華為麒麟在3G芯片大戰(zhàn)中,扮演了“黑馬”的角色。華為麒麟芯片的歷史已經(jīng)不短了,2004年成立主要是做一些行業(yè)用芯片,主要配套網(wǎng)絡(luò)和視頻應(yīng)用。并沒(méi)有進(jìn)入智能手機(jī)市場(chǎng)。在2009年,華為推出了一款K3處理器試水智能手機(jī),這也是國(guó)內(nèi)第一款智能手機(jī)處理器。
今天,人手一部智能手機(jī),隨時(shí)隨地上網(wǎng)、發(fā)信息、看視頻。。。。 各大手機(jī)廠商絞盡腦汁為自己的產(chǎn)品增值,屏幕越來(lái)越大、性能越來(lái)越強(qiáng)、功能越來(lái)越多。但是,很多消費(fèi)者在選擇智能手機(jī)時(shí),往往忽略了智能手機(jī)的一項(xiàng)最重要的功能——網(wǎng)絡(luò)連接性能。
沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)連接,您的手機(jī)如同開(kāi)啟“飛行模式”,儼然上世紀(jì)90年代的PDA,一無(wú)是處。可是,除了手機(jī)廠商自己,普通人根本無(wú)法了解智能手機(jī)的連接性能。一套用來(lái)測(cè)試智能手機(jī)連接性能的設(shè)備至少上百萬(wàn)美元,一般用戶是很難評(píng)估的。
所幸,中國(guó)移動(dòng)于2017年6月29日發(fā)布了《中國(guó)移動(dòng)終端產(chǎn)品白皮書及終端質(zhì)量報(bào)告》,客觀評(píng)測(cè)了目前市場(chǎng)上的手機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量。
在本次評(píng)測(cè)的整機(jī)綜合排名中,搭載麒麟960的華為P10、榮耀V9,搭載麒麟658的華為nova青春版,分列3000元以上,2000-3000元和1000-2000元機(jī)型第一名。3000元以上機(jī)型前五中“麒麟芯”手機(jī)占據(jù)三席,華為P10、P10 Plus、Mate 9 Pro分列第一名、第三名和第五名。
在通信能力測(cè)試中,搭載麒麟芯片的華為P10 plus、榮耀V9、暢享7 Plus分別占據(jù)了3000元以上、2000-3000元和1000-2000元機(jī)型第一名寶座。
為此,本文以通信的角度,從科普路線出發(fā),盡量客觀的解讀一下華為麒麟芯片。
1
從智能手機(jī)的心臟說(shuō)起
智能手機(jī)通常包括兩大心臟:基帶芯片和應(yīng)用處理器(AP)。AP主要負(fù)責(zé)視頻、圖像、游戲等處理和計(jì)算。基帶芯片負(fù)責(zé)信號(hào)產(chǎn)生、調(diào)制解調(diào)、編碼和頻移等,也管理無(wú)線信號(hào)的傳輸,它是手機(jī)連接網(wǎng)絡(luò),與外部世界溝通的關(guān)鍵。
不管是2G、3G,還是4G,移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)由無(wú)數(shù)分布的基站(小區(qū))組成。當(dāng)你打電話或上網(wǎng)時(shí),手機(jī)會(huì)根據(jù)附近基站提供的信號(hào)強(qiáng)度,選擇并鎖定一個(gè)基站建立連接。此時(shí),信息將通過(guò)基帶芯片生成信號(hào)、編碼、調(diào)制、轉(zhuǎn)換等之后,傳送到射頻部分,將無(wú)線信號(hào)發(fā)送到基站。反之,手機(jī)也將檢測(cè)、解碼、解調(diào)來(lái)自基站的信息。
此外,基帶芯片上還運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧程序,這些程序向基帶芯片發(fā)號(hào)施令,告訴它什么時(shí)候、以怎樣的方式與基站建立連接。舉個(gè)例子,我們移動(dòng)時(shí),手機(jī)會(huì)穿越不同的基站覆蓋范圍,不斷和新的基站建立連接,如何從一個(gè)基站切換到下一個(gè)基站,這就得靠這些程序來(lái)決定。
這些協(xié)議棧是影響連接性能的關(guān)鍵,如果相關(guān)算法優(yōu)化得當(dāng),使基帶芯片達(dá)到最佳工作狀態(tài),可更快執(zhí)行連接,提升信號(hào)較弱時(shí)的連接性能等,最終提升體驗(yàn)。
因此,你的手機(jī)通話質(zhì)量的好壞、網(wǎng)速快慢、信號(hào)強(qiáng)弱,甚至是功耗等,基帶芯片都起著關(guān)鍵作用。
事實(shí)上,手機(jī)的認(rèn)證測(cè)試多在實(shí)驗(yàn)室或理想條件下完成。然而,在實(shí)際使用中,網(wǎng)絡(luò)環(huán)境異常復(fù)雜,需要通過(guò)海量累積的網(wǎng)絡(luò)經(jīng)驗(yàn),對(duì)基帶芯片設(shè)計(jì)和相關(guān)算法進(jìn)行優(yōu)化,以提升一流的連接性能和極致的用戶體驗(yàn)。
