高通细节Snapdragon 888：5nm上的第三代5G和Cortex-X1

今年，虽然我们没有收到夏威夷的报道，但高通公司的技术峰会仍以数字形式举行，这是该公司年度最重要的发布活动，因为它将展示可为明年智能手机提供动力的新旗舰产品。高通公司昨天宣布了新的Snapdragon 888 SoC和平台，今天我们将深入研究新芯片设计的规格和功能。

Snapdragon 888对于高通来说是一个巨大的飞跃，以至于他们已经偏离了这一代的常规命名方案，甚至完全跳过了87x系列。 888号不仅用于营销目的，因为它代表了中国的命运和运气，而且新的SoC具有几代人的重大改变，使其与过去通常的年度改进区分开来。

采用首个将Cortex-X1 CPU内核作为其性能引擎的实现，新的Cortex-A78内核以提高效率，GPU性能大幅提高+ 35％，全新设计的全新DSP / NPU IP，三摄像头ISP，集成式5G调制解调器均在新的5nm工艺节点上制造，新的Snapdragon 888触摸并更新了SoC设计的几乎每个部分，从而显着提升了性能和功能。有很多内容要介绍，所以让我们逐个详细介绍一下：

1个Cortex-A77 @ 2.84GHz 1x512KB pL2 3个Cortex-A77 @ 2.42GHz 3x256KB pL2 4个Cortex-A55 @ 1.80GHz 4x128KB pL2 4MB sL3

1个Cortex-X1 @ 2.84GHz 1x1024KB pL2 3x皮质A78 @ 2.42GHz 3x512KB pL2 4个Cortex-A55 @ 1.80GHz 4x128KB pL2 4MB sL3

4个16位CH @ 2133MHz LPDDR4X / 33.4GB / s或 @ 2750MHz LPDDR5 / 44.0GB /秒 3MB系统级缓存

双14位Spectra 480 ISP 1x 200MP或带有ZSL的64MP或 使用ZSL的2个25MP 4K视频和64MP突发捕获

三重14位Spectra 580 ISP 1x 200MP或84MP（使用ZSL或 使用ZSL的64 + 25MP或 使用ZSL的3个28MP 4K视频和64MP突发捕获

没有 （仅与外部X55配对） （LTE类别24/22） DL = 2500 Mbps 7x20MHz CA，1024-QAM UL = 316 Mbps 3x20MHz CA，256-QAM （5G NR Sub-6 +毫米波） DL = 7000 Mbps UL = 3000 Mbps

X60集成 （LTE类别24/22） DL = 2500 Mbps 7x20MHz CA，1024-QAM UL = 316 Mbps 3x20MHz CA，256-QAM （5G NR Sub-6 +毫米波） DL = 7500 Mbps UL = 3000 Mbps

今年设计的最重要方面是，高通公司已回到完全集成的调制解调器设计，这与去年令人惊讶的Snapdragon 865完全不包含任何调制解调器而不得不依赖外部X55调制解调器的选择形成了鲜明对比。

据说去年使用外置调制解调器的理由是可行的，这是由于5G仍处于早期阶段，而且许多供应商在设计用于5G的新手机时必须付出很多设计努力。像X55这样的外部5G调制解调器有助于5G过渡，因为它比Snapdragon 865 SoC本身更早提供给供应商，使他们能够在访问最新SoC之前设计其RF系统。

今年，市场在发展并且更加成熟，高通公司选择将调制解调器重新集成到与SoC相同的硅芯片中。新的X60调制解调器子系统是该公司的第三代5G设计，并在载波聚合和5G频带互操作性方面带来了新功能。

该平台将调制解调器重新吸收到SoC芯片中，应为智能手机供应商带来更高的能效，更低的平台成本以及更低的PCB复杂性。

2020年无疑是5G成为设备供应商主流功能的一年，基本上每个人都将新标准引入其旗舰产品甚至中端设备。新的X60调制解调器将通过在频带支持方面为网络运营商提供更大的灵活性，进一步丰富5G体验。

毫米波尤其在2020年成为5G颇具争议的方面，因为网络部署非常稀少且仅限于美国城市，用户报告接收点参差不齐，对电池寿命影响更大。 mmWave网络扩展正在稳步进行，高通公司表示，新的Snapdragon 888平台完全解决了有关mmWave使用的电源效率问题。希望2021年将成为mmWave对用户变得更加有用和实用的一年。

