龙空技术网

从产品到历史,看看高通究竟有多强

ZAEKE知客 617

前言:

此时我们对“高通cdma技术”可能比较关切,看官们都想要分析一些“高通cdma技术”的相关知识。那么小编也在网上网罗了一些对于“高通cdma技术””的相关资讯,希望我们能喜欢,看官们一起来了解一下吧!

人类刚过去的10年,就是向移动化转变的10年。要讨论这个承接蜂窝网络和5G、AI的历史阶段,肯定绕不开高通这家公司。无论是回顾这段历史,还是认清现在的行业状况,都有必要从产品和历史的角度,好好了解一下过去和现在的高通。

高通发家史,通讯技术的演化史

高通的故事要从它的创始人艾文·雅各布斯博士(Dr. Irwin Mark Jacobs)说起。这位《通信工程基础》的合著作者在33岁帮忙创立了加州大学圣迭戈分校的新工程学院,在麻省理工任教13年之后,在1968年与几位教授一起创立了搞卫星通讯技术的咨询公司Linkabit Corp并一直奋斗到52岁退休。

然而这位科技大佬怎么可能闲得下来退休?退休后仅仅3个月,雅各布和6个老同僚创立了高通。这一年,是1985年。

高通(Qualcomm)的原意是QUALity COMMunications,中文翻译就是高质量通信。雅各布斯老爷子是搞通信工程搞到卫星领域的男人,高通今天“连接万物”的使命从创立那天起就奠定了基调。

当年他们在披萨店楼上租了间办公室就开始大展拳脚了。最牛逼的是什么呢?雅各布斯老爷子后来回顾这段经历说道:“当时我们没有商业计划,脑子里也没有产品,没有多少资金。但我们都懂无线技术,这个领域里一定有好玩的东西。在头6个月时间里,我们想出了不少点子,这些点子也让我们一直忙到了现在。”这简直就是标准的龙傲天对白啊。

高通的第一个大项目就是今天大家熟知的CDMA技术。甚至可以说,就是高通发掘了CDMA技术的潜力并一手把它“拉扯大”的。在1989年高通开始推广CDMA的时候,业界的注意力都在TDMA技术上(后来演变成GSM) ,高通硬生生地靠着自己的实验和测试,让CDMA在1993年成为行业标准并和GSM分庭抗礼。

高通CDMA技术的成功程度,从3G时代的技术划分就可见一斑。国内的联通WCDMA、移动TD-SCDMA、电信CDMA2000,全是带着CDMA后缀的“同源”技术。

通讯技术不但是高通的发家之地,这简直就是高通的家。在最开始就选对方向并不停积累技术的高通,随后就一直走在人类通讯史的最前端,负责技术探索这个角色。这么一家以研究开发为主业的公司,研发投入占比常年在收入的20%以上。再加上高通本身的体量,就能大概预想到投入研发的资金流有多么庞大了。在前30年,高通累计投入了超过440亿美元的研发经费,获得了超过13万项全球专利。

在通讯时代之后,才是伴随90、00后成长的智能手机时代。公认的时代转折点出现在了2007年,那一年发生了两件改变世界的事情:乔布斯发布了初代iPhone,以及高通推出了首款骁龙芯片Snapdragon S1(QSD8250/QSD8650)。这11年间,高通在移动SoC领域打赢过两次重大战役,第一次让德州仪器、英伟达这些业界大厂退出了移动高端市场。第二次则是让联发科败走中高端。中途还插播过英特尔靠着Atom+补贴,打了几年酱油的历史。

古语有云,买手机就是买SoC。后者包括了CPU、GPU、ISP、调制解调器等多个部件,CPU和移动操作系统是智能手机的关键,而调制解调器则是负责让手机“始终连接,始终在线”的部件,它们共同组成了移动时代的基石。

上面这些企业史留下的侧影,或许还不足以完全展现高通的行业地位,但那些经典的产品,却一直在忠实地诉说着当年的历史。下面我们将从最重要的调制解调器、GPU和CPU等产品线,回顾这些年高通走过的路。

