单元模块对SoC的性能是否有影响 SoC中其他构成单元的作用分析
在android系统生态中，单纯的处理器（cpu+gpu）性能并不能决定最终的用户体验，其背后还涉及到网络、系统和应用层面的优化（如各种游戏、网络加速引擎）、多核调度能力以及安全设计。接下来，我们就再来探秘一下soc中其他构成单元的作用。
硬核科普！为啥说soc的性能取决于架构和工艺？
modem——网络先锋
pc要想无线上网需要安装无线网卡，但在手机soc领域，“无线网卡”（基带，又称调制解调器或modem）则是soc芯片内部的组成部分之一，它将决定一款手机所支持的网络制式以及上网、下载速度。
可集成可外挂
modem并非soc的必选项，芯片商可以根据产品定位，选择将modem直接集成进soc，或是以独立芯片的形式，与soc一起焊在手机的主板上。
比如，高通骁龙855就直接集成了骁龙x24 modem，而骁龙865则取消了内置modem设计，需要搭配额外的骁龙x55才能联网。
相对来说，直接集成modem的soc可以节省主板空间，在能耗方面的表现更好。
2020年，新款手机都会搭载5g soc，即集成或外挂支持5g的modem。
有关5g soc的网络性能对比，以及影响它们最高速率的因素，感兴趣的朋友可以《都是5g网速最多差3倍！毫米波到底是个什么鬼？！》这篇文章。
和modem一样，soc的wi-fi和蓝牙模块也能选择直接集成在soc，或是通过外挂芯片的形式实现。
比如，骁龙855就直接集成了wi-fi和蓝牙单元，而骁龙865则需要外挂独立的fastconnect 6800芯片，才能支持最新的wi-fi 6和蓝牙5.1网络。联发科天玑1000+则是直接在soc内集成了wi-fi6单元的代表。
理性看待modem性能
目前，三大运营商对4g和5g网络都采取了限速的策略，其中4g最高下行速率为300mbps，而5g网络也不过1gbps。
这意味着，无论soc集成或外挂的modem性能有多强，短期内都无法超过这个上限。
因此，在选购soc和手机时，我们也无需太过在意modem的最大理论速率，而是应该把注意力放在它对5g功能的支持上，比如是否支持双模组网、支持多少频段、能否实现双卡5g全网通等等。
isp——成像关键
如今配备相同4800万或6400万像素传感器的智能手机有很多，但它们拍照成像的实际效果却存在很大的差距。
源于手机厂商方面的成像算法优化属于“软实力”，soc内集成的isp单元将决定“硬实力”。
isp的意义
isp即图像处理单元，一款soc能支持几颗摄像头，支持最高多少像素的传感器、可以录制多少分辨率和帧数（如8k/30fps）的视频、支持拍摄多少fps的慢动作、是否支持hdr视频，以及拍照成像的计算，都离不开isp的支持。
换句话说，isp规格越强，就支持更先进的摄像头，在搭配相同摄像头时具备更好的成像底蕴（不是绝对，成像算法需要复杂的软硬协同，弄不好就变成了“负优化”）。
isp的命名规范
在isp的命名中，高通骁龙的命名也许是最规范的，比如骁龙710集成的isp单元型号为spectra250、骁龙765为spectra 350、骁龙865是spectra 480，通过后缀数字我们一眼就能知道谁更强。
麒麟家族则喜欢用x.0标注，比如麒麟980/麒麟810集成了isp4.0，而麒麟990则升级到isp5.0。联发科的isp更爱“堆核”，比如helio g90系列集成了3核心的isp，而天玑1000的isp则拥有5个核心。
dsp——不再单纯
dsp即数字信号处理器，它原本主要用于处理音频信号，比如语音降噪、数模转换和实现特殊音效等。只是，在高通骁龙家族中，dsp单元的作用得以进一步升华。
熟悉又陌生的dsp
我们都知道dsp是soc的组成部分之一，但在海思麒麟、联发科和三星旗下soc的结构图中，我们根本看不到dsp单元的影子。但是，在高通骁龙移动平台中，dsp往往会被重点标注，从骁龙660的hexagon 680一路升级到骁龙865的hexagon 698，后缀数字越大性能越强。
dsp的跨界应用
随着vr/ar应用，以及ai人工智能的兴起，高通赋予了dsp单元更多能力，其中就包括向量扩展（hvx）和tensor张量加速器。