尽管mmWave对于大多数用户而言仍将是一个相对利基市场，但Sub-6GHz将成为5G的主力军，在这里，我们看到了在世界各国的快速扩展和部署。新的X60调制解调器功能允许FDD（频分双工，上载与下载之间的专用频带）和TDD（时分双工，上载与下载在同一频带之间）之间进行载波聚合，这意味着网络载波将能够将更多可用的Sub-6GHz频谱混合和匹配在一起，以提供更大的带宽。

DSS（或动态频谱共享）也将成为一项关键技术，使网络运营商能够根据有机LTE / 5G用户需求动态地将现有LTE频段迁移到5G NR，这意味着无需分离频谱每种技术都可以使用，因此在最初的几年中为两种类型的用户提供了更多的实际可用带宽，并且消费者切换到了具有5G功能的手机。

新款Snapdragon 888正在从7纳米过渡到5纳米，但新设计不仅在工艺上进行了转变，而且还在进行代工制造。高通公司与台积电合作开发了7nm的Snapdragon 855和Snapdragon 865之后，现在又改用三星Foundry及其新型Snapdragon 888的新5LPE工艺节点。

近年来，高通公司一直根据SoC设计和产品范围从台积电和三星两家公司进行双重采购，但是在高端旗舰SoC领域，该公司似乎一直选择技术上更先进的节点，因为它对产品的影响更大。这些部分的竞争力。 N7和N7P是S855和S865的明显获胜选择，因为三星自己的7LPP工艺有点晚，而且似乎不如台积电的变体好。高通在今年的Snapdragon 765 SoC上仍然使用了7LPP节点，该节点在高端设备设计中取得了很多成功，但是我们在今年早些时候曾指出，它的效率似乎不及TSMC -制造的旗舰SoC。

今年选择将旗舰SoC切换回三星制程的选择似乎是对新制程节点的信任之票-否则，高通公司可能不会做出这种切换。与7LPP相比，三星承诺在相同性能下的功耗降低20％，在相同功率下的性能提高10％，面积减少+ -20％。这些数字将如何转化为新的Snapdragon 888的实际改进尚待观察。

代工转换的另一个理由可能是生产能力。由于苹果公司用A14和M1吞噬了台积电的5nm早期产能，今年高通可能会将三星的5LPE视为更安全的选择，因为新的Snapdragon 888可能会在华城的新型EUV V1生产线中生产。

由于我们预计在台积电的5nm节点上不会看到类似的设计，因此很难评估这一代的工艺节点切换-除非联发科技不知何故明年将在生产中使用新的Cortex-X1 SoC。

Snapdragon 888是第一个由Arm全新Cortex-X1和Cortex-A78 CPU IP支持的SoC。特别是Cortex-X1是Arm新一代CPU IP的第一代产品，它以降低功率效率为代价，致力于最大化性能，而Cortex-A78是同一代设计，但仍然优先考虑性能之间的平衡。 ，功率和面积。

根据Arm的数据，新的X1内核承诺与上一代也部署在Snapdragon 865中的Cortex-A77相比，IPC提升30％。高通公司宣传比Snapdragon 865提升25％。但这可能是由于与Arm自己的内部人物相比，新款Snapdragon 888的配置有些差异。

S888在这一代中继续使用1 + 3 + 4 CPU设置，最大的区别在于，新的1 + 3大内核实际上使用的是不同的微体系结构，而不是使用相同的CPU IP和不同的物理实现。

高通公司喜欢称其为“主要”性能核心的是新的Cortex-X1设计，其时钟与Snapdragon 865的主要核心相同的2.84GHz。新内核配置了最大1MB的L2缓存。

在介绍新芯片的过程中，对我而言突出的是，新设计的时钟频率根本不是非常激进。高通将性能提升了25％，而香草Snapdragon 865也以相同的频率出现。与主频为3.09GHz的Snapdragon 865+相比，这种性能优势应该降低到仅13％，这并不令人印象深刻。

由于新的S888继续为CPU集群使用4MB的L3缓存，因此高通将25％的一代提升提高到了Arm的30％，而Arm设想将8MB的配置用于带有新X1内核的高端5nm SoC。高通公司向我们解释说，这仅仅是成本，实施工作和较高缓存配置设计收益递减之间的平衡。

