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手机芯片天梯图2019版:从制程工艺到AI性能的发展路径剖析

在2019年,智能手机芯片市场的竞争格局已经非常清晰,高通、华为、苹果、三星和联发科是舞台上的主要玩家,这一年,芯片的发展不再仅仅围绕CPU和GPU的原始性能狂奔,而是转向了更全面的竞赛,主要体现在三个关键维度:更先进的制程工艺、更强大的AI人工智能性能,以及逐渐兴起的5G集成能力,如果有一张2019年的手机芯片天梯图,那么处于顶端的无疑是那些在这些方面都取得领先的产品。

制程工艺是决定芯片性能和能效的基础,2019年是7纳米工艺全面普及和深化的一年,年初,高通骁龙855和华为麒麟980是市场上最主流的7纳米移动平台,它们相比前代的10纳米芯片,在性能提升约20%的同时,功耗降低了约40%,这是一个巨大的飞跃,意味着手机可以更流畅地运行大型游戏和应用,同时续航时间也更长,到了下半年,竞争进一步白热化,苹果推出的A13 Bionic芯片虽然也采用7纳米工艺,但通过更先进的极紫外光刻技术,实现了更高的晶体管密度和能效,在绝对性能上继续一骑绝尘,而华为则率先推出了全球首款旗舰5G SoC麒麟990 5G,它采用了更进一步的7纳米+ EUV工艺,将5G基带直接集成在芯片内部,而不是像骁龙855那样需要外挂单独的5G调制解调器,这在缩小芯片面积和降低功耗上又进了一步,联发科则试图凭借首款5G芯片天玑1000冲击高端市场,也采用了7纳米工艺,以其出色的多核性能和AI能力引起了广泛关注。

AI性能成为2019年芯片比拼的核心焦点,各家都放弃了此前“CPU+GPU”的简单架构,转向了“CPU+GPU+NPU”的异构计算模式,这个NPU就是专门用于AI任务处理的单元,高通的策略是依靠其Hexagon DSP、Adreno GPU和Kryo CPU组成的第四代AI引擎,通过协同工作来加速AI运算,这种方式灵活性强,华为的麒麟980首次搭载了双核NPU,显著提升了图像识别等AI任务的速度,而麒麟990 5G则采用了自研的达芬奇架构NPU,创新性地使用大核+微核的设计,大核处理重负载AI任务,微核负责低功耗的常驻AI应用(如语音助手),能效比极高,苹果的A13 Bionic则包含了新一代的神经网络引擎,性能核心速度更快,能耗更低,为iPhone的拍照、FaceID和AR应用提供了强大支撑,联发科的天玑1000也内置了独立的AI处理器APU 3.0,在当时的AI Benchmark跑分榜上名列前茅,这些AI能力的提升,直接体现在手机的拍照优化、语音助手响应、系统资源智能调度等日常体验上。

5G是2019年无法绕开的话题,这一年被称为“5G元年”,芯片对5G的支持方式成为区分技术实力的重要标志,高通的方案是骁龙855外挂X50 5G调制解调器,这是当时多数安卓旗舰5G手机的方案,但外挂方式在功耗和空间占用上存在劣势,华为的麒麟990 5G率先实现了5G基带的SoC集成,支持NSA和SA两种组网模式,在能效和连接稳定性上优势明显,三星的Exynos 980同样是一款集成5G基带的芯片,主要用在部分海外市场,联发科的天玑1000也集成了5G基带,并且支持5G双卡双待等先进特性,苹果则在2019年并未推出5G手机,其A13芯片仍仅支持4G网络。

综合来看,2019年的手机芯片天梯图顶端,无疑是苹果A13 Bionic在绝对性能上称王,尤其是在CPU和GPU的单核及多核性能上优势巨大,而在安卓阵营,华为麒麟990 5G凭借领先的7nm+ EUV制程、集成式5G和强大的AI能力,在综合体验上占据了制高点,高通骁龙855(及其5G外挂版)依然是大多数旗舰机的稳妥选择,市场占有率最高,但面临着巨大的竞争压力,联发科天玑1000则像一匹黑马,纸面参数非常亮眼,为2020年的崛起埋下了伏笔,这张天梯图清晰地表明,手机芯片的竞争已经进入了一个多维度的全新时代,单纯跑分高已不足以称雄,制程、AI、5G的全面均衡发展才是关键。

参考资料:根据2019年AnandTech对苹果A13、麒麟990、骁龙855的深度性能分析;极客湾Geekerwan发布的2019年手机Soc性能天梯图排名;以及泡泡网、手机中国等科技媒体对当年各芯片发布会的报道和解读综合整理。

手机芯片天梯图2019版:从制程工艺到AI性能的发展路径剖析