使效能功耗分配更合理,聯發科新一代高階手機晶片 Helio X20 採用三叢集 10 核設計

聯發科今天在台針對第二款高階手機晶片 Helio X20 做了技術概述,在先前發表時,多數使用者注意到這款產品最突出的特色是採用共 10 核心的設計,然而十核心其實並非這款處理器的重點,而是這十核心配置是基於 Tri-Cluster 三叢集設計。

根據聯發科的調查,市場上對於高階手機的需求要滿足幾個重要條件:大而高解析的漂亮螢幕、強大的處理效能、可輕鬆拍出漂亮的照片、輕薄精緻的設計、能滿足一日使用的高續航力。

但這些條件卻是互相牴觸的,尤其在電池技術受限於材料科學、手機追求輕薄後更壓縮電池可用空間、大尺寸高解析度螢幕增加功耗的情況下,聯發科認為唯有透過應用處理器的能源管理,才能做出滿足這些高階手機市場需求的產品。

Helio X20 的 Tri-Cluster 三叢集、十核心的配置是採用兩個 2.5GHz 的 Cortex-A72 、 四個 2.0GHz 的 Cortex-A53 與四個 1.4GHz 的 Cortex-A53 構成;所謂的三叢集是相較於目前市場上採用 ARM 大小核架構的雙叢集設計,旨在構成 Use the Right Task in the Right Time ,也就是使效能、能源獲得更好的分配;補充,這套十核心設計在軟體允許下仍可進行全開。

但為何要分為三個叢集?原本的兩個叢集設計有問題嗎?聯發科表示,雙叢集架構只提供低功耗與高效能兩個選項,然而使用者多數的情境都是集中在中等負載的應用,但以目前作業系統的設計,會使用高效能核心處理這些應用;不過這樣一來就是殺雞焉用牛刀的情況,因為在 ARM 架構中,雖然大核心擁有極好的效能,但是能耗發熱卻不成正比。

所以聯發科的三叢集配置是利用一組足以負荷主流應用的高時脈 Cortex-A53 四核心架構,利用 Cortex-A53 功耗低、面積相較 Cortex-A72 小相當多的優勢,使三組核心分別可針對待機、主流應用、瞬間高負載應用,三叢集等同有三段變速的汽車一樣,能夠使原本需要以高效能核心負擔的中階應用以合理的中等效能核心處理,比起雙叢集架構可改善 30% 的能耗。

在多媒體應用方面, Helio X20 也延續聯發科多樣多媒體技術;在攝影機能方面, Helio X20 將搭載全時數位淺井深預覽,在拍照取景時即可及時的預覽數位散景的效果;另外在相機防震方面,也可結合多張連拍防手振的 AIS 、光學防手震 OIS ,以及全新的電子式十軸防手振 EIS ,以三種防手振方式提升照片拍攝成功率。

在螢幕顯像方面, Helio X20 也將具備 120Hz 高更新率技術,使螢幕瀏覽與動態顯示更流暢;同時這款應用處理器也將是聯發科首款結合 CPU 、 GPU 以及 ISP 三者以 HSA 異質運算方式提供機器視覺的處理器產品,屆時將可見搭載這款應用處理器的機種以機器視覺提供更多影像應用如臉部辨識等。

此外, Helio X20 也將導入聯發科第三代的 LTE 基頻技術,將支援 LTE Cat.6 CA 以及七模支援,下載速度將達 300Mbps ,可滿足新一代高階手機全球通的需要。

Helio X20 將採用台積電 20nm 製程, GPU 搭配 ARM 新一代 Mali-T800 系列,預計於第三季開始出貨給合作夥伴,並在今年底聖誕檔期就可見到搭載 Helio X20 的終端產品推出;另外聯發科表示 Helio X20 將是今年最後一款高階應用處理器,至於明年的計畫則暗示會採用更先進的製程,同時也預計在明年新一代 LTE 數據機技術導入上傳的 CA 。

另外,聯發科表示三叢集架構的重點不在於搭載多少核心,而是將手機的能源分配管理最佳化,十核心則是他們評估後合理的架構,請把重點放在能源管理的最佳化而非用了多少核心;另外三叢集設計短時間僅會用於旗艦級產品線,不過不限於手機與平板。至於是否發展自主架構,聯發科則表示目前競爭對手所謂的自主架構,仍是基於 ARM 指令集,也還稱不上真正的自主架構。

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