2
如何理解麒麟芯片表現(xiàn)
本次中國(guó)移動(dòng)發(fā)布的終端質(zhì)量報(bào)告中,對(duì)VoLTE吞字率、下載速率和抗干擾能力三項(xiàng)進(jìn)行了評(píng)測(cè)。
如上圖,在通信性能評(píng)測(cè)中,麒麟960在弱信號(hào)下VoLTE吞字率最低,表現(xiàn)最優(yōu);在分場(chǎng)景下載速率評(píng)測(cè)中,麒麟960在郊區(qū)高速場(chǎng)景中下載速率最快,表現(xiàn)出色。綜合而言,麒麟960在通信性能評(píng)測(cè)中整體表現(xiàn)突出。
如何理解下載速率這一項(xiàng)表現(xiàn)?
手機(jī)的通信部分由基帶和射頻串聯(lián)組成,將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)(或反之),再通過(guò)一定頻率的無(wú)線電波在空中傳輸,實(shí)現(xiàn)和基站連接。
影響手機(jī)上網(wǎng)速率的罪魁禍?zhǔn)字皇歉蓴_。當(dāng)相鄰小區(qū)的用戶在同一時(shí)間使用相同頻率時(shí),干擾就會(huì)產(chǎn)生。 如下圖所示,當(dāng)A2和B2兩部手機(jī)分別位于鄰近的兩個(gè)小區(qū)的中心時(shí),相互不會(huì)產(chǎn)生干擾。不過(guò),如果兩部手機(jī)分別在各自的小區(qū)邊緣,容易相互間產(chǎn)生干擾。
通信中采用抗干擾編碼,或稱糾錯(cuò)編碼來(lái)抑制干擾,這個(gè)糾錯(cuò)編碼的處理正是在基帶芯片上完成。另外,為了抑制系統(tǒng)噪聲,在射頻和基帶之間會(huì)設(shè)置反饋,完成反饋的算法也是基帶芯片處理的一部分。
通常,網(wǎng)絡(luò)會(huì)通過(guò)功率控制的方式來(lái)減少小區(qū)邊緣干擾,即在小區(qū)邊緣減小手機(jī)的發(fā)射功率來(lái)避開(kāi)干擾。這個(gè)功率控制也是通過(guò)基帶芯片來(lái)執(zhí)行的。
因此,高效優(yōu)化的芯片處理可以提升手機(jī)的下載速率能力。尤其是在高速場(chǎng)景下由于多普勒效應(yīng)通信質(zhì)量嚴(yán)重惡化,最能表現(xiàn)一部手機(jī)的連接能力。
再以目前4G+網(wǎng)絡(luò)使用載波聚合技術(shù)為例。
載波聚合,通俗的講就是多個(gè)獨(dú)立的車道(頻段)合并成一個(gè)車道,從而提高了行車速度(下載速率)。
要實(shí)現(xiàn)這些“車道”的合并并不簡(jiǎn)單,因?yàn)椴煌败嚨馈钡念l段并不相同(比如800MHz和2.1GHz聚合),不同頻率的無(wú)線傳播特性不同(比如低頻段傳播距離更遠(yuǎn))。因此,即使信號(hào)來(lái)自同一個(gè)基站,但手機(jī)接收到的不同頻段的信號(hào)強(qiáng)度/信號(hào)質(zhì)量是不同的,這不僅需要射頻部分對(duì)不同頻率的信號(hào)進(jìn)行處理以降低干擾,還需最終的基帶芯片處理,最終合并通道。
同理,干擾、數(shù)據(jù)丟包等原因會(huì)造成VoLTE通話出現(xiàn)“吞字”現(xiàn)象,這也需依靠芯片的處理能力。麒麟960在弱信號(hào)下VoLTE吞字率最低,表現(xiàn)最優(yōu)。
VoLTE,就是基于LTE網(wǎng)絡(luò)的VoIP技術(shù)(用IP數(shù)據(jù)包來(lái)傳輸語(yǔ)音),但與傳統(tǒng)的VoIP依靠Internet“盡力而為”的態(tài)度不同,VoLTE具備運(yùn)營(yíng)商級(jí)的端到端服務(wù)保障,一路為語(yǔ)音數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)包開(kāi)綠燈,始終如一的保障VoLTE通話質(zhì)量。
這種端到端的服務(wù)保障,正是依托與LTE協(xié)議棧集成,通過(guò)LTE協(xié)議來(lái)管理和調(diào)度。為此,不管是在網(wǎng)絡(luò)側(cè),還是手機(jī)終端側(cè),都需要根據(jù)網(wǎng)絡(luò)實(shí)際情況對(duì)這些協(xié)議配置不斷優(yōu)化,使之處于最佳工作狀態(tài)。這些優(yōu)化工作通常包括:減少丟包、降低誤碼率/誤幀率、抖動(dòng)消除、同步等等。
舉一個(gè)例子,上文提到麒麟960在弱信號(hào)下VoLTE吞字率最低,那么在弱信號(hào)場(chǎng)景下,LTE協(xié)議是如何調(diào)度資源來(lái)保障VoLTE通話質(zhì)量的呢?