调制解调器与5G

时间线调回骁龙芯片刚发布的2007年,从那时开始,高通几乎每年的新SoC,都会带着新的制程、新的CPU、GPU和调制解调器亮相。高通在调制解调器上的优势,犹如不可逾越的鸿沟,把调制解调器分为两种,一种叫骁龙,一种叫其他。

在2007年这个安卓和Windows Mobile的蛮荒时代,高通MSM7225/7625这些上古的SoC连GPU都已经支持3G了,比国内称为3G元年的2009年还早了整整2年。

高通在2011年推出了Gobi系列LTE调制解调器,这是骁龙X系列LTE调制解调器的前身。其首发产品是地球上首款同时集成3G和LTE的调制解调器,当时的下行速度就能达到100Mbps。随后高通维持年更的速度快速迭代,2012年Gobi MDM9x15开始提供国内移动3G的TD-SCDMA网络支持。

2013年的第三代Gobi除了下行速度提升到了150 Mbps外,还带着首发LTE载波聚合技术和LTE-A(4G+)的光环。但对于国内用户,它最大的突破其实是实现了全网通。MTK要等到2015年的MT6735才支持全网通,而三星至今也没有自己的全网通芯片。

高通在2014年启用X系列LTE调制解调器的命名体系,当时最高规格的X10 LTE调制解调器首发了三载波聚合技术,峰值下行速度达到Cat.9(450Mbps,这个规格,联发科花了整整3年才追上来)。说来惭愧,时至今日,国内运营商的网络速度也才刚吃满它的全速。

2015年末,骁龙820搭载的X12 LTE调制解调器,首次在上行使用载波聚合用,上行峰值跃升到150Mbps,并带来了双卡双VoLTE的支持。随后骁龙835集成的X16 LTE调制解调器达到了1Gbps的峰值速度,成为了首款商用的千兆级LTE调制解调器。而今年骁龙845,用的就已经是4x4 MIMO,极速1.2Gbps的X20 LTE调制解调器了。高通的调制解调器技术一路走来一直引领着行业前沿变革。

另外必须提到的一点是,从3G到4G,再到5G,高通都是标准制定者之一。手上握有14% LTE专利的高通,在5G的研究中也走在最前面的。而更具前瞻性的是,高通在2016年底就发布了首款5G调制解调器X50。2017年10月,骁龙X50芯片组在28GHz毫米波频段上完成了人类首个5G数据连接。在8月22日,高通宣布下一代旗舰骁龙移动平台将会使用7nm制程工艺,并能与X50 5G调制解调器搭配。高通表示,该旗舰移动平台将致力于为顶级联网终端带来由高能效终端侧人工智能所支持的全新直观体验与交互、出色的电池续航以及性能,同时支持在全球范围内拓展汽车和物联网领域的创新技术、解决方案,以及体验与应用。所以这款全新的骁龙移动平台自然成了行业持续关注的热点。

同样“独孤求败”的Adreno GPU

Adreno GPU是高通的另外一个传奇,其前身是AMD的移动GPU Imageon系列。在2009年收购了ATI(当时已经被AMD收购)的移动GPU资产后,高通为自己的GPU命名为Adreno。随后这么多年,Adreno从来没有出过差错,每年都保持者抛离对手的态势在移动GPU最前端奔跑着,其领先程度对比调制解调器有过之而无不及。

移动GPU有明确的阵营派别,高通是Adreno,苹果之前用的是Imagination的PowerVR系列,三星和海思近年都是一直在用ARM的Mali系列,而联发科则一直在Mali和PowerVR之间跳转。除了已经退出移动领域的显卡大厂英伟达,也就只有高通由始至终都在用自研的GPU构架。

现在回想起来都觉得不可思议,移动GPU,特别是Adreno系列,在近10几年一直维持着远超摩尔定律的性能增速,这个故事出现得最密集的词,就是“暴涨”二字。2009年,MSM7227(隶属骁龙S1)搭载的Adreno 200,其浮点性能是2.1GFLOPS。而2012年初的Adreno 225上,浮点性能已经暴涨了10数倍,达到25 GFLOPS。

