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联发科处理器Helio X30架构解析

2017-01-22
类别:业界动态
eye 562
文章创建人 拍明


联发科近日正式公布了下一代旗舰处理器Helio X30。其采用台积电10nm工艺代工,预计明年初投入量产。

Helio X30继续采用10核心3集丛混合架构设计,但不同于前代X20的A72+A53+A53这种架构,X30首次混合了三种不同架构,具体包括2个Cortex-A73 2.8GHz、4个Cortex-A53 2.3GHz、4个Cortex-A35 2.0GHz。

  

联发科处理器Helio X30架构解析1.png

这里A73、A35都是ARM公司最新研发的处理器单元架构,让我们来具体了解一下:

A73关键词:和A72无关,性能强,功耗低,持久性好

A15、A57、A72架构上都属于AusTIn(奥斯汀),A5、A7、A53均属于Cambridge(剑桥),A12、A17和今天的A73则都来自于Sophia(索菲亚)——位于法国南部风景迷人地中海之滨的索菲亚科技园区(Sophia AnTIpolis),是欧洲最大的科技园区,ARM CPU的法国设计团队就在那儿。

  

联发科处理器Helio X30架构解析2.png


从产品定位上看,A73显然要取代A72,但是从技术层面讲,它其实是A17的进化版本,整体微架构、流水线、宽度设计都与之类似,反而和A72差别很大。

最明显的就是,A72采用了三发射设计,A73则是双发射的,但加上其他改进,结果就是性能高于A72、功耗低于A72。

A15/57/72还肩负着冲击工业、大规模服务器系统的重任,A73就简单了,只针对消费级市场,这让它轻松了不少,比如去掉了AMBA5 CHI接口,仅支持AMBA4 ACE,一级缓存也不再支持ECC。

显然,ARM充分意识到了移动处理器能效的重要性,宣传A73的时候也特别强调其持续性能,即能够长期稳定运行的表现。

相较4大A53+4小A53的8核心架构,2大A73+4小53组成6核心后,可以在核心面积相同的情况下,性能提升30%,最佳响应时间提升90%。

A35关键词:超低功耗、性能接近A53、最经济的处理器

A35隶属于ARM公司的超低功耗系列,是A5/A7的继任者。A35瞄准的功耗区间是125mW以下,这也是A7和A5通常的功耗范围。

 

联发科处理器Helio X30架构解析3.png


根据需求,A35可以做到A53 80-100%性能。在浏览器负载测试中,A35和A53的差距最大,A35最多只能提供A53 80%的性能;整数运算负载测试中,A35可以达到A53 84-85%的性能;而对于提升最大的缓存性能,反映在需要缓存性能的负载测试中,则可以有接近A53的性能表现。

A35的芯片面积只有A53的75%,而功耗则只有A53的68%。ARM宣称他们可以同时使用,甚至和A53做成大小核构架的SoC。

A35只要把频率提升,就能补上和A53的性能差距。即使再最差的方案中,高频A35会吃掉自己在功耗上的优势,但厂商依旧可以换来更小的芯片面积,照样可以省下一大笔成本。

Helio X30:最先进的单元架构,坑爹的总架构

Helio X30采用的是2*A73+4*A53+4*A35的10核心3集从架构。其中的A73、A35都是ARM公司最先进的处理器单元架构。然而Helio X30的10核心3集从架构确是一个略显坑爹的总架构。

总体来看,联发科的这种架构,还不如采用4*A73+4*A35的8核心2集从架构,这种架构可以让高性能A73核心积极地参与日常运算,在芯片设计和核心调度设计上都能更加简化,可以缩短响应时间,提升用户体验,降低专利及芯片成本。但为什么联发科要采用吃力不讨好的10核心3集从的架构呢?

原因是联发科在历史上曾第一个推出8核架构处理器,当时各大手机厂商竞相采用,让联发科挣得盆满钵满。于是联发科很早就想再第一个推出10核处理器,再复制一遍这种成功。联发科也确实如愿第一个推出10核处理器——Helio X20/25,然而成功却没有被复制。X20/25出了名的高分低能——跑分时10核全开,日常应用中A72大核只能打酱油,否则功耗惊人,被民间夸张地讽刺为“一核有难,九核围观”,导致X20/25在市场上也不是很成功。

 

联发科Helio X30


联发科发布了全球首款采用10nm制程工艺的移动处理器Helio X30,这是联发科第二代三丛集架构十核处理器。


Helio X30采用的是来自台积电的10nm工艺,AP部分包括2颗主频最高可达2.8GHz的Cortex-A73核心,4颗主频为2.3GHz的Cortex-A53核心,以及4颗主频为2.0GHz的Cortex-A35核心。其中,A73是大核心主攻性能,A53和A35为主打功耗的小核心,A35在能耗比上拥有更好的表现。相比较Helio X20,X30有53%的功耗降低和43%的性能提升。


