從3G語音通信到4G數字服務，如今的我們站在了通信革命的第三個時代——連接萬物，變革行業的5G變革前夕。由於5G發展帶來的巨大生態收益和豐富的網絡應用服務，作為5G技術領跑者的高通自然不甘寂寞，其下一代移動平臺將採用7nm工藝製造，並支持5G的驍龍X50調制解調器搭配，將成為全球首款支持5G功能的移動平臺。未來的5G時代，高通將會為我們的生活和工作帶來提供更多便利。
從10nm到7nm，這一步跨越很重要
早在8月，高通就宣佈他們的7nm SoC芯片開始出樣給客戶，雖然具體各方面的升級要等到今年第四季度才能公佈。但製程工藝的提升往往意味著各方面的大邁進，不可忽視。在上一個工藝節點10nm上，高通驍龍835就是首款商用10納米FinFET工藝的移動平臺，事實上，驍龍835相較於驍龍821帶來的性能提升和功耗改善有目共睹。
為什麼製程工藝的提升能夠帶來大躍進？IT之家小編這裡不妨做一下簡單的科普。首先我們知道，一款CPU中包含上億個晶體管，而一個單獨的晶體管大致結構是這樣的：
▲圖片中給了兩個晶體管，但代表的是兩種工藝左側為Planar FET,右側為當前主流的FinFET工藝，都可以作為參考
圖中的晶體管結構中，“Gate（柵極）”可以看做是“閘”，主要負責控制兩端Source（源極）和Drain（漏級）的通斷，電流從源極流入漏極，而這時的柵極的寬度決定了電流通過時的損耗，表現出來就是發熱和功耗，寬度越窄，功耗越低。而柵極的寬度（柵長），就是XX nm製程中的數值。對於芯片製造商而言，自然是力求柵極寬度越窄越好，也就是製程越小越好，這樣就會減小功耗。同時，製程越小，芯片組件之間的間距就越小，可以排布在芯片上的元器件就可以更多，單位芯片面積上的晶體管越多，性能就越高，且這時候晶體管之間的電容也會更低，從而能夠提升它們的開關頻率。晶體管在切換電子信號時的動態功率消耗與電容成正比，因此，它們才可以在速度更快的同時，做到更加省電。這就是為什麼當製程工藝提升後，芯片的性能和能效都能實現跨越。
不過，當柵極寬度逼近20nm時，柵極對電流控制能力急劇下降，漏電率相應提高，對生產工藝的難度要求也上了一個臺階，而工藝繼續微縮，硅晶體管的尺寸縮小到一定程度（業內認為小於10nm）時會產生量子效應，導致晶體管的特性將更加難以控制，這時候對於芯片的製造生產難度顯然成倍增長。2017年1月高通推出驍龍835，作為首款採用10nm FinFET工藝節點的移動平臺，為用戶打造了突破性的性能和出色的能效表現。並在2018年的旗艦產品驍龍845移動平臺上延續了領先的性能體驗。
從上面的介紹可以看到，從10nm向7nm工藝躍進對於芯片廠商的技術積澱是一個巨大的考驗。同時，隨著芯片製程來到7nm，設計製造成本的翻漲也令人咋舌，據分析，10nm芯片的開發成本已經超過了1.7億美元，而7nm芯片的研發成本已經直逼3億美元，完成量產不僅需要深厚的技術功底更需要雄厚的資金支持，所以業界普遍認為芯片行業可能在7nm找到一個平衡點，或者說分水嶺。對於高通驍龍而言，能夠在7nm製程工藝上做到領先確屬不易，在移動芯片市場上，驍龍系列將保持一直以來的領先性。
連接能力出色，5G領航
消息顯示，高通下一代移動平臺將能和5G調制解調器驍龍X50搭配，成為全球首款支持5G功能的移動平臺。而驍龍X50調制解調器也是全球首款發佈的商用5G調制解調器，也體現了高通驍龍系列移動平臺在通信連接方面的強勢領先。8月，OPPO完成了基於驍龍X50調制解調器的可商用手機完成了5G信令和數據鏈路的連接，vivo初步完成面向商用的5G智能手機軟硬件開發，而小米手機成功打通5G信令和數據鏈路連接，這三大關於5G手機的捷報背後，都有驍龍X50 5G調制解調器的支持。
驍龍X50是全球首款5G商用芯片組，支持6GHz以下及毫米波頻段，支持NSA（非獨立）及SA（獨立）組網。特別是對28GHz毫米波頻段的支持，結合先進信號處理技術，能夠實現每秒5千兆比特的下載速度。目前，驍龍X50已被全球20家終端廠商及移動數據產品製造商選定，支持他們打造的最早一批5G產品。
除了在產品方面，高通還積極聯合OEM廠商們推動驍龍5G設備終端的商用落地，例如今年1月25日，高通就聯合聯想、OPPO、vivo、小米、中興、以及聞泰等公司宣佈了5G領航計劃，結合各自的領先優勢探索5G帶來的全新移動應用和體驗，同時也將專注於其他變革性技術，例如人工智能（AI）和物聯網（IoT），從而繼續驅動全球技術演進和行業變革。
