三大手機晶元廠商激戰MWC，高通還是最後贏家

高通(Qualcomm)、三星(Samsung)與聯發科(MediaTek)三大手機晶元供應商，在近日舉行的年度世界行動通訊大會(MWC 2017)上展示了將進駐下一代智能手機產品的最先進數據機晶元以及應用處理器。

而今年是iPhone問世十周年，大家都在猜蘋果(Apple)即將推出的iPhone 8會有什麼新功能，從MWC看到的最新技術，我們可以對iPhone 8有一些想像──首先就是10奈米製程技術的採用，這在上述三大手機晶元供應商的最新款IC上都已經出現；其次是能支援更快上行/下行連結速度的先進LTE數據機晶元，在這方面以高通領先。

市場對於iPhone 8新功能的猜測還包括將採用OLED顯示器、配備支援臉部辨識的前向攝影機，以及紅外線發射/接收器等；但實際上，就算對蘋果來說，那些花俏的新功能也都是得一步步取得進展，並非一蹴可幾。

聯發科企業銷售(國際市場)總經理Finbarr Moynihan接受EE Times訪問時表示，智能手機市場已經發展到「成熟的中年」，因此要在終端產品上取得大幅度的功能差異化越來越難；但他強調，智能手機SoC設計業者仍然在儘力達成最佳功耗表現與處理性能。

要在已經成熟的智能手機市場取得差異化，關鍵功能有哪些？市場研究機構Tirias Research首席分析師Jim McGregor認為，是數據機速度以及多媒體性能(包括GPU、ISP、VPU…等等)。

多媒體功能是擴增實境/虛擬實境(AR/VR)等最新應用的關鍵，甚至對運算攝影(computational photography)與人工智慧(包括自然語言處理與影像辨識)也很重要；此外McGregor指出，數據機晶元性能也變得至關重要，特別是因為蘋果採取雙晶元來源策略：「數據機性能不只會影響上行/下行資料速率，也會影響連結可靠性與通話清晰度。」

以下是三大手機晶元業者在MWC 2017發表的智能手機晶元概略：

高通發表的Snapdragon X20系列LTE數據機，是其第二代Gigabit等級LTE數據機晶元，支援下載速度達1.2Gps 的Category 18規格，以三星的10奈米FinFET製程生產，號稱是產業界最先進、第一款採用10奈米技術的獨立數據機晶元。

Snapdragon X20 LTE數據機晶元

三星在MWC發表的是八核心Exynos 9系列8895，是該公司第一款採用10奈米FinFET製程的應用處理器；該晶元內建新型的Gigabit等級LTE數據機，支援5頻載波聚合(five- carrier aggregation，5CA)，資料傳輸速率最高可達1Gbps (Category 16)下行速度(5CA)，以及150Mbps (Category13)下行速度(2CA)。

三星Exynos 9系列8895內建新型的Gigabit等級LTE數據機

聯發科發表的是可商用的Helio X30處理器，號稱是Helio系列的旗艦產品，採用十核心、三叢集(Tri-Cluster)架構，以台積電(TSMC)的10奈米製程生產。Helio X30包含2顆2.5 GHz ARM Cortex-A73、4顆2.2 GHz ARM Cortex-A53以及4顆1.9 GHz Cortex-A35，並整合了LTE Category 10數據機，支援下行3CA、上行2CA的高傳輸量串流。

聯發科Helio X30處理器採用十核心、三叢集(Tri-Cluster)

市場研究機構The Linley Group資深分析師Mike Demler表示，聯發科也加入10奈米製程陣營特別引人矚目，不過Helio處理器的設計偏向於訴求平衡，而非強調任何特定功能；三星的Exynos 8895是直接與高通1月發表的Snapdrago 835競爭，聯發科的X30直接競爭產品則是高通的Snapdragon 600系列。

這三家廠商發表的新款晶元都採用了10奈米技術，高通與三星用的是三星的10奈米FinFET製程，聯發科則是採用台積電的10奈米製程。

英特爾(Intel)、三星與台積電競相成為10奈米節點的領先者，並積極拉攏蘋果與高通等大客戶；不過市場猜測，蘋果的A11處理器應該會採用台積電的10奈米製程，而有分析師指出，台積電的優勢在於先進的整合式扇出封裝(Integrated Fan Out，InFO)技術，能達到更低厚度、更高速度與更佳散熱性能。

而高通、三星與聯發科在MWC 2017發表的最新晶元，也展現了數據機晶元技術在速度方面的激烈競爭。

Gigabit等級的LTE顯然將成為眾家廠商最新款智能手機支援的功能──高通(Qualcomm)新發表的Snapdragon X20數據機晶元支援下行速度達1.2Gps的Category 18規格，三星(Samsung)的Exynos 8895內建數據機則支援5CA、Category 16下行速度，最高資料傳輸速率達1Gbps；聯發科(MediaTek)的最新處理器Helio X30稍嫌落後，內建Cat 10規格數據機。

而若要搶佔蘋果(Apple)即將問世的iPhone 8數據機晶元板位，英特爾(Intel)是能與高通直接競爭的對手──英特爾最新的XMM 7560數據機支援LTE Advanced Pro，可達到Cat 16規格號稱超越1Gbps的下行速度，以及255Mbps的Cat 13上行速度。