弱信號(hào)場(chǎng)景通常伴隨著高干擾,通常的VoIP在這種情況下會(huì)出現(xiàn)丟包、吞字等現(xiàn)象,但VoLTE此時(shí)會(huì)通過(guò)LTE協(xié)議調(diào)度管理,采用犧牲占用網(wǎng)絡(luò)資源的方式來(lái)保障通話質(zhì)量,專業(yè)術(shù)語(yǔ)稱之為占用更多PRB資源塊。
與VoIP不同,華為手機(jī)VoLTE處理在基帶芯片上完成,這樣做更省電,且能更好的執(zhí)行CSFB(VoLTE語(yǔ)音回落到GSM網(wǎng)絡(luò)上)。當(dāng)然,也需要集成LTE協(xié)議來(lái)管理調(diào)度,并不斷優(yōu)化,網(wǎng)絡(luò)和終端協(xié)同配合,以保持端到端的服務(wù)質(zhì)量。
此外,為了提供高清通話,VoLTE采用了AMR-WB高清語(yǔ)音編碼技術(shù),通過(guò)提高采樣率,將窄帶語(yǔ)音的音頻編碼范圍從200~3400Hz擴(kuò)大到50~7000Hz?;鶐酒暇瓦\(yùn)行著這樣一個(gè)語(yǔ)音編解碼器。為了讓語(yǔ)音編解碼器工作狀態(tài)最佳,同樣需要配合RF、基帶調(diào)制解調(diào)、編解碼進(jìn)行優(yōu)化,確保最低程度的語(yǔ)音丟包,進(jìn)而提升通話感知。
總之,智能手機(jī)需要網(wǎng)絡(luò)協(xié)同才能發(fā)揮最佳工作狀態(tài),這是一個(gè)系統(tǒng)性的端到端工程,不管是網(wǎng)絡(luò)側(cè),還是終端側(cè),都凝聚著通信工作者們持之以恒、鍥而不舍的汗水和心血。小小一部智能手機(jī)的背后,不只是你拍照、上網(wǎng)那么簡(jiǎn)單。
華為海思麒麟處理器型號(hào)
麒麟有9系,6系和最早的k3v2系
9系:kirin910(T)性能很一般,榮耀3(4g)和p7
kirin920(925、928)海思的崛起之作,920超過(guò)了驍龍800,登頂安兔兔,不過(guò)后來(lái)被驍龍801超過(guò)。榮耀6(p)mate7,榮耀7
kirin930(935)和920系列差不多,原地踏步,被同時(shí)期的808,810吊打。 p8,mates
kirin950(955)華為又一崛起之作,超越810和三星7420,cpu超越了半年后發(fā)布的驍龍820(821)但gpu依舊被820吊打。mate8,p9,榮耀8系列
kirin960 補(bǔ)齊gpu短板,gfxbench跑分超過(guò)821,不過(guò)實(shí)際會(huì)發(fā)熱降頻,依舊不如驍龍821(差距不大)cpu吊打821,基本和835一個(gè)水平(單線程略遜)mate9,p10,榮耀9系列
6系:620性能一般,低端u p8青春版,榮耀4x
650(655,658,659)性能和驍龍625差不多,655集成cdma全網(wǎng)通基帶 榮耀5c,6x,8青春版,nova青春版,nova2(p)
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