而在今年7月，高通更是宣佈推出全球首款面向智能手機和其他移動終端的全集成5G新空口（5G NR）QTM052毫米波天線模組及QPM 56xx 6GHz以下射頻模組。這兩款射頻模組的推出有著重要意義，它們配合驍龍X50 5G調制解調器的解決方案，意味著移動5G網絡和終端，尤其是智能手機準備就緒，為實現大規模商用提供支持。特別值得一提的是，在QTM052毫米波天線模組中，高通克服了毫米波在實際運用方面的很多天生缺陷，成功將其應用在可大規模商用的小面積天線模組中，在此之前這是行業的難點，而高通通過自身的創新和努力證明了正5G連接技術方面的領先實力。
當然，這是還未到來的5G。在5G之前，高通還通過千兆級LTE確保驍龍移動平臺在連接方面的領先優勢。千兆級LTE簡單說就是傳輸速率超過千兆級別的無線通信技術，其理論速度可以達到光纖級別，是第一代4G LTE設備的十倍，下載時長32分鐘的影片只需15秒，另外150MBps的上傳速度可以達到傳統LTE設備的3倍。千兆級LTE基於傳統LTE在很多技術細節上實現了升級，例如載波聚合、4x4 MIMO、256-QAM、免許可頻譜LTE等。
在產品上，早在2016年2月，高通就發佈了移動行業首款千兆級LTE調制解調器驍龍X16 LTE調制解調器；而在2017年2月21日，高通推出了第二代千兆級LTE解決方案——基於10納米FinFET製程工藝打造的驍龍X20 LTE芯片組，這是首款商用發佈的、能實現最高達1.2 Gbps的LTE Category 18下載速度的千兆級LTE芯片組，在多個方面實現了業內首創。通過載波聚合和4x4 MIMO，驍龍X20 LTE調制解調器峰值速率可超過千兆級LTE，這款調制解調器繼續擴大了高通在千兆級連接技術方面的領先地位。
今年2月，高通還宣佈已經開始出樣驍龍X24 LTE調制解調器。它是全球首款發佈的Category 20 LTE調制解調器，支持最高達2 Gbps的下載速度，也是首款發佈的、基於7納米FinFET製程工藝打造的芯片。
Adreno GPU，獨孤求敗
除了製程工藝和5G連接技術方面的領先優勢，在另一個高頻使用場景——玩遊戲時，高通也憑藉Adreno系列GPU逐步確立自己在移動圖形處理方面的領先地位。例如大家感知比較深刻的，在今年的驍龍845移動平臺中，高通就採用了新一代Adreno 630 GPU，Adreno 630相比上代Adreno 540來說性能提升了30%，能耗比提升30%，視頻處理效率提升了2.5倍。我們不妨就以Adreno 630為例，從Linley Group測試的數據來看，在GFXBench Manhattan 3.1測試中，Adreno 630 GPU每平方毫米單位面積性能明顯超過競品，至於這裡的競品，主要是Mali-G72和PowerVR，還有英特爾的Gen9.5 HD615。而在GFXBench的幀率測試中，Adreno 630的測試成績也明顯優於市面上同類競品。
事實上，在最近兩年的驍龍旗艦移動平臺上，Adreno GPU已經在手機端已經基本上難覓對手，今年推出的諸多遊戲手機，也均直接採用驍龍845移動平臺，拋開遊戲手機在外觀以及定製的周邊配置來說，很多采用滿血驍龍845移動平臺的手機其實某種程度上擁有和“遊戲手機”媲美的“快、順、久、酷、智”的遊戲體驗，這其實也是對驍龍845 Adreno GPU的肯定。
當然，若深究驍龍Adreno GPU的性能和能效表現為何能夠一騎絕塵，具體還有很多領先的技術特性，例如Adreno GPU都支持統一渲染模型，計算單元同時支持定點著色器和片段著色器，從而充分利用系統資源，靈活分配，此外還有更早進行深度測試機制，提前剔除無需著色的像素，提高效率等等。以最新的Adreno 630為例，它配置了4個著色器核心（shader cores），通過硬連線加速邏輯來提升其性能，這種邏輯比可編程內核更為緊湊，因此可以在更小的面積上實現更高的性能。我們前面說到，面積更小，能效比更好，根據國外著名芯片級拆解機構TechInsightsAdreno的研究，Adreno? 630的芯片面積只有10.11平方毫米，優於市場上其他產品。
總結
隨著移動終端芯片製程工藝的提高，各大廠商對移動處理平臺的技術和資金投入也越來越大。作為全球移動通信行業領軍者的高通，其通過系列產品的創新和商用引領行業變革，併為智能手機產品提供解決方案。高通致力於跟全球全球合作伙伴共同推動移動通信的發展，未來高通會跟全行業一起致力於推動從LTE 4G到5G的過渡，加快5G的進展。
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