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Modem——网络先锋
如果PC机想要无线上网,就需要安装无线网卡。然而,在手机SoC领域,“无线网卡”(基带,也称为调制解调器或Modem)是SoC芯片内部的组件之一。它将确定手机支持的网络。格式、互联网接入和下载速度。
可集成、可插件
调制解调器不是SoC 的必需选项。芯片厂商可以根据产品定位选择将Modem直接集成到SoC中,也可以将其作为独立芯片与SoC一起焊接在手机主板上。
例如,高通骁龙855直接集成了骁龙X24 Modem,而骁龙865则取消了内置Modem设计,需要额外增加一块骁龙X55来连接互联网。
相对而言,直接集成Modem的SoC可以节省主板空间,并且在能耗方面表现更好。
2020年,新手机将配备5G SoC,它是支持5G的集成或插入式调制解调器。
有关5G SoC的网络性能对比以及影响其最大速度的因素,感兴趣的朋友可以阅读这篇文章《都是5G网速最多差3倍!毫米波到底是个什么鬼?!》。
与Modem一样,SoC的Wi-Fi和蓝牙模块也可以直接集成到SoC中,或者以外部芯片的形式实现。
例如,骁龙855直接集成了Wi-Fi和蓝牙单元,而骁龙865则需要外部独立的FastConnect 6800芯片来支持最新的Wi-Fi 6和蓝牙5.1网络。联发科天玑1000+ 是直接集成到SoC 中的Wi-Fi 6 单元的代表性示例。
理性看待Modem性能
目前,三大运营商均针对4G、5G网络采取限速策略。 4G的最大下行速率为300Mbps,而5G网络仅为1Gbps。
这意味着无论SoC集成或外挂式Modem的性能有多强,短期内都无法超过这个上限。
因此,在采购SoC和手机时,我们不需要过多关注Modem的最大理论速度,而应该重点关注其对5G功能的支持,比如是否支持双模组网、多少频率等。支持的频段、是否可以实现双卡5G全网通通信等等。
ISP—— 成像密钥
现在有很多智能手机都配备了同样的4800万或6400万像素传感器,但其相机成像的实际效果却存在很大差距。
手机厂商的成像算法优化是“软实力”,SoC中集成的ISP单元将决定“硬实力”。
ISP的含义
ISP是图像处理单元。一颗SoC可以支持多个摄像头,最高可以支持多少个像素传感器,可以录制多少分辨率和帧数(如8K/30FPS)视频,可以录制多少FPS慢动作,是否支持HDR 。视频,还有摄影、成像计算,都离不开ISP的支持。
也就是说,ISP规格越强,支持的相机就越先进,与同一款相机搭配使用时,成像体验就会越好(也不是绝对,成像算法需要复杂的软硬件配合,如果不做得不好,就会变成“负优化”)。
ISP 命名约定
在ISP的命名中,高通Snapdragon的命名或许是最规范的。比如,骁龙710集成的ISP单元型号是Spectra 250,骁龙765是Spectra 350,骁龙865是Spectra 480。通过后缀数字我们一眼就能看出。就能知道谁更强。
Kirin家族喜欢使用x.0注解。例如,Kirin 980/Kirin 810集成了ISP4.0,而Kirin 990则升级为ISP5.0。联发科的ISP更喜欢“芯”。例如Helio G90系列集成了3核ISP,而天玑1000 ISP则为5核。
DSP——不再简单
DSP是数字信号处理器。它最初主要用于处理音频信号,如语音降噪、数模转换、特殊音效的实现等。不过,在高通骁龙家族中,DSP单元的作用得到了进一步升华。
熟悉又陌生的DSP
我们都知道DSP是SoC的组成部分之一,但是在海思麒麟、联发科、三星的SoC的结构图中,我们根本看不到DSP单元的影子。不过,在高通骁龙移动平台中,DSP经常被重点强调,从骁龙660的Hexagon 680到骁龙865的Hexagon 698,后缀数字越大,性能越强。
DSP的跨境应用
随着VR/AR应用和AI人工智能的兴起,高通赋予了DSP单元更多的能力,包括矢量扩展(HVX)和Tensor加速器。
没办法,Snapdragon SoC从来没有集成过独立的NPU单元。其主打的“高通人工智能引擎AI Engine”需要CPU、GPU、DSP、内存、缓存等模块的配合。其他芯片厂商的SoC很早就引入了NPU模块,所以不需要对DSP进行大的改动。
NPU——因它而聪明
2017年底,华为推出麒麟970,首次引入NPU(神经网络处理器)概念,让SoC拥有更强的本地(设备端)AI计算能力(类似“硬解”) ,而且执行效率可以说是瞬间秒杀CPU的“软解”。此时,NPU单元就等同于AI。
从麒麟970的单核NPU、麒麟980的双核NPU,到最新的麒麟990 5G,都集成了2+1三核NPU。
人工智能无处不在
一开始,AI主要用于拍照。例如,取景时的智能场景识别功能,可以让系统快速识别拍摄的物体和场景,并自动进行优化调整。
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智能识别、AI图像识别翻译……几乎所有应用场景都离不开。开启AI加速计算。
所以,一颗SoC芯片如果没有足够的AI算力,出去打招呼就太尴尬了。
不同的AI单位
不同品牌的SoC,AI单元的命名和实现方式略有不同。除了高通Snapdragon AI Engine中没有独立的NPU单元之外,联发科在Helio P60/P90中引入的NeuroPilot AI技术首先经过了多个单元。协同计算(APU+CPU+GPU,这个时期的集成APU并不是一个单独的硬件,它更像是Snapdragon DSP中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的AI处理器(APU3.0)。这款旗舰SoC在苏黎世AI跑分上已经可以超越麒麟990 5G。
