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    什么是智能手機中的SoC,SoC的用途是什么?

    SoC是系統(tǒng)級別的芯片

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    SoC的全稱是System on Chip,翻譯為中文是系統(tǒng)級芯片。在PC時代,組裝電腦很流行,有裝過機的朋友就知道,裝電腦要買主板、CPU、內(nèi)存、硬盤、顯卡、顯示器、電源、機箱、鼠標、鍵盤,把它們組裝起來,再安裝操作第統(tǒng)就大功告成了。計算機的CPU和內(nèi)存(RAM),硬盤(ROM)、顯卡(GPU)是獨立分開的。在移動時代,設備不單要小巧,還需要低功耗,高度集成化的SoC就應運而生了。

    手機SoC是什么?它能干什么?

    MCU(單片機)集成了RAM、ROM、ADC、PWM、UART、LCD驅(qū)動、GPIO等等,一個小小的芯片就可以完成相當復雜的電子產(chǎn)品設計。SoC和MCU有此類似,但SoC功能更為強大,不僅僅運行簡單程序代碼,還可以運行操作系統(tǒng)。

    手機SoC是專門針對手機應用的SoC。智能手機的主要功能有通話、攝像、網(wǎng)絡、定位等等,手機需要處理圖像、語音、網(wǎng)絡、GPS、顯示等等功能。它要運行操作系統(tǒng),處理4G/5G/WIFI/藍牙這些無線通訊,它要進行各種復雜圖形、動畫的處理,它要對數(shù)字信號進行解碼,它要對視頻、音頻等多媒體進行解碼,它要驅(qū)動高清顯示屏,它要處理攝像頭、GPS信號,它還要處理各種傳感器的數(shù)據(jù)。而所有的這些多任務處理和數(shù)據(jù)計算都是由這片小小的SoC完成哦。

    手機SoC集成度的高低直接影響到手機的設計

    手機的主要空間已經(jīng)被電池和顯示屏占據(jù),拆解過手機的朋友就知道,手機的主板相當精致,基本上都是有芯片組成,其它外圍元件是很少的。

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    手機SOC,指的是System on Chip,為系統(tǒng)級芯片。指的是將CPU、GPU、RAM、通信基帶、GPS模塊等等整合在一起的系統(tǒng)化解決方案。

    由于手機空間限制,不可能像PC一樣,主板、CPU、GPU、內(nèi)存條可以自己選擇,自由組合,通常是由廠家提供好一整套解決方案,手機廠家直接買來就能用了。

    我們常說的手機CPU,實際上準確的說是SOC,比如你找MTK買了SOC,它就包含了CPU、GPU、內(nèi)存條、通信基帶等一系列的東西,你不需要另外購買,廠家一般也不會單賣CPU給你。

    首先對于CPU,全稱為Central Processing Unit,意為中央處理器, 它是整臺手機的運算核心系統(tǒng)和邏輯部分的控制中心。而對于SoC,全稱為System on Chip,意為系統(tǒng)級芯片,它是把CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、數(shù)字信號處理器(DSP)、RAM(內(nèi)存)、調(diào)制解調(diào)器(Modem)、導航定位模塊以及多媒體模塊等等整合在一起的系統(tǒng)化解決方案,對于某一臺手機性能水平的高低,SoC就在其中起了決定性的作用。

    智能手機普及后,人們對智能手機的認識也逐步深入。選購手機時,手機所搭載芯片的品牌和型號成為影響用戶購買與否的重要因素。但是有些用戶并不清楚SOC是一種什么概念,那么就讓我們通過以下內(nèi)容探討一下!

    什么是SOC

    System on Chip,簡稱Soc,即片上系統(tǒng)。國內(nèi)外學術界一般傾向?qū)oC定義為將微處理器、模擬IP核、數(shù)字IP核和存儲器(或片外存儲控制接口)集成在單一芯片上,它通常是客戶定制的,或是面向特定用途的標準產(chǎn)品。

    商用領域的公認標準,一個SOC應包括CPU(中央處理器)、GPU(圖形處理器)、NPU(神經(jīng)網(wǎng)絡單元)、BBU(基帶單元)、ISP(圖像信號處理器)、內(nèi)存、音頻處理器、WiFi模塊等等功能模塊。

    這些模塊涵蓋了系統(tǒng)運行計算、圖形相識及屏幕顯示運算、AI運算、基帶信號處理、攝像頭拍照和攝影處理、音頻處理、WiFi連接管理等手機運行所需要的大部分功能的處理。也就是說除了電源管理、射頻處理等少數(shù)幾個功能外,SOC基本上包辦其它所有手機功能的實現(xiàn)。

    小結(jié):SOC是手機最最核心的部分,如果某些手機芯片中并不包含以上提到的某些功能模塊,那么這樣的手機芯片就不能稱之為SOC。缺失的模塊一般會以外掛的形式存在,但不能沒有!