在GPU方面,联发科破天荒地抛弃了一直采用的ARM Mali系列,Helio X30将整合四核心Imagination PowerVR 7XTP,PowerVR系列GPU也一直是iPhone搭载的A系列处理器的标配,在性能上将会有不俗的表现。


Helio X30将最高支持8GB的LPDDR4X运存,支持UFS 2.1闪存标准,搭载双ISP最高支持2800万像素摄像头,基带方面也将支持三载波聚合以及Cat.10。


凭借工艺制程进步与GPU方面的升级,联发科Helio X30的跑分数据已超过了骁龙821的平均水准,其性能值得期待,但是希望联发科能够进一步优化三丛集架构,不会再出现“一核有难,七核点赞,两核围观”的尴尬表现。

联发科Helio X30定位于2000-3000元价位中高端智能机,有望于明年一季度正式量产,很可能由魅族PRO 7首发,后期也有可能由红米Note系列、360手机N系列等好队友将Helio X30带到千元价位。


Helio X20


Helio X20,采用了十核三丛架构,支持具有零延迟触屏体验的SilkSwipe技术,加了Imagiq图像信号处理器,增强了多媒体表现。

联发科Helio X20定位高端,首次采用了三丛十核的架构,将任务按照轻重等级进行更精细的划分,使用CorePilot 3.0异构运算技术在三个丛集间对十个核心进行自由调度和搭配,官方表示平均功耗相比传统双丛集降低了30%,同时运算能力提升了15%。

Helio X20集成了三丛十核64位CPU,四核心64位GPU,网络制式方面支持七模全频,最高支持2500万像素摄像头,2K高清显示屏,支持4K摄录,同时支持快充Pump Express+ 3.0技术,首批支持Vulkan API接口。

联发科

台湾联发科技股份有限公司(MediaTek.Inc)是全球著名IC设计厂商,专注于无线通讯及数字多媒体等技术领域。其提供的芯片整合系统解决方案,包含无线通讯、高清数字电视、光储存、DVD及蓝光等相关产品。联发科技成立于1997 年,已在台湾证券交易所公开上市。总部设于中国台湾地区,并设有销售或研发团队于中国大陆、印度、美国、日本、韩国、新加坡、丹麦、英国、瑞典及阿联酋等国家和地区。

2014年12月,联发科中国区总经理章维力表示,联发科将继续在64位芯片上发力,并将在明年适时推出支持VoLTE的芯片,以及支持电信4G需求的六模芯片。

产品涉及

移动通讯

联发科技优异的无线通信创新技术与完整的软硬件系统参考设计,提供高规格、高效能与绝佳性价比的完美平衡的手机芯片解决方案。

2013年,联发科的研发预算将会占据公司年营业额的20%。联发科2013年营业额最终有望达到1300亿新台币,约合44.2亿美元,也就是说,联发科2013年用于研发的投入高达8.84亿美元。联发科打算2014年大干一场,欲豪掷10亿美元用于移动芯片的研发。届时,将会有超过20款打着“MediaTek”商标的新芯片登场,它们主要涵盖智能手机、平板电脑、TV、无线设备以及DVD播放机等领域。联发科2014年计划推出最少6款全新的智能手机处理器,包括2款八核心、2款四核心、1款双核心和1款单核心处理器。此外,在平板电脑领域,联发科还将推出不少于6款新型号的处理器。

2013年11月20日下午,联发科宣布推出全球首款真八核移动处理器MT6592,布局高端智能机市场,可实现八颗核心同时运转,支持未来智能手机和平板电脑的多任务处理和高品质多媒体应用。

2014年12月,联发科中国区总经理章维力表示,联发科将继续在64位芯片上发力,并将在明年适时推出支持VoLTE的芯片,以及支持电信4G需求的六模芯片。

家庭娱乐

联发科技在高清数字电视、DVD与光驱等产品及市场上均居领导地位,提供新时代更丰富的家庭娱乐解决方案。

无线宽带连接

联发科技无线及宽带连接解决方案以性能优越、产品线丰富与高整合度闻名于业界并广泛应用于多媒体消费产品上,包括无线网络芯片、xDSL芯片解决方案、蓝牙和NFC技术等。

交钥匙解决方案(Turnkey solution)因为联发科技的手机平台而为众人所熟悉。在联发科的手机解决方案中,将手机芯片和手机软件平台预先整合到一起。这种方案可以使终端厂商节约成本,加速产品上市周期。联发科技公司的产品因为集成较多的多媒体功能和较低的价格在大陆手机公司和手机设计公司得到广泛应用。这一策略使得联发科在手机市场取得了骄人的业绩。虽然联发科的成功无法复制,但“平台战略”的思想已经渗入到了国内本土厂商。本土厂商正在由从提供单一芯片逐渐转向“平台战略”。



责任编辑:Davia

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