专栏 | 5G芯科普 新生活
芯片行业有句话流传甚广：谈“性能”的时候不要提“功耗”，谈“功耗”的时候不要讲“性能”，说的是性能和功耗的平衡难题。因为，性能提升，势必对功耗的要求增大；如果想让功耗降低，可能又影响性能。因此，而如何做到既性能提升，又降低功耗，这可能是芯片领域永恒的课题。
记得某次参加台积电对外的一场公开活动，台积电介绍了其先进制程3纳米芯片与5纳米芯片的对比值，“N3元件相比于N5，在相同的功耗条件下，速度提升了15%至20%，或者在相同的速度下，N3的功耗降低了30%至35%。”
天下芯片，同宗一脉，因此，无论是哪个领域的芯片，既要重视性能，同时也不能忽视功耗问题。在成千上万种的芯片里，以手机为主等智能移动终端的芯片性能与功耗的平衡问题，当是最为突出的。因为手机等移动智能终端的应用，已无处不在，无时不用。特别当下，随着5G通讯投入商用以及逐渐普及，使低时延、大带宽、多连接成为可能，兼之AR、VR和MR发展迅猛，这些应用对5G智能手机的性能与功耗平衡的要求也是“水涨船高”。具体说来，5G智能手机等在功耗方面的挑战来自以下几个方面：
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Modem方面，5G让用户享受到更极速的上网，但高速率会对DDR带宽、Modem内部加速器和DSP带来负荷的大幅度提升，同时功耗会急剧增加；
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多媒体方面，目前市场上智能手机屏幕是以AMOLED为主，近年来，各大厂商都在拿屏幕的刷新频率大做文章，120Hz成为旗舰系列的主流，手机的屏幕尺寸也越来越大，6.5寸、6.7寸都成了标配；屏幕的分辨率又多以FHD+为主，2440×1440也成为主流旗舰机分辨率配置……这些功能在优化用户体验的同时，对功耗和续航的压力成倍增加；
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相机Camera方面，4个摄像头成为标配，5个摄像头已经提上了日程，“过亿像素+多摄像头”联动工作提高拍照和摄像的效果，也带来了数倍的带宽压力；
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应用方面，“手游+视频”等应用让智能手机使用时间大幅增加，大屏幕、高像素、高刷新率，给用户带来娱乐场景体验的提升。同时，游戏厂商和终端厂商为了增加游戏操作的准确性和更好的体验感，游戏的帧率也在逐步提升，给CPU、GPU带来更大的开销，功耗越来越大，对续航的挑战也越来越大。
智能手机等移动终端的续航能力是由电池容量所决定的。但目前锂电池的技术始终没有大的突破，都要通过增加电池容量来提升续航时间，缓解功耗的压力。但电池容量的提升则又需要更大体积，这对结构堆叠带来了越来越大的挑战，同时，智能手机等移动终端的轻薄化又是刚需。因此，结合任务需求以及电池容量，5G智能手机（终端）芯片，既要强性能又要减功耗。
可以援引的具体个案是，紫光展锐去年推出的5GC SOC芯片T760，就较好地实现了性能和功耗的平衡。这是如何做到的呢？
一是通过工艺提升来改善功耗
T760芯片由于采用台积电6nm EUV工艺，与7nm工艺相比，晶体管密度提升18%，功耗下降8%；
二是通过能效提升来优化功耗
能效高，处理相同任务对电池的消耗就更小。能效提升的背后，是设计架构的优化、代码质量的提升、芯片实现能力的增强，后端库上都有较大提升；
三是通过多模融合的创新Modem架构，带来架构上质的提升
紫光展锐第一代5G方案T740，采用的是分离的Modem方案，也就是AP（基带芯片）和Modem是两颗芯片搭配使用。而及至T760是5G SoC方案，做到了AP（基带芯片）和Modem融合。实现了模块的统一布局，效率大大提升，同时功耗大为降低；
四是DVFS功能的模块&全覆盖的AI智能调节技术
对于这项技术，业内叫法各不相同。使用AI学习算法，对各个用户的使用习惯和使用环境进行学习，来优化CPU的DVFS参数，在满足性能的前提下去优化功耗。具体至T760等芯片，它们的AI智能优化有大幅提升——不使用白名单，而是对涉及到参数调整的各个场景去学习优化；不仅对CPU一个参数，而是对DDR和GPU等各个涉及到有DVFS功能的模块全覆盖，对功耗的优化更加可观。对于主要常用的场景，优化的比例都比较大，很多场景都超过10%。
由上可见，紫光展锐以T760为代表的5G智能手机（终端）SOC芯片，做到了把性能和功耗都拿捏得稳稳的。具体如下：
也因为此，在2022年，有近10款以上搭载紫光展锐5G SOC芯片的5G智能手机上市。
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