曦力是否夠“犀利”聯(lián)發(fā)科Helio X20/X25解析

徐燕

隨著魅族Pro6、樂2/樂2 Pro等新品的上市，智能手機(jī)領(lǐng)域終于迎來了十核“普及風(fēng)暴”。

作為發(fā)動此次“核（芯數(shù)量）戰(zhàn)爭”的始作俑者，聯(lián)發(fā)科曦力家族的新成員是否足夠犀利呢？

越發(fā)激烈的“核戰(zhàn)爭”

智能手機(jī)領(lǐng)域的“核戰(zhàn)爭”最早可以追溯到2011年。當(dāng)年，隨著高通MSM8x60處理器（準(zhǔn)確來講移動處理器就是一套完整的SoC片上系統(tǒng)）的量產(chǎn)，智能手機(jī)在核芯數(shù)量上終于趕上了PC的腳步（圖1）;一年之后（2012年），NVIDIA攜Tegra 3之威，為智能手機(jī)推開了四核時代的大門（圖2）;又過了一年（2013年），三星帶來了全球首款“4+4”八核處理器Exynos 5410，將“核戰(zhàn)爭”推向了高潮。

在國內(nèi)知名度最高的MSM8260雙核處理器

隨后的兩年時間里，移動（手機(jī)）處理器在核芯數(shù)量上一直都沒能突破八核的“封鎖”，只是通過升級Cortex架構(gòu)（如從A15一路進(jìn)化為A57、A72）、big.LITTLE技術(shù)的改進(jìn)等方面實(shí)現(xiàn)了性能的革新。終于，隨著魅族Pro6的發(fā)布（圖3），智能手機(jī)正式掀開了十核時代的序幕。作為發(fā)動十核“核戰(zhàn)爭”的始作俑者，聯(lián)發(fā)科首批十核處理器Helio X20/X25自然廣受關(guān)注。那么，Helio X20/X25能否憑借核芯數(shù)量上的優(yōu)勢與驍龍820等旗艦處理器進(jìn)行平等的競爭呢？

“異構(gòu)”與“同構(gòu)”的多核之爭

在八核時代，移動處理器普遍采取“異構(gòu)多核”與“同構(gòu)多核”兩種手段搭建起八核平臺，其中“異構(gòu)多核”是最主流的表現(xiàn)形態(tài)。以華為Mate8所搭載的麒麟950為例，它就采用了典型的四核Cortex-A72+四核Cortex-A53的組合，也就是我們常說的big.LITTLE（大小核）架構(gòu)（圖4），Cortex-A72用于游戲等高負(fù)載環(huán)境，Cortex-A53用于上網(wǎng)音樂等低負(fù)載環(huán)境，在必要的時候二者可以攜手作戰(zhàn)實(shí)現(xiàn)“八核全開”（圖5）。

“同構(gòu)多核”則有兩種表現(xiàn)形態(tài)。其一是以聯(lián)發(fā)科Helio P10（又稱MT6755）、高通驍龍615/616為代表的八核處理器，它們都采用了高主頻四核Cortex-A53+低主頻四核Cortex-A53的組合，這種結(jié)構(gòu)也能被歸類為big.LITTLE架構(gòu)，二者可以獨(dú)立運(yùn)行，也能攜手作戰(zhàn);其二是以Helio X10和驍龍617為代表的八核處理器（圖6），它直接采用了相同的八核Cortex-A53（又稱“平行八核架構(gòu)”），可根據(jù)實(shí)際負(fù)載情況自動開啟/關(guān)閉多余的核芯實(shí)現(xiàn)高性能和省電的目的。

問題來了，聯(lián)發(fā)科Helio X20/X25擁有十個核芯，如果參考上面的案例，難道它們要采用奇葩的“五核+五核”組合？或是改用“平行十核架構(gòu)”？