2011年,Adreno 320和4核Krait一同在APQ8064(隶属于骁龙S4 Pro系列)上登场。Adreno 320是个有跨时代象征性的产品,它的浮点性能再次翻倍,达到约60 GFLOPS的级别,这个图形性能已经是初代Xbox的级别了。以几何级数暴涨的GPU游戏性能,已经为随后出现的狂野飙车、NBA等大型移动游戏做好了硬件准备。

次年,骁龙801上的Adreno 330,浮点性能又“无情地”涨到了约165 GFLOPS,而2014年底发布的骁龙810,其Adreno 430居然又翻倍,到了约280 GFLOPS。从2009到2015的6年间,高通Adreno GPU的性能暴涨了近140倍……

如果说2015年之前,其他厂商的GPU还算和高通追得很紧的话,那在骁龙820/821的Adreno 530开始,高通就进入了无人之境,或是从绝对性能,或是从能耗比上,拉开了和苹果、三星、海思、联发科的差距。现在唯一能在GPU性能上跟着高通的,就只剩苹果了。但同代产品上,高通总是能在能耗比上压苹果一头。

三星这边,为了追上高通的脚步,从2014年的Exynos 7420开始疯狂地堆核心。2015年还是8核心的Mali-T760 MP8,下一年的Exynos 8890就变成了12核的Mali-T880 MP12,Exynos 8895更是涨到了20核的Mali-G71 MP20。然而GPU性能经常只是刚超越高通上一代的Adreno,而且巨大的GPU核心也让功耗失控了。

海思这边,在上一年也忍不住堆出来高频的Mali-G72 MP12,虽然终于拿到了主流的GPU性能,但同样面临功耗和发热问题。如果说三星和海思还是在奋力追赶了的话,那联发科早就放弃治疗了,游戏性能一般都落后在1-2代左右,完全没有可比性了。

更力压竞品的是,除了能耗比常年占优之外,高通的Adreno几乎常年都是用着同代面积最小的GPU芯片面积。今年三星Exynos 9810上的GPU面积达到了25 mm2,Kirin 970上也有18 mm2,但高通硬生生只用了10 mm2出头的芯片面积,就做到了更强的性能更低的能耗。

高通在GPU性能上的优势,反映到游戏领域,只要是搭载了骁龙移动平台的旗舰手机,只要厂家的周边配置不缩水,其实都能叫做游戏手机。同代最强的游戏性能和最低的功耗,除了让游戏玩得更流畅更持久之外,多年来居高不下的市场占有率居,还让高通平台获得了更多的游戏优化。如果注意对比的话,很多安卓平台的大型游戏,就算是同等画质,在高通平台上的画面细节总是最好的。高通新一代旗舰骁龙845集成的Adreno 630 GPU为不卡顿、不掉帧的流畅游戏体验提供了强劲支持的同时,也为包括VR、AR和MR在内的全新XR体验提供了创新。骁龙845是首款支持室内空间定位(room-scale)六自由度(6DoF)和即时定位与地图构建(SLAM)的移动平台,实现了诸如避免墙壁碰撞等特性,使XR体验更具沉浸感和直观性。

CPU构架与制程优势

终于说到SoC三大金刚的最后一员——CPU了。CPU这边,高通和苹果是很特殊的存在,它们除了一两款产品用过公版的ARM构架外,其余都是自主或半自主构架。三星直到2016年才发布第一代自主构架猫鼬M1,而海思和联发科的CPU一直都是公版构架。因为是自主构架,高通创下了很多移动CPU的记录,而且还是很多核心和主频的记录的保持者。

高通首个自主构架CPU“Scorpion”在2005年发布,2008年的新Scorpion成为了首个1G主频的移动CPU,到了2010年,Scorpion已经是双核1.7G的CPU构架了。

2012年,高通发布了第二代自主构架Krait CPU,旗舰型号是使用28nm工艺,搭载4核1.5G Krait CPU的APQ 8064。2013年,高通改用骁龙200/400/600/800的命名体系。同年,CPU升级到了Krait 400,高通再次提升主频并成功突破2GHz。到了2014年,骁龙805搭载的Krait 450,主频已经高达2.7GHz。这个狂暴的频率记录,直到骁龙845发布才被再次刷新。同样是2014年,骁龙808/810跨进了64位时代。

