调制解调器是啥(调制解调器是啥)

在Android生态系统中，单单处理器(CPU+GPU)的性能并不能决定最终的用户体验，还涉及到网络、系统、应用(如各种游戏、网络加速引擎)的优化，多核的调度能力和安全设计。接下来，我们来探讨一下SoC中其他组件的功能。

相关阅读:

硬核科学！为什么说SoC的性能取决于架构和技术？

为什么骁龙865是最好的？还有CPU架构！

现代网络先锋

如果一台PC想要无线上网，它需要安装一个无线网卡。但在手机SoC领域，“无线网卡”(基带，也叫调制解调器或调制解调器)是SoC芯片的内部组件之一，它将决定一部手机所支持的网络标准以及上网和下载的速度。

可集成外挂。

调制解调器不是SoC的必要选项。根据产品定位，芯片厂商可以选择将Modem直接集成到SoC中，或者以独立芯片的形式与SoC一起焊接在手机主板上。

比如高通骁龙855直接集成了骁龙X24调制解调器，而骁龙865取消了内置调制解调器的设计，需要额外的骁龙X55进行组网。

相对来说，直接集成调制解调器的SoC可以节省主板空之间的空间，在能耗方面表现更好。

2020年，所有新手机都将配备5G SoC，即支持5G的集成或外置调制解调器。

对于5G SoC的网络性能对比以及影响其最高速度的因素，感兴趣的朋友可以“所有5G网速最多差3倍！毫米波是什么鬼？！这篇文章。

与调制解调器一样，SoC的Wi-Fi和蓝牙模块可以直接集成到SoC中，也可以通过外部芯片来实现。

例如，骁龙855直接集成了Wi-Fi和蓝牙单元，而骁龙865需要独立的FastConnect 6800芯片来支持最新的Wi-Fi 6和蓝牙5.1网络。联发科Dimensity 1000+是直接在SoC中集成Wi-Fi6单元的代表。

现代表演的理性观

目前三大运营商对4G和5G网络都采取了限速策略，其中4G最高下行速率为300Mbps，而5G网络仅为1Gbps。

这意味着无论SoC集成或插件的调制解调器性能有多强，短时间内都无法超过这个上限。

所以在选购SoC和手机的时候，我们不需要过多关注Modem的最大理论速率，而应该关注它对5G功能的支持，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-成像键

现在有很多智能手机都配备了同样的4800万像素传感器或者6400万像素传感器，但是拍照和成像的实际效果差距很大。

来自手机厂商的成像算法优化属于“软实力”，SoC中集成的ISP单元将决定“硬实力”。

ISP的含义

也就是ISP图像处理单元，一个SoC可以支持几个摄像头，可以支持传感器多少像素，可以录制多少分辨率和帧数(比如8K/30FPS)的视频，可以拍摄多少FPS的慢动作，是否支持HDR视频，拍照成像的计算都离不开ISP的支持。

换句话说，ISP规范越强，支持的摄像头就越先进，相同的摄像头匹配时获得的成像背景就越好(不是绝对的，成像算法需要复杂的软硬件配合，搞不好就成了“负优化”)。

ISP的命名规范

在ISP的命名中，高通骁龙可能是最标准化的。例如，骁龙710集成的ISP单元的型号是Spectra 250，骁龙765是Spectra 350，骁龙865是Spectra 480。通过后缀数字，我们一眼就能知道谁更强。

麒麟家族喜欢用X.0来标记，比如麒麟980/麒麟810集成了ISP4.0，而麒麟990升级到ISP5.0，联发科的ISP更喜欢“堆芯”。例如，Helio G90系列集成了3核ISP，而Dimensity 1000的ISP有5核。

DSP——不再简单

即DSP数字信号处理器，最初主要用于处理音频信号，如语音降噪、数模转换、特殊音效等。然而，在高通骁龙家族中，DSP单元的作用得到了进一步的升华。

熟悉和陌生的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、三星旗下SoC的结构图中，根本看不到DSP单元的影子。然而，在高通骁龙移动平台，DSP往往是突出的，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的跨界应用