“三叢集”成就十核之路

在處理器的歷史上，除了AMD在PC領(lǐng)域推出過奇葩的三核Phenom處理器外，無論是PC還是移動領(lǐng)域的處理器都遵循著偶數(shù)多核的策略。聯(lián)發(fā)科自然不愿意當(dāng)奇葩，所以它通過獨(dú)特的“三叢集”架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了Helio X20/X25的十核之夢。

我們可以將big.LITTLE理解為“雙叢集”架構(gòu)，它擁有一大一小兩個叢集核心群，從而兼顧了性能和省電的目的。而聯(lián)發(fā)科Helio X20/X25所謂的“三叢集”架構(gòu)，就是在big.LITTLE的“大核”和“小核”的基礎(chǔ)上添加了“中核”的概念，通過三個叢集核心群構(gòu)成了十個運(yùn)算核芯（圖7）。

具體來說，Helio X20/X25是由雙核Cortex-A72（大核）+四核高主頻Cortex-A53（中核）+四核低主頻Cortex-A53（小核）組成，2+4+4剛好等于10。那么，有了Helio X20/X25這種“三叢集”十核處理器的先例，未來是否會出現(xiàn)“四叢集”甚至“五叢集”的概念呢？

這個答案受制于當(dāng)前處理器生產(chǎn)工藝、設(shè)計(jì)成本等多個因素的限制，至少在7nm工藝出現(xiàn)之前，“三叢集”無論是成本還是實(shí)際效果都要比“四叢集”更合理。我們可以將“叢集”理解為汽車的擋位（圖8），叢集越多檔位越多。在汽車領(lǐng)域，發(fā)動機(jī)從二擋掛到三擋再到四擋，并非為了加大馬力，而是為了控制功耗。聯(lián)發(fā)科提出“三叢集”概念本質(zhì)的出發(fā)點(diǎn)也是提供足夠強(qiáng)大性能的同時盡可能降低功耗，延長智能手機(jī)的續(xù)航時間。

CorePilot 3.0技術(shù)充當(dāng)“調(diào)控員”

對移動處理器而言，像Cortex-A72/A53這種大核的功耗永遠(yuǎn)都比以Cortex-A53為代表的中核和小核大，哪怕通過大幅降頻也無法解決這一問題。因此，如何讓Helio X20/X25完美地協(xié)調(diào)管理大、中、小核芯的開與關(guān)或協(xié)同作戰(zhàn)就顯得尤為重要了。為此，聯(lián)發(fā)科為Helio X20/X25準(zhǔn)備了新一代的CorePilot 3.0（異構(gòu)多處理技術(shù)）進(jìn)行實(shí)時的調(diào)控。

我們可以將CorePilot 3.0理解為永遠(yuǎn)不會休息的“調(diào)控員”，當(dāng)你按下手機(jī)電源鍵實(shí)現(xiàn)開機(jī)后，它就會隱藏在系統(tǒng)和硬件底層的幕后，對“三叢集”里的十個核芯進(jìn)行7×24小時的全方位監(jiān)控和調(diào)度。

簡單來說，CorePilot 3.0可以對當(dāng)前運(yùn)行的APP（程序）進(jìn)行分析，計(jì)算流暢運(yùn)行該APP時所需要耗費(fèi)的運(yùn)算資源，再根據(jù)這個需求調(diào)度相應(yīng)的核芯搞定這個APP。而CorePilot 3.0的特色在于，它可以指揮不同“叢集”的核芯自由組合，可以實(shí)現(xiàn)一大一?。▓D9）、兩中三小等核芯的搭配方案（圖10）。如運(yùn)行類似安兔兔等跑分APP時會讓兩個大核和四個中核火力全開獲得最佳的成績;運(yùn)行極品飛車等游戲APP時調(diào)用一個大核和兩個中核搭配使用;運(yùn)行微信游戲時關(guān)閉大核，只使用四個中核;上網(wǎng)看在線視頻時選用三個中核和四個小核，以此類推。