在2015的骁龙820上,高通发布了第三代自主构架Kryo。这次Kryo构架走的是2+2的巨核路线,其刷新了移动CPU的浮点性能记录。随后基于A73的半自主构架Kyro 280和从A75构架的Kryo 385,就是这两年大家手头边上的骁龙835/845的故事了。噢对了,Kyro 385到现在还是几个大厂里唯一使用的类A75构架的。

此外,高通也是唯一开始往PC领域发展的移动平台厂商,搭载骁龙835移动PC平台的WoS产品在上一年开始试水,今年的8月31日,首款搭载全新高通骁龙850移动计算平台的始终在线、始终连接的PC联想Yoga C630 WOS也已经发布,这款二合一笔记本融合了Windows 10操作系统、增强的性能、精巧轻薄的设计、超过25小时的电池续航以及集成的千兆级LTE连接,可以满足极致移动生产力与娱乐功能。高通除了一直都是出货量最大的之外,几乎每年的最新制程工艺,都是由高通首发的。近年来,高通还开始有意识地把旗舰制程下放到高端和中高端产品,骁龙660、骁龙636、骁龙710一套组合拳打下来,联发科和三星的中高端产品都已经快不能自理了。

近日高通也正式对外宣布,会在即将推出的旗舰移动平台上使用最新的7nm制程工艺,并表示支持5G连接的7nm芯片组已经向多家厂商出样。这个进度超过了之前业内的预期,预计我们最快会在2018年底就能看到运营商开始进行5G终端的测试,在2019年就能开始5G服务的试商用了。我们都能预想到5G将为诸多行业带来变革,甚至催生全新的商业模式,但只是没有预想到,它来得居然怎么快。

横跨人工智能、VR/AR的生态搭建

除了上面这些已经形成的领域,高通的模式和操作,跟我们平常见到的科技公司都不同。它是个研究型的公司,但30多年过去,高通依旧像以前发现并拉扯大CDMA那样,在研究新的未来技术之后,还经常会为了加速技术落地而亲自推广和搭建生态,这在还未完全落地的人工智能、VR/AR上展现得最为明显。

可能是因为预见到移动端在人工智能、VR/AR等领域的可能性,高通子在2015年,把骁龙系列拓展为移动平台。并引入了“CPU+GPU+DSP”的异构AI构架,也就是今天大家熟悉的骁龙AI引擎。到了今年的骁龙845,已经是第三代AI平台了。

AI本身听起来非常高大上,但其实就是机器学习分支下的深度学习取得突破之后,移动端也能执行服务器和云端训练好的神经网络模型。而这些模型,其实已经在几年前就引进到了日常的拍照场景识别、物体/手写视觉识别乃至语音转文字等应用上了。

虽然苹果、海思、ARM这些上游的芯片厂商随后都跟进了AI芯片,而且AI已经融入到很多现有的场景中,但AI的大生态还没成型。和其他厂商只管做芯片的态度不同,高通还很用力地进行端侧AI的推广和应用生态的撮合。因为高通和手机厂商、应用开发商的密切联系,今年5月的高通AI Day上我们看到了OPPO、vivo、小米、黑鲨、一加、锤子等大家熟悉的手机厂商,和腾讯QQ、网易、旷视、商汤,乃至百度、创通联达这些应用和上游软件公司罕见地聚首一堂。

在VR/AR和最近非常火热的游戏领域,高通也同样在充当着生态构建者的角色。在8月初的ChinaJoy数码互动娱乐展,高通首次“跨界参展“。除了ROG、黑鲨、努比亚等游戏手机外,还有一众骁龙845旗舰参展,在另外一边则是和手机厂商们合作的VR/AR技术展厅。

这些人工智能、VR/AR等新领域的生态搭建,其实更多是硬件和软件厂商的分内事。以高通的体量和占有率来说,其实大可和苹果一样,高冷地在自己的生态圈里转悠。但现在这个四处为新技术生态奔波的高通,总让人不禁回想起高通当年推广CDMA的前行者身影。

标签: #高通cdma技术