們可以提升性能22%,而且能效也是25%,這是我們跟友商不一樣的看法或者說策略”。
在GPU方面,兩款芯片組都集成了九核設計的Mali G77架構,雖然這與上一代芯片用的是同一代的GPU,但得益于制程的提升和聯發科方面的優化,天璣1200/1100的GPU性能在于天璣1000+相比時,也有明顯的提升。
除了上述的設計以外,天璣1200/1100還集成了六核的MediaTek APU 3.0,以及雙通道UFS 3.1(注:天璣1000+用的是UFS2.2),讓整個平臺的性能獲得了大幅提升。按照聯發科之前的的介紹,MediaTek APU 3.0 采用全新架構,擁有 6 顆 AI 處理器,支持高達 4.5 TOPS 的強大運算能力,滿足旗艦智能手機對于 AI 相機、AI 輔助、應用程序或系統增強技術的需求,打造全新智能手機體驗。
5G基帶:飛一般的速度
作為一款SoC,聯發科給天璣1200/1100集成了5G基帶。按照他們的說法,得益于這個基帶,讓他們在5G方面保持了持續領先性,且能夠支持獨立(SA)和非獨立(NSA)組網模式、5G雙載波聚合(2CC CA)、動態頻譜共享(DSS)、MediaTek 5GUltraSave省電技術,以及5G SA/NSA雙模組網下的雙卡5G待機、雙卡VoNR語音服務等功能。
如上圖所示,聯發科指出,新芯片無論是在密集市區、市區還是郊區,都能獲得比競爭對手更好的帶寬和高速。其中下行速度在密集市區與郊區比競品快兩倍,失去下行速度與比競品快25%。
為了給消費者在不同場景都能帶來更好的體驗,聯發科為新芯片引入了“5G高鐵模式”和“5G電梯模式”。其中“5G高鐵模式”是指芯片能夠智能感知5G高鐵場景,利用多波速追蹤、快速切換技術和時頻片快速捕獲等技術,讓新的天璣芯片在高鐵模式下,能獲得比競爭高40%的5G速度;同理,5G電梯模式能夠讓芯片可以智能感知5G電梯場景,智能5G駐網,這就能讓其在出電梯之后,能夠快速回復5G。聯發科提供的數據顯示,他們的新天璣的回復5G時間較之競爭對手,平均快了3秒。
在提升5G連接能力的同時,聯發科還針對5G功耗大的短板,為其新芯片引入了MediaTek 5G UltraSave省電技術,這就給產品帶來更低功耗的5G通信。
據了解,與市面上常見的手機省電模式不一樣,聯發科5G UltraSave省電技術是在芯片層面的省電。具體而言就是通過聯發科5G UltraSave 網絡信號偵測和聯發科5G UltraSave OTA 內容判讀這兩種技術即時管理數據機的操作模式,以實現電源效率優化。聯發科方面表示,公司的5G UltraSave 可根據網絡環境和數據傳輸的情況,動態調整工作模式,調節功耗。由下圖可以看到,在這種技術的支持,聯發科芯片功耗領先優勢獲得了進一步的擴大,尤其是在SA模式下,省電效果尤為明顯。
多媒體和游戲性能的躍升
在聯發科的新品發布會上,他們特別強調了天璣1200/1000在多媒體、拍照和游戲性能的提升。
首先看多媒體方面,聯發科方面表示,因為天璣1200/1000集成了獨立的AI處理器APU 3.0,可充分發揮混和精度優勢,靈活運用整數精度與浮點精度運算,達到更高的AI應用能效。結合AI多任務調度機制,通過AI降噪、AI曝光、AI物體追蹤等AI技術的高度融合,為用戶帶來“急速夜拍”和“超級全景夜拍”等拍照新體驗。通過AI多人實時分割技術,還可實現多人的背景替換、多路人移除等手機視頻拍攝特效,為4K分辨率視頻的創作帶來更多精彩。
天璣1200支持領先的芯片級單幀逐行4K HDR視頻技術(Staggered HDR),在用戶錄制4K視頻時,對每幀畫面進行3次曝光融合處理,讓視頻畫質擁有出色的動態范圍,在色彩、對比度、細節等方面有顯著提升。同時,結合天璣1200的HDR10+視頻編碼技術,完整輸出StaggeredHDR視頻效果,為用戶帶來更為驚艷的端到端跨屏HDR體驗。另外,天璣1200還支持AI多人虛化、多景深智能對焦、AI流媒體畫質增強等AI視頻技術,為vlog創作和直播帶來了更多創新可能。
天璣1200用AI技術增強視頻畫質,通過人工智能對大量影片進行深度學習,從導演視角對視頻畫面進行逐幀調教,為SDR片源帶來接近HDR的動態范圍,在AI加持下的SDR轉HDR技術可以讓移動終端呈現更精彩的視頻影像。
值得一提的是,天璣1200支持2億像素的主攝像頭以及AV1視頻格式,多攝像頭配置則可以做到32MP+16MP,至于天璣1100,則是支持108MP主攝像頭,多攝像頭則與天璣1200的配置一樣。
再看游戲體驗方面,聯發科方面表示,得益于搭載了全新升級的MediaTek HyperEngine 3.0游戲優化引擎,新芯片在網絡優化引擎、操控優化引擎、智能負載調控引擎、畫質優化引擎四大核心特性等多個方面帶來了行業領先的創新技術。
據介紹,HyperEngine 3.0再次升級游戲網絡體驗,在5G網絡連接下可實現游戲通話雙卡并行,用戶可以在主卡玩手游的同時接聽副卡來電,游戲持續不斷線。超級熱點和高鐵游戲模式則針對不同的游戲環境進行網絡優化,有效降低游戲網絡延遲和卡頓。
天璣1200率先支持即將發布的藍牙LE Audio(Bluetooth Low Energy Audio,藍牙低功耗音頻)標準,相較傳統TWS真無線藍牙耳機,可擴充至雙通道串流音頻,結合MediaTek的優化可讓終端和TWS耳機獲得更低延遲,延長耳機的續航。
在玩家游戲時,HyperEngine 3.0的操控引擎能讓多指觸控時報點率保持穩定的高幀運行。另外,HyperEngine 3.0的智能負載調控引擎新增游戲高刷省電、智能健康充電、Wi-Fi 6省電模式,旨在平衡性能與功耗、延長續航和電池壽命。
此外,MediaTek HyperEngine布局圖形關鍵技術——光線追蹤(Ray Tracing),將端游級游戲渲染帶入移動終端,為游戲廠商、開發者、終端提供強大的圖形處理能力,為手游玩家帶來媲美真實的游戲畫面,引領移動端圖形技術趨勢。
未來:5nm芯片已經在路上
在發布會上,包括小米、vivo、OPPO和realme在內的多個手機廠商表示,會對聯發科的芯片新旗艦進行支持,并將在2021年推出新產品。聯發科方面也強調,公司在未來,將繼續共同攜手,帶來更多創新技術和更卓越的用戶體驗。
在問到對于5nm芯片和高端旗艦芯片的布局等問題時,聯發科回復記者說,公司的5納芯片和規劃正在進行。面向2021年,聯發科將會陸續在各條產品線推出各種檔次的產品,滿足各種5G產品的大眾市場的需要,并寄望通過大眾市場的接受,讓公司的天璣品牌更上一層樓。
“我們也可以同時把更好的體驗帶給需要5G體驗的大眾市場,讓大眾能夠享受這些好的體驗。”聯發科方面強調。