總之，這種根據(jù)當(dāng)前系統(tǒng)的負(fù)載情況而選擇不同核芯搭配的方式，可以很好地協(xié)調(diào)整個SOC的功耗和發(fā)熱，讓你既能感覺運(yùn)行很流暢，也不用擔(dān)心會耗費(fèi)多余的電力（圖11）。最關(guān)鍵的是，這些核芯的調(diào)度都是無縫切換，在不知不覺間就已完成工作。

得益于Helio X25集成的協(xié)處理器，魅族Pro6的Sensor Hub技術(shù)再度回歸

協(xié)處理器解決傳感器耗電問題

蘋果在iPhone 5s發(fā)布時首次提出了“運(yùn)動處理器”概念，這顆超低功耗的芯片用于語音喚醒，對計(jì)步器、陀螺儀等傳感器收集回的數(shù)據(jù)進(jìn)行再加工等任務(wù)。高通驍龍?zhí)幚砥骷傻腍exagon DSP、海思麒麟950集成的智能感知處理器i5，它們的功能和蘋果提到的“運(yùn)動處理器”相同，其本質(zhì)就是所謂的“協(xié)處理器”。

早前聯(lián)發(fā)科多少有些“看不起”協(xié)處理器。以魅族為例，在魅族MX3時代曾以配備Sensor Hub協(xié)處理器為主打賣點(diǎn)之一，而隨后的MX4卻取消了協(xié)處理器設(shè)計(jì)。當(dāng)時業(yè)內(nèi)流傳的理由是這樣的：“魅族MX4搭載的聯(lián)發(fā)科MT6595處理器擁有驚人的單核心頻率控制能力，當(dāng)手機(jī)進(jìn)入深度待機(jī)時可關(guān)閉CPU的七個核芯，僅保留一個核芯以極低的頻率運(yùn)行，此時的功耗與單個協(xié)處理器相差無幾?！?/p>

隨著協(xié)處理器技術(shù)的不斷革新，依靠CPU“模擬”協(xié)處理器的形式已經(jīng)漸漸顯露出了疲態(tài)：耗電量與獨(dú)立協(xié)處理器之間的差距越來越大。隨著智能手機(jī)內(nèi)集成了更多傳感器，以及更多APP需要調(diào)取傳感器收集相關(guān)數(shù)據(jù)的大環(huán)境下，協(xié)處理器的功效已不容忽視。

于是，聯(lián)發(fā)科改變了對協(xié)處理器的態(tài)度，并在Helio X20/X25身上整合了ARM Cortex-M4架構(gòu)的協(xié)處理器芯片。從此，在搭載Helio X20/X25處理器的手機(jī)上，我們可以淡定地始終開啟計(jì)步器、GPS等功能模塊，而不必?fù)?dān)心它們在運(yùn)行期間會明顯增加對電量的消耗了（圖12）。

進(jìn)一步提升“視像”競爭力

為了提升Helio X20/X25的實(shí)際體驗(yàn)，聯(lián)發(fā)科還在它們身上整合了新一代Imagiq圖像信號處理器（ISP）。這顆獨(dú)立的ISP可以極大地提升拍攝體驗(yàn)，具體表現(xiàn)在它正式加入了對黑白+彩色雙攝像頭技術(shù)的支持，并支持混合式自動對焦技術(shù)、支持硬件級的電子防抖技術(shù)、支持類似iPhone 6s超慢鏡拍攝的功能。

此外，Helio X20/X25還支持一項(xiàng)名為“MiraVision”的技術(shù)。該技術(shù)可以識別并屏蔽屏幕內(nèi)顯示的藍(lán)光，實(shí)現(xiàn)類似“護(hù)眼模式”的顯示功能（圖13）;可以根據(jù)光線感應(yīng)器收集環(huán)境的真實(shí)光線，實(shí)時調(diào)整屏幕色彩和亮度，讓屏幕顯示的畫面與周圍環(huán)境更接近;對VR進(jìn)行了優(yōu)化，支持120FPS VR技術(shù)，在搭配指定硬件（刷新率足夠高的屏幕）的情況下可大幅降低眩暈感。