没办法，骁龙soc一直都没有集成独立的npu单元，其主打的“高通人工智能引擎ai engine”需要cpu、gpu、dsp、内存、缓存等模块协同作战。而其他芯片商的soc很早以前就引入了npu模块，所以无需让dsp进行太大的改变。
npu——聪明靠它
2017年底，华为推出的麒麟970第一次引入了npu（神经网络处理器）概念，让soc也具备了更强的本地（端侧）ai运算能力（类似于“硬解”），执行效率可以秒杀cpu的“软解”。至此，npu单元就与ai划上了等号。
从麒麟970的单核npu、麒麟980的双核npu，到最新的麒麟990 5g已经集成了2+1三核npu
无处不在的ai
最开始，ai主要还是用于拍照，比如取景时的智能场景识别功能，让系统可以快速识别拍摄的物体和场景，并自动做出优化调教。
随后，ai功能逐渐拓展，从手持超级夜景、ai语音助手、ai游戏引擎、ai网络加速、ai节能优化、ai智慧识别、ai识图翻译......几乎所有的应用场景都离不开ai加速运算。
因此，一颗soc芯片如果没有足够的ai动力，都不好意思出门打招呼。
不一样的ai单元
不同品牌的soc，对ai单元的命名和实现方法略有不同，除了高通骁龙ai engine引擎之中没有独立的npu单元以外，联发科在helio p60/p90引入的neuropilot ai技术最早也是通过多个单元协同计算（apu+cpu+gpu，这个时期集成的apu并非单独的硬件，它更像是骁龙dsp中全新集成的张量加速器）。
但从天玑1000开始，联发科也推出了独立ai处理器（apu3.0），这颗旗舰级soc在苏黎世ai中的跑分成绩已经可以超越麒麟990 5g。
三星从exynos 9820开始在soc内部集成了独立的npu单元，最新推出的exynos 980和exynos 990集成的npu单元性能也得以进一步增强。
三星exynos 980 soc的构成
需要注意的是，如今ai单元在手机日常的应用领域还处于初级阶段，它的重要性还远不如cpu、gpu和isp，属于锦上添花的存在。
其他——寂寞英雄
除了上述“知名”的单元，手机soc内还集成有很多功能模块，它们虽然不太起眼，但背后承担的任务也非常重要呢。
内存/存储控制器
我们都知道即将量产的lpddr5内存性能远胜当前主流的lpddr4x，而ufs3.0闪存的读取速度也可以秒杀ufs2.1，但并不是所有soc都支持这些最新的技术标准。以lpddr5内存为例，暂时只有骁龙865和exynos 990有资格享用，麒麟990和联发科天玑1000只支持到lpddr4x。
协处理器
很多soc内都集成有一个名为“协处理器”的单元（如高通骁龙soc内集成的sensor hub、麒麟980内集成的i8），它们大多采用更加省电的arm cortex-m系列架构打造，作用是辅助cpu，用于对加速感应器、陀螺仪、指南针和全新气压计等传感器进行7×24小时不间断的检测、统计、再加工，可让你安心进行计步、开启gps定位等功能而不必担心耗费电力。
安全模块
得益于更加方便的移动支付，很多用户都已经习惯了“无现金消费”。然而，谁来确保手机内隐私数据和支付相关认证的安全？为了解决这一问题，很多soc都开始集成专用的安全模块，比如麒麟芯片内置的inse安全芯片、骁龙芯片集成的spu安全处理器等等。
它们的作用，就是可以将人脸识别、指纹信息、isp、dsp、内存等所有参与模块生成的安全数据都保存在本地而无需上传云端，从而最大限度提升系统安全性。
其他模块
soc中还集成有显示、音频和视频单元，它们会影响手机能使用多少分辨率的屏幕、支持哪些格式的音频/视频编解码。此外，一款手机所能兼容的快速充电技术，也受到soc内某些单元的牵制，比如骁龙710仅支持qc4快充，而骁龙675却能支持效率更高的qc4+。还好，这些单元模块对soc的性能几乎无影响，我们只需简单了解即可。
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可集成可外挂
modem并非soc的必选项，芯片商可以根据产品定位，选择将modem直接集成进soc，或是以独立芯片的形式，与soc一起焊在手机的主板上。
