Helio X20 CPU为旗舰手机带来质的突破

未来旗舰手机的五大标准会是持久续航、高阶拍照、最佳视觉体验、高速且全球无阻的网络以及时尚外观设计。这其中，前四点都是跟芯片有关的。日前，联发科技重磅发布了Helio X20 CPU产品。其目的就是为旗舰手机打造全新的用户体验。 与以往产品不同的是，Helio X20这款系统单芯片解决方案采用了10个内核（20nm工艺）和Tri-Cluster（三丛集）架构，能够实现性能与功耗的进一步优化。那么，这种架构具体是怎么优化性能和功耗的呢？除此之外又还会有哪些重要特色？请看下文解析。

图1：Helio X20采用全新的10核+Tri-Cluster架构。
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• 第1页：未来旗舰手机的五大标准	• 第2页：Tri-Cluster:"档位"越多,功耗越低
• 第3页：视觉应用：摄相头即可读心跳	• 第4页：手机也能变成“单反”？
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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} Tri-Cluster架构：“档位”越多，功耗越低 与传统的双丛集架构（大小核架构）不同，Helio X20采用的Tri-Cluster异构处理器架构包含大中小三种内核，专为处理移动设备的各种高度、中度及轻度负载工作项目所设计。联发科技无线通讯事业部产品规划总监李彦辑博士介绍说，Tri-Cluster架构包含两个ARM Cortex-A72所组成的单架构（以2.5GHz工作频率运作，提供极致性能）；以及二个内含四颗ARM Cortex-A53的架构（其中一个架构负责中等负载任务，以2.0GHz频率运作；另一个则负责执行轻度负载任务，以1.4GHz频率运作）。

图2：联发科技无线通讯事业部产品规划总监李彦辑博士。
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图3：Helio X20 CPU架构包含大中小三种内核。
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“Helio X20这种Tri-Cluster架构是受到了汽车行业的启发——汽车增加档位能够降低油耗。把CPU核心划分为三层架构，能够更有效地分配工作，达到更理想的性能表现，同时能够延长电池寿命。”李彦辑解释说，“以往的大小核架构，大核和小核之间性能还不能差得太大，否则负载变化在大小核之间切换时会影响用户体验。”

图4：Helio X20将以往由大核处理的中载任务转由中核处理，从而降低功耗。
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Tri-Cluster中央处理器架构内置联发科技全新CorePilot 3.0异构运算技术。CorePilot 3.0为所有系统单芯片解决方案上的CPU和GPU调配工作，能同时管理处理器性能及功耗，可以在产生更低热量的情况下，追求极致性能表现。Tri-Cluster架构可比以往传统的双丛集架构处理器降低高达30%的功耗。在大小核架构中，中等负载任务要交给大核处理，这会牺牲掉更多功耗，而性能提升却不大。现在可以将重中轻度负载分别交给大中小核处理。这就是降低功耗的原因。 Tri-Cluster架构针对不同的应用可以动态地搭配，以达到最低功耗的配置。然而，设计人员在大中小核转换时要做到开销尽量小，且不能频繁在内核之间切换，否则就会抵销核转换带来的功耗降低。 这种架构虽然是联发科技最先实现，但是以后也可能会有其他厂商采用（大家的实现方式不同，并不构成侵权）。另外，ARM也在推将小核包含在大核架构内的大中小核架构。“ARM的方式目的是为了降低访问时的功耗，而我们的方式也有优势。”李彦辑表示。

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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 视觉应用：摄相头即可读心跳 除了十核和Tri-Cluster架构以外，Helio X20还包含基于CPU/GPU/ISP异构计算协同处理的“视觉应用”。比如用摄相头拍摄人脸便可读出心跳。“通过摄相头拍出你的血管的收缩变化，再经过我们特殊的算法处理，就可以读出你的心跳和脉搏。”李彦辑说道。在有媒体问及识别精度时，他补充说，“这个只是大概测算出你的心跳，不能作为医学参考数据。比如，人的肤色差异和化妆与否都会对测算结果产生影响。当然，摄像头的质量也不能太差。”此外，摄相头不一定要对准脸部，只要对准裸露的皮肤即可。

图5：Helio X20具有专利的摄像头心跳感测算法。
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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 手机也能变成“单反”？ 照相功能一直是智能手机差异化的一个亮点。除了传感器，ISP处理和防抖都是手机平台努力优化的性能。在Helio X20上，联发科技首创了预览实时浅景深拍摄功能。“这个功能可以让手机拍出类似单反的浅景深效果。有一些芯片是拍照后处理成景深效果，我们的是可以实时实现。”李彦辑表示。

图6：Helio X20采用世界首创的预览实时浅景深拍摄功能。
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在防抖方面，Helio X20把光学防抖（OIS）、电子防抖（EIS）和影像防抖（AIS）三种技术都用上了。“AIS+OIS+EIS将成为手震者的福音，可以实现最好的防抖效果。”李彦辑说。

图7：Helio X20 AIS+OIS+EIS防抖将成为手震的救星
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Helio X20的另一个特点是对双摄相头的支持。它搭载了双主镜头内置3D深度引擎，除拍摄速度更快之外，也能为在户外拍摄的相片创造更立体的景深。Helio X20整合双通道ISP，因而支持双摄像头拍照。在华为荣耀6plus推出双摄像头模式后，双摄像头模式将是今年主流旗舰机所追逐的热点。“有客户对双摄像头十分感兴趣，有的还会直接采用两个1300万像素的摄相头。”李彦辑说道。

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《电子技术设计》网站版权所有，谢绝转载 {pagination} 120Hz动态显示屏上观看高清大片 Helio X20支持120Hz动态显示屏，相较于目前的60Hz屏幕更新率，能够提供更清晰、实时的浏览体验和完美的动态影像。最近好莱坞巨头索尼等公司表示支持120Hz动态显示技术，这将给显示技术带来新的体验。“好莱坞大导演李安正在拍120fps的大片。到时候，在Helio X20上看这个大片就过瘾了！”李彦辑说。同时他表示，虽然之前推出的Helio X10已经支持120Hz的刷屏频率，但是之前没有相关的片源。现在，好莱坞也开始拍摄120Hz的电影了，说明这个方向获得了业界的认可。

图8：120Hz显示屏提供清晰显示和绝佳反应速度的浏览体验。
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此外，Helio X20整合了低功耗感应处理器——ARM Cortex-M4，支持多重始终开启的手机应用，比如MP3播放或是声控。这个感应处理器具备独立的电源管理系统，可在低功耗的环境下完成工作，而无需依赖于主处理器，从而可节省更多功耗。 最后，在问及Helio X20的标准配置时，李彦辑谈道：“Helio X20期望的配置是2K屏，3GB LPDDR3，屏的尺寸在5.5至5.7英寸。手机售价最好能上2000元，我希望能够更高。客户产品预计在今年第四季度可以上市。”

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