三星从Exynos 9820开始在SoC内部集成了独立的NPU单元,新推出的Exynos 980和Exynos 990集成NPU单元的性能得到进一步增强。
三星Exynos 980 SoC的构成
需要注意的是,AI单元在手机日常应用领域仍处于起步阶段。它的重要性远远不及CPU、GPU和ISP。这是锦上添花。
其他——孤独英雄
除了上述“众所周知”的单元之外,手机SoC中还集成了很多功能模块。虽然他们不是很起眼,但是他们背后承担的任务也非常重要。
内存/存储控制器
我们都知道即将量产的LPDDR5内存的性能远胜于目前主流的LPDDR4X,而UFS3.0闪存的读取速度也能击败UFS2.1,但并不是所有的SoC都支持这些最新技术标准。以LPDDR5内存为例,目前只有骁龙865和Exynos 990有资格享受,而麒麟990和联发科天玑1000仅支持LPDDR4X。
协处理器
许多SoC都集成了一个称为“协处理器”的单元(例如高通Snapdragon SoC中集成的Sensor Hub、Kirin 980中集成的i8),并且大多数都是使用更省电的ARM Cortex-M系列架构构建的。它用作辅助CPU,对加速度计、陀螺仪、指南针、新气压计等传感器进行24/7不间断检测、统计和再处理,让您无需手动即可实现计步、开启GPS定位等功能担心耗电。
安全模块
得益于更加便捷的移动支付,很多用户已经*惯了“无现金消费”。然而,谁来保证手机隐私数据和支付相关认证的安全呢?为了解决这个问题,很多SoC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、Snapdragon芯片集成的SPU安全处理器等等。
它们的作用是将人脸识别、指纹信息、ISP、DSP、内存等所有参与模块产生的安全数据存储在本地,而不需要上传到云端,从而最大限度地提高系统安全性。
其他模块
标题:硬核科普! Modem、ISP、DSP、NPU等单元有什么用?
链接:https://www.7kxz.com/news/sypc/41563.html
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用户评论
我最近尝试了一款教科书般的游戏,“硬核科普”游戏,通过模拟各种网络单位的工作原理,比如Modem和ISP,让我对现代互联网有了全新的了解。
有9位网友表示赞同!
这款游戏将枯燥的网络术语变成了互动体验,我感觉Modem、ISP、DSP还有NPU等技术不再神秘了。
有6位网友表示赞同!
我玩这款游戏的时候,感觉自己就像个小小网路工程师,在虚拟环境中构建网络,理解每个组件的作用和相互关系让我着迷不已。
有20位网友表示赞同!
这款游戏的设计非常棒,对于没有IT背景的玩家也很友好,通过游戏中的引导轻松学*到了许多专业的知识。
有13位网友表示赞同!
"硬核科普"让我的生活变得有趣多了。我居然在虚拟世界里玩得不亦乐乎,同时也学到一些实用的技术知识。
有15位网友表示赞同!
这款游戏最大的亮点就是把复杂的科技概念简化到可以玩游戏的地步,还能加深对这些名词的实际理解。
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玩这个游戏之后,我对日常生活中所依赖的网络技术有了更深刻的理解。Modem、ISP、DSP、NPU,现在我知道他们都在游戏背后默默工作。
有6位网友表示赞同!
"硬核科普"不仅是我学知识的工具,也是我放松时的好伙伴。这款游戏真的很用心地设计了每一个细节,让人爱不释手。
有7位网友表示赞同!
这款游戏完美融合了教育和娱乐元素,在游戏中,我不仅学会了专业知识,还有点小小的成就感哦!
有20位网友表示赞同!
“硬核科普”让我从玩家变成学*者,通过游戏探索网络的世界里每个有趣的角落。Modem、ISP...这些名词在这款游戏中不再只是课本里的知识。
有11位网友表示赞同!
这款游戏的叙述方式非常生动有趣,把原本可能感到乏味的专业知识点变成了生动形象的游戏过程。
有20位网友表示赞同!
"硬核科普"游戏让我体验到了成为互联网背后的小小创造者的乐趣,在游戏中与Modem、ISP、DSP、NPU等单元互动,感觉自己是个真正的网络设计师。
有18位网友表示赞同!
对技术好奇的我,通过这款游戏理解了技术是如何在背后运作的。从Modem到NPU,每个环节都清晰地展现在我面前。
有11位网友表示赞同!
玩过后我觉得,"硬核科普"教会了我很多知识,却感觉不到丝毫的压力,游戏的方式让学*变得轻松愉快!
有19位网友表示赞同!
这款游戏不仅科普了网络技术和基础知识,还让我在欢笑中学会了如何构建和管理网络系统。Modem、ISP等名词变得像是自己亲手调教的小伙伴。
有20位网友表示赞同!
"硬核科普"是我在闲暇时的最佳选择,每玩一次都好像在解锁新的技术世界大门,对我而言真的很受用。
有14位网友表示赞同!
这款游戏让我对数字世界的构建有了初步理解能力。现在提到Modem、ISP等名词,我会笑说,这都是我游戏里亲历的故事。
有13位网友表示赞同!
"硬核科普"真的是个让人爱上学*的好工具,游戏式的教学方式让我不知不觉中积累了不少技术知识。
有17位网友表示赞同!
这款"硬核科普"游戏,以它独特的游戏模式,使得网络基础不再成为难题。每一步都是学*的过程:
有12位网友表示赞同!