随着VR/AR的应用和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)和张量张量加速器。

没办法。骁龙SoC从未集成独立的NPU单元，其旗舰“高通人工智能的AI引擎”需要CPU、GPU、DSP、内存、缓存等模块的配合。不过其他芯片厂商早就把NPU模块引入SoC了，所以没必要对DSP做太大改动。

npu-智能依赖于它

2017年底，华为推出的麒麟970首次引入NPU(神经网络处理器)概念，使SoC具备更强的本地(端到端)AI计算能力(类似于“硬件解码”)，执行效率可以秒杀CPU的“软解”。在这一点上，NPU单元等同于AI。

从麒麟970的单核NPU、麒麟980的双核NPU到最新的麒麟990 5G，已经集成了2+1三核NPU。

无处不在的人工智能

起初，AI主要用于拍照，如取景时的智能场景识别功能，使系统能够快速识别拍摄的物体和场景，并自动进行最优调整。

随后，AI的功能逐渐扩展，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读图翻译...几乎所有的应用场景都离不开AI加速运行。

所以一个SoC芯片如果没有足够的AI能力，出去打个招呼都很尴尬。

不同的人工智能单位

不同品牌的SOC在命名和实现AI单元的方法上略有不同。除了高通骁龙的AI引擎中没有独立的NPU单元之外，联发科在Helio P60/P90中推出的NeuroPilot AI技术最早是由多个单元计算的(APU+CPU+GPU，这一时期集成的APU并不是独立的硬件，更像是骁龙DSP中新集成的张量加速器)。

不过从Dimensity 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的跑分已经可以超越麒麟990 5G。

三星Exynos 9820在SoC中集成了独立的NPU单元，新推出的Exynos 980和Exynos 990集成NPU单元的性能得到了进一步的提升。

三星Exynos 980 SoC的组成

需要说明的是，AI单元在手机日常应用领域还处于起步阶段，重要性远不及CPU、GPU、ISP，是锦上添花。

其他-孤独的英雄

除了上述“众所周知”的单元，手机SoC中还集成了许多功能模块。虽然不太引人注目，但背后的任务也很重要。

内存/存储控制器

我们都知道即将量产的LPDDR R5的内存性能远超目前主流的LPDDR4X，UFS3.0闪存的读取速度也能秒杀UFS2.1，但并不是所有的SOC都支持这些最新的技术标准。以LPDDR R5内存为例。目前，只有骁龙865和Exynos 990有资格享受它。麒麟990和联发科天玑1000只支持LPDDR4X。

协处理器

许多SoC都集成了一个称为“协处理器”的单元(如高通骁龙SoC中集成的传感器集线器和麒麟980中集成的i8)。大多内置更省电的ARM Cortex-M系列架构，作为辅助CPU，对加速度传感器、陀螺仪、指南针、新型气压计等传感器进行7×24小时不间断检测、统计和再处理，让你可以安心数步、数步。

安全模块

得益于更加便捷的移动支付，很多用户已经习惯了“无现金消费”。然而，谁来保证手机中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都开始集成专门的安全模块，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。

它们的功能是保存所有参与模块生成的安全数据，如人脸识别、指纹信息、ISP、DSP、内存等。，本地而不上传到云端，从而最大化系统的安全性。

其他模块

SoC中还集成了显示、音频和视频单元，这将影响手机可以使用多少分辨率的屏幕以及支持哪些格式的音频/视频编解码器。此外，与手机兼容的快速充电技术也受到SoC中一些单元的制约。比如骁龙710只支持QC4快充，而骁龙675可以支持更高效的QC4+。好在这些单元模块对SoC的性能几乎没有影响，我们只需要简单了解一下就可以了。