这一切意味着，如果三星的下一代Exynos SoC在时钟或缓存配置方面更具侵略性，那么明年Snapdragon 888很有可能不会夺得Android CPU性能冠军。

高性能X1内核与三个时钟频率高达2.4GHz的Cortex-A78内核结合在一起，可以用作大多数计算任务的日常主力CPU。在缓存方面，新内核的L2倍增，从256KB增加到512KB。

我有兴趣了解的一个方面是，新设计是否仍继续使高通公司选择将所有大内核安装在一个电压平面上，这很奇怪，新的Snapdragon 888似乎也是如此。 X1和A78内核可以以不同的频率运行，它们在任何时候都由任一工作频率的最小电压供电。高通公司解释说，这仍然是围绕电源传输系统设计复杂性的实际选择，尤其是提到X1内核可以利用较大共享电源板上增加的电容。尽管这对于Snapdragon 855和865效果很好，但我想知道，鉴于新X1内核的性能和动态范围得到了提高，如果公司为了降低电源设计成本而没有在性能或效率方面获得更多提升， 。看看其他SoC供应商如何解决他们的X1实施将很有趣。

最后，大核心再加上四个Cortex-A55核心。今年，该公司再次将时钟频率定为1.8GHz，这使其成为具有基本相同的小核配置的第四代SoC，这有点令人失望。高通在这里不能做太多事情，因为仅需要一个新的小核CPU IP，我们希望明年2021年将发布2022 SoC。

发表评论感谢Andrei！尽管不是您的文章甚至不是本文的重点（没有必要），但对于效率核心而言，ARM bigLittle类型设计的卡住程度令我震惊。 A55，还是吗？没错，您/我们想要功能强大且高效的SoC小核，这样大核就不会一直在消耗电池电量。 5G调制解调器往往会增加功耗（希望集成度更​​低），因此，能够在CPU的低功耗内核上停留更长时间的能力显得尤为重要。安德烈（Andrei），如果可以的话，我将更深入地了解小型内核的最新技术，特别是将Apple与现有ARM A55设计进行比较。谢谢！回复

我想到目前为止，当您要针对功耗进行优化时，才可以采用有序的ARMv8内核设计。 ARM确实发布了对其核心设计的更新，同时也保留了相同的名称，因此确实得到了一些小的改进。据我所知，这些消费者核心也没有ISA更改。但是，看起来A55几年来几乎没有太大变化，随着制程缩小到5纳米并且时钟保持不变，它变得越来越高效。我认为人们现在期望的是A58-明年明年可能会有A59与A79一起使用？回复

这是他对A14中的冰暴内核所说的：＆＃34;此处展示的性能大致与2.2GHz Cortex-A76相匹配，这比当今依赖于Cortex-A55内核的任何其他移动SoC的性能快4倍。 ，而所有这些设备都使用大致相同的系统功率，并且具有3倍的功率效率。＆＃34;回复

让人感到奇怪的是，苹果到底在做什么呢。它不像ARM的CPU架构师那样被低估。我想其中有些是多余的模具空间？ LITTLE核心必须少一些，而Apple可以负担得起提高效率的面积。回复

并不是的。 Apple的芯片大小通常与QC和Kirin顶级芯片相同，并且位于同一节点上。更好的架构和更多的研发投入。 QC现在已经为3代人使用了相同的芯片，只是更新了ARM技术并获得了AI和ISP方面的收益，但是CPU配置保持不变，甚至是相同的！回复

我还没有所有的数字，但苹果公司从来没有高通公司通常使用的内置调制解调器，因此您无法直接比较这样的裸片尺寸。安德烈（Andrei）也许会知道实际核心尺寸的度量，以及它们从苹果到高通的比较。回复

不。根据TechInsights，Apple A13为98.48平方毫米，而Snapdragon 865为83.54平方毫米。两者都是在台积电N7P上制造的，没有集成调制解调器。因此，是的，更宽（因而更大）的内核设计确实可以提高性能，但并非总是如此。回复

苹果同时拥有架构设计许可和工艺节点负责人，即台积电5nm与三星的营销版本，后者比台积电7nm差。回复

苹果购买了P.A. Semi于2008年制造自己的ARM芯片，显然是P.A.。 Semi是一家比三星，高通和ARM市场上任何其他公司都要好的半导体公司。回复