CPU並不是全部 你的手機裡還有這些晶片

2021-01-10 中關村在線

近日,網上有人爆出了一則有關「華為屏幕驅動晶片領域」消息,消息稱華為將成立新部門自主研發屏幕驅動晶片。這一消息的曝光讓人們將目光移向手機內除了CPU之外的眾多晶片之上,雖說CPU是一部智慧型手機的核心硬體,但是單有一塊CPU並不能讓手機正常運行,在此之外還需要諸多晶片的加入,才能讓一部智慧型手機能上網能顯示畫面、能發出聲音。今天便帶大家來聊一聊智慧型手機裡都有哪些晶片以及它們都分別發揮哪些作用。


手機的核心大腦——SoC

說到手機內的晶片大家最熟悉的自然還是SoC了,SoC被稱為系統級晶片,SoC在物理上可以被看成是一塊晶片,但它其實是集成了多款晶片的一個模塊其一般集成了CPU、GPU、ISP、AI等晶片,因此我們可以說SoC是手機的「核心處理器」。


麒麟990 5G SoC

由於SoC現在一般都集成了CPU(中央處理器)和GPU(圖形處理器)這兩個性能晶片,所以SoC的性能水平往往也代表著手機的基本性能表現。除了大家熟悉的CPU和GPU之外,SoC內往往還集成了基帶、ISP、AI等功能晶片。其中ISP名為圖像信號處理器,主要用來處理相機傳感器傳回的圖像信號;AI晶片是最近今年新加入手機SoC的晶片模塊,其主要被用於為手機提供強勁的AI算力,可以用於處理圖片美化、視覺識別等任務。


麒麟990 SoC內置NPU

例如,華為海思麒麟990 5G SoC便在集成了由Cortex-A76和Cortex-A55構成的八核CPU和Mali-G76 MP16 GPU的基礎之上,還集成了自研的ISP 5.0圖像處理器和達文西架構NPU(AI晶片)以及雙模5G基帶,從而實現一顆晶片便可以完成了手機上的主要運算需求,節約了手機內部空間並降低了功耗。

麒麟990 5G SoC

手機的貨艙——快閃記憶體晶片

說到手機上的快閃記憶體大家經常會把RAM和ROM搞混,一般而言在我們常說的8GB+128GB中,前者8GB一般是指RAM(運行內存)其作用相當於電腦上的內存,後者128GB一般是指ROM( 存儲內存)作用和電腦上的硬碟類似用來存儲手機運行時的緩存和用戶存儲的數據,而RAM和ROM作為快閃記憶體,其本身也是一種晶片。例如iPhone 11 Pro Max便採用了來自東芝的Toshiba TSB4236 512GB NAND Flash快閃記憶體晶片。

東芝512GB快閃記憶體晶片(圖片來自:techinsights)

因為和傳統PC電腦所使用的機械硬碟不同,快閃記憶體也是使用半導體技術製造的一種晶片,也通常被直接封裝在手機的主板上,因此其也可以被稱為內存晶片。

互聯互通的大門——通信晶片

說到手機上的通信晶片,大家最了解的自然就是基帶了。基帶晶片是指用來合成即將發射的基帶信號,或對接收到的基帶信號進行解碼的晶片。簡單理解就是它主要是負責收發手機的蜂窩網絡數據信息。

高通X55 5G基帶晶片

目前手機上的基帶晶片主要分為集成和外掛兩種方案,上文中我們提到的麒麟990 5G SoC便集成了雙模5G基帶。目前最知名的基帶外掛設計便是高通旗下的高通驍龍865處理器+驍龍X55 雙模5G基帶晶片的組合。此外,手機一般還會搭載獨立的射頻晶片,例如由Skywork、Qorvo、AVAGO等廠商提供的第三方射頻晶片,不過進入5G時代之後越來越多的手機廠商開始選擇由高通提供的5G整體解決方案中打包出售的射頻模組。

高通X60 5G解決方案

除了負責行動網路的通信的基帶晶片之外,還有負責支持wifi和藍牙網絡技術的相應晶片,這些晶片同樣既可以選擇集成在SoC中也可以選擇進行外掛配置。例如,iPhone 11系列便採用了獨立支持Wi-Fi 6+藍牙 5.0的Murata 339S00647 Wi-Fi/BT Wireless Combo IC。


Murata 339S00647(圖片來自:techinsights)

各司其職的功能晶片

除了佔據手機大部分空間的SoC、快閃記憶體、通信晶片之外,負責各種具體功能的晶片則分布在手機內的各個角落。一般來說手機還會配備電源管理晶片、屏幕觸摸控制器、音頻IC、NFC晶片、無線充電控制器等晶片。例如,iPhone 11 Pro Max裡面便配備了STMicrolectronics STB601A0N電源管理IC、Intel PMB6840基帶PMIC、Cirrus Logic 338S00509音頻編解碼器、NXP SN200 NFC晶片以及蘋果的UWB技術晶片Apple U1。同時,GPS、陀螺儀等設備也分別有自己的控制晶片,這裡便不一一列舉了。

iPhone 11 Pro Max主板局部(圖片來自:techinsights)

此外,對於音頻體驗有一定追求的手機型號還會採用獨立的HiFi晶片,例如iQOO 5便採用了獨立HiFi晶片CS43131。

總結

隨著智慧型手機的所配備的功能越來越多,其相應所搭載的各類晶片也隨之增多,不過與此同時,越來越多的晶片也開始被集成到同一塊SoC模塊之中。通常被認知的CPU和GPU並不是手機上全部晶片,甚至其在主SoC中也並不能佔據大部分的面積。對於現在的智慧型手機來說其體驗是由手機上的每一個部件所共同組成的,就像木桶一樣缺少一塊木板便會帶來體驗上的缺失。

02蘋果iPhone 11詳細參數

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