至此，昔日那些配備雙攝像頭、系統(tǒng)自帶護(hù)眼模式等特色功能再也不是搭載高通驍龍等其他品牌處理器手機(jī)的專利，Helio X20/X25同樣也能搞定。

可勉強(qiáng)列入“第一梯隊(duì)”的性能

有關(guān)Helio X20/X25的功能特色我們已經(jīng)有所了解，不過相信各位讀者更關(guān)心的還是它真實(shí)的性能表現(xiàn)是否足夠強(qiáng)大，與其他旗艦級移動處理器之間的距離差異。

首先，我們來回顧一下Helio X20/X25與聯(lián)發(fā)科其他中高端處理器的規(guī)格差異（表1）。Helio X20/X25采用了聯(lián)發(fā)科所能爭取到的最先進(jìn)的生產(chǎn)工藝：20nm HKMG，解決了更多核芯的設(shè)計(jì)難題與發(fā)熱/功耗壓力。此外，Helio X20/X25還集成了ARM最新的旗艦級Mail-T880系列GPU，并支持全網(wǎng)通和eMMC 5.1存儲介質(zhì)，順序讀取速度可以突破200MB/s大關(guān)。

表2是聯(lián)發(fā)科Helio X20/X25與其他旗艦級移動處理器之間的性能對比。通過分析可見，Helio X25憑借更高的主頻優(yōu)勢，性能略強(qiáng)于Helio X20，和麒麟950/955處于伯仲之間。受制于Mail-T880MP4 GPU，Helio X20/X25的游戲性能與三星Exynos 8890和高通驍龍820差距非常明顯。

原因很簡單，聯(lián)發(fā)科對Helio X20/X25的設(shè)計(jì)還是相對保守，為了在性能和功耗發(fā)熱之間取得平衡，只給集成的ARM Mali-T880GPU準(zhǔn)備了4個計(jì)算核心，即Mali-T880MP4。而Exynos 8890的GPU雖然也是ARM Mali-T880，但三星卻為其提供了12個計(jì)算核心，達(dá)到了Mali-T880MP12，游戲性能自然可以2倍～2.5倍于Helio X20/X25了。

總之，聯(lián)發(fā)科Helio X20/X25憑借更多的核芯，在CPU多核運(yùn)算性能方面屬于絕對的旗艦級，而游戲性能卻要遜色很多，大致相當(dāng)于高通驍龍805的水平。將二者綜合在一起，讓Helio X20/X25可“勉強(qiáng)”列入移動處理器的“第一梯隊(duì)”陣營之中。

之所以用了“勉強(qiáng)”兩個字，是因?yàn)镠elio X20/X25還缺少真正頂級處理器所應(yīng)具備的一些潛質(zhì)。比如，它最大只支持4GB LPDDR3內(nèi)存，在很多內(nèi)置6GB LPDDR4內(nèi)存的旗艦（驍龍820方案）面前感覺“壓力山大”;再者說，它不支持UFS技術(shù)，而eMMC 5.1和UFS 2.1之間的讀寫速度差距還是比較明顯的，這也是魅族Pro6為什么要從UFS 2.0退化到eMMC 5.1的根本原因。

小 結(jié)

雖然Helio X20/X25距離真正的頂級還有一步之遙，但它卻是真正意義上的“親民旗艦”。以樂2、樂2 Pro手機(jī)為代表的新品已經(jīng)將Helio X20/X25拽進(jìn)了1099元和1499元（圖14）。反觀其他旗艦級處理器，搭載驍龍820的手機(jī)最低也要1999元，獨(dú)享Exynos 8890的三星S7更是接近5000元……用對方1/3～1/2的價格享受對方80%的性能和功能，這正是Helio X20/X25的核心競爭力所在。