比如，高通骁龙855就直接集成了骁龙x24 modem，而骁龙865则取消了内置modem设计，需要搭配额外的骁龙x55才能联网。
相对来说，直接集成modem的soc可以节省主板空间，在能耗方面的表现更好。
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有关5g soc的网络性能对比，以及影响它们最高速率的因素，感兴趣的朋友可以《都是5g网速最多差3倍！毫米波到底是个什么鬼？！》这篇文章。
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比如，骁龙855就直接集成了wi-fi和蓝牙单元，而骁龙865则需要外挂独立的fastconnect 6800芯片，才能支持最新的wi-fi 6和蓝牙5.1网络。联发科天玑1000+则是直接在soc内集成了wi-fi6单元的代表。
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目前，三大运营商对4g和5g网络都采取了限速的策略，其中4g最高下行速率为300mbps，而5g网络也不过1gbps。
这意味着，无论soc集成或外挂的modem性能有多强，短期内都无法超过这个上限。
因此，在选购soc和手机时，我们也无需太过在意modem的最大理论速率，而是应该把注意力放在它对5g功能的支持上，比如是否支持双模组网、支持多少频段、能否实现双卡5g全网通等等。
isp——成像关键
如今配备相同4800万或6400万像素传感器的智能手机有很多，但它们拍照成像的实际效果却存在很大的差距。
源于手机厂商方面的成像算法优化属于“软实力”，soc内集成的isp单元将决定“硬实力”。
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isp即图像处理单元，一款soc能支持几颗摄像头，支持最高多少像素的传感器、可以录制多少分辨率和帧数（如8k/30fps）的视频、支持拍摄多少fps的慢动作、是否支持hdr视频，以及拍照成像的计算，都离不开isp的支持。
换句话说，isp规格越强，就支持更先进的摄像头，在搭配相同摄像头时具备更好的成像底蕴（不是绝对，成像算法需要复杂的软硬协同，弄不好就变成了“负优化”）。
isp的命名规范
在isp的命名中，高通骁龙的命名也许是最规范的，比如骁龙710集成的isp单元型号为spectra250、骁龙765为spectra 350、骁龙865是spectra 480，通过后缀数字我们一眼就能知道谁更强。
麒麟家族则喜欢用x.0标注，比如麒麟980/麒麟810集成了isp4.0，而麒麟990则升级到isp5.0。联发科的isp更爱“堆核”，比如helio g90系列集成了3核心的isp，而天玑1000的isp则拥有5个核心。
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dsp即数字信号处理器，它原本主要用于处理音频信号，比如语音降噪、数模转换和实现特殊音效等。只是，在高通骁龙家族中，dsp单元的作用得以进一步升华。
熟悉又陌生的dsp
我们都知道dsp是soc的组成部分之一，但在海思麒麟、联发科和三星旗下soc的结构图中，我们根本看不到dsp单元的影子。但是，在高通骁龙移动平台中，dsp往往会被重点标注，从骁龙660的hexagon 680一路升级到骁龙865的hexagon 698，后缀数字越大性能越强。
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协处理器
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soc中还集成有显示、音频和视频单元，它们会影响手机能使用多少分辨率的屏幕、支持哪些格式的音频/视频编解码。此外，一款手机所能兼容的快速充电技术，也受到soc内某些单元的牵制，比如骁龙710仅支持qc4快充，而骁龙675却能支持效率更高的qc4+。还好，这些单元模块对soc的性能几乎无影响，我们只需简单了解即可。
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