XMM 7560是英特爾的第五代LTE數據機晶元，也是第一款採用該公司14奈米製程生產的數據機。高通與英特爾的數據機晶元都支援5CA、4x4 MIMO配置，以及256-QAM等功能；不過藉由Snapdragon X20的發表，高通顯然對搶奪市場商機下了不少賭注。

只拼核心數就太遜了…

聯發科的Finbarr Moynihan表示，手機晶元廠商只比處理器核心數量、影像感測器畫素多寡的時代已經過去了：「我們已經來到競爭可提供之「實際使用者體驗」的階段；」舉例來說，聯發科Helio X30雖然擁有比別人多的十核心，但如同市場研究機構Tirias Research首席分析師Jim McGregor表示，競爭焦點其實在於：「在性能提升與降低功耗兩方面的最佳化任務。」

Moynihan指出，聯發科最新的十核心、三叢集SoC採用了該公司稱之為「CorePilot 4.0」的軟硬體架構，支援「能量感知(energy-aware)」，可監測使用者體驗，預測個人在裝置上的電量使用情況，並排序哪個手機內的應用程式是控制功耗的關鍵。

The Linley Group資深分析師Mike Demler表示，聯發科的Helio系列已經不是第一次配置十核心，而最新產品進一步提升了其功耗性能的彈性；他指出，Helio X30的十核心應該能實際有助於延長電池續航力。

他指出：「其小核心(2.2 GHz ARM Cortex-A53、1.9GHz Cortex-A35)的部份並沒有佔據太多空間，而且擁有兩個總會需要的大核心(2.5 GHz ARM Cortex-A73)，這種設計折衷對聯發科的目標市場是合理的，不同於蘋果處理器的設計傾向於犧牲電池壽命、採用性能最高的CPU與GPU。」

Demler指出，比較各家供應商的最新一代智能手機SoC，一個普遍的趨勢是採用「big.little」架構，包括蘋果與高通都是如此；三星與聯發科的晶元架構尤其明顯，Exynos 8895是八核心架構，包括4顆三星自家設計的第二代處理器核心，以及4顆ARM Cortex-A53核心。

多媒體、AR/VR與深度學習

擴增實境與虛擬實境(AR/VR)應用無疑會是新一代智能手機的焦點，三星的Exynos 8895就強調可支援最新的3D繪圖性能，以ARM最新的Mali-G71 GPU將4K UHD VR與遊戲應用的影像延遲降到最低；此外其先進的多規格編解碼支援4K UHD最高解析度、120fps的視訊錄影與重播；在VR應用方面，Exynos 8895號稱能支援4K解析度、更身歷其境的體驗。

而聯發科Helio X30則捨棄ARM的Mali GPU，改用Imagination的PowerVR繪圖處理核心；對此Tirias Research首席分析師Kevin Krewell猜測，應該是Imagination為了搶佔市場版圖與聯發科之間達成了新的合作協議。

聯發科表示，Imagination的PowerVR Series7XT Plus時脈速度達800MHz，是為Helio X30量身打造，號稱可提供與上一代平台相較高達六成的功耗節省、2.4倍的性能提升；此外Helio X30支援各大商用VR開發工具套件。

而究竟新一代的智能手機處理器能支援多大程度的深度學習，還有待觀察；以三星來說，該公司提出了新的三星一致性互連(Samsung Coherent Interconnect，SCI)，支援CPU群體與GPU之間的快取一致性，以達成異質系統架構(Heterogeneous System Architecture)，因應人工智慧(AI)與機器學習等領域較高的運算速度需求。

聯發科的Moynihan表示，該公司則是在語音系統整合了深度學習技術，能支援「持續聆聽」的功能，就像是把Alexa語音助理放進手機；但在被問到何時將推理(inference)引擎整合到智能手機SoC時，他表示可能之後才有更多相關資訊：「我們認為需要一些推理引擎元素是在SoC的處理程序中完成。」

整體性能總結

Linley Group的Demler表示，聯發科的Helio X系列或許恰好佔據了略低於旗艦級智能手機處理器像是Snapdragon 835的一個空缺。

Helio X30幾乎涵蓋了所有多媒體功能，包括高階雙攝影機(14位元、1600萬+1600萬畫素，支援即時景深效果的廣角+變焦鏡頭，以及在低光線環境即時去雜訊等功能)與4K視訊(在晶元中整合了以硬體為基礎的低功耗4K2K 10-bit HDR10視訊解碼)。

Moynihan指出，Helio X30也內建了視覺處理單元(VPU)，搭配聯發科的影像訊號處理技術，能為手機業者提供客制化設計攝影機功能的可編程性以及靈活性。

Tirias Research的McGregor表示，聯發科向來在中低階手機市場表現傑出，因此該公司這次發表採用最先近10奈米製程、鎖定高階應用的Helio X30特別值得注意。對此Moyihan認為，該公司的新款SoC 「價格適中」，會是讓手機客戶達到終端產品價格「甜蜜點」的理想選擇。

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