    全球SOC芯片供應商及其產(chǎn)品

    • 美國高通:驍龍8系列(高端旗艦產(chǎn)品)、7系列(中端產(chǎn)品)
    • 華為海思:麒麟9系列(高端旗艦產(chǎn)品)、8系列(中端產(chǎn)品)、7系列(低端產(chǎn)品)
    • 韓國三星:Exynos系列
    • 臺灣聯(lián)發(fā)科:MTK6系列、Helio P系列、天璣系列
    • 紫光展銳:虎賁7系列

    另外,有一個特殊存在不得不提,那就是蘋果的A系列芯片。因為蘋果基帶芯片的水平一直不過關,所以蘋果一直是對外采購基帶芯片的,所以A系列芯片一直沒有能夠?qū)⒒鶐酒傻街餍酒小?strong>雖然蘋果A系列芯片是世界上性能最強大的芯片,但從嚴格意義上講,A系列芯片并不是SOC芯片。

    小結(jié):手機芯片的技術要求非常高,全球有實力能開發(fā)出手機芯片的公司是屈指可數(shù)的。

    全球主要手機廠商手機芯片使用情況

    • 三星:絕大部分使用自家的Exynos芯片和高通芯片,少量使用聯(lián) 發(fā)科芯片。
    • 華為:全部使用自家的麒麟系列芯片(被制裁后仍有少量驍龍芯 片庫存,庫存使用完后,將全部使用麒麟芯片)。
    • 蘋果:全部使用自家的A系列芯片。
    • 小米:幾乎全部使用高通驍龍系列芯片,極少量的使用聯(lián)發(fā)科芯片。
    • OPPO/vivo:高端機型使用高通驍龍芯片,中低端機型使用聯(lián)發(fā)科芯片。

    小結(jié):全球能夠提供SOC芯片的就只有上文中提到的那幾家公司,手機廠商除了選擇以上芯片,別無他選!

    5G時代SOC的發(fā)展狀況

    現(xiàn)在全球能夠提供5G芯片的廠商只有五家,具體情況如下圖所示。因為高通堅守毫米波5G的原因(毫米波對基帶的要求特別高),造成了至今未能推出5G SOC。其余廠商中,華為SOC芯片的總體性能最為突出。

    總結(jié):隨著移動通信技術的發(fā)展,基帶芯片設計復雜程度會越來越高,再加上CPU/GPU/ISP等模塊技術的正常發(fā)展,SOC芯片的研發(fā)與制造門檻也會越來越高。以后能夠推出SOC芯片的廠家可能會越來越少,產(chǎn)業(yè)集中度會變得越來越高!

    首先來介紹下什么是智能手機的SoC:

    SoC全稱system-on-chip,系統(tǒng)級芯片,就是常說的“手機芯片”。在傳統(tǒng)的電腦主板中,不同元器件彼此獨立,主板通過中央接口電路板將它們連接起來,這些元器件是可以拆卸的、替換的,彼此減獨立。但手機體積小,因此對元器件集成度的要求更高。所以誕生了SoC的概念,就是將所有的元器件集成到單一的裸片上,相當于將電腦主板封裝到了一個集成電路上。

    SoC集成的常見元器件有CPU、GPU、DSP、帶/射頻前端、Modem、內(nèi)存、存儲、ISP等。業(yè)界比較知名的SoC有:蘋果的A系列仿生芯片、華為麒麟、高通驍龍、三星獵戶座、聯(lián)發(fā)科。

    手機SoC的作用是什么呢

    從上面我們可以知道手機的SoC就相當于一個電腦的主板,是集成了好多元器件:

    • CPU(中央處理單元),手機的大腦運算以及控制的核心,負責手機通用任務處理控制和仲裁,手機的性能跟CPU的處理能力強相關。
    • GPU(圖形圖像處理器),被稱為速度超快的畫師,一般手機上支持的2D或者3D游戲,都是GPU在負責游戲圖形的渲染,有的時候我們玩游戲在高畫質(zhì)下感覺到卡頓,就是因為GPU的渲染速度沒有跟上,所以游戲畫面是否卡頓跟GPU的渲染速度有直接的關系,性能好的GPU玩大型游戲會非常流暢畫質(zhì)也好。
    • 基帶/射頻前端,共同負責手機與外界的通訊,基帶芯片是手機與外界聯(lián)系的紐帶,射頻前端主要負責信號的處理以及放大,二者共同決定手機支持2G/3G/4G/5G的那些部分,目前5G商用手機里面只有華為一家做到了將5G基帶芯片集成到SoC里面。
    • Modem(調(diào)制解調(diào)器),手機與無線網(wǎng)絡之間的橋梁,傳送聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、調(diào)整通訊模式,打電話、上網(wǎng)、發(fā)短信等聯(lián)網(wǎng)動作是由它來處理的。
    • DSP(數(shù)字信號處理器)數(shù)據(jù)處理專家,負責處理數(shù)字信號,電話雙方同時講話、相機運算輔助、AI運算

    等等,各個器件都有其獨立的強大作用,所有獨立器件的功能組合成一個強大的SoC智能系統(tǒng)。

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