在Android系統生態中，單純的處理器（CPU+GPU）性能并不能決定最終的用戶體驗，其背后還涉及到網絡、系統和應用層面的優化（如各種游戲、網絡加速引擎）、多核調度能力以及安全設計。接下來，我們就再來探秘一下SoC中其他構成單元的作用。

硬核科普！為啥說SoC的性能取決于架構和工藝？

Modem——網絡先鋒

PC要想無線上網需要安裝無線網卡，但在手機SoC領域，“無線網卡”（基帶，又稱調制解調器或Modem）則是SoC芯片內部的組成部分之一，它將決定一款手機所支持的網絡制式以及上網、下載速度。

可集成可外掛

Modem并非SoC的必選項，芯片商可以根據產品定位，選擇將Modem直接集成進SoC，或是以獨立芯片的形式，與SoC一起焊在手機的主板上。

比如，高通驍龍855就直接集成了驍龍X24 Modem，而驍龍865則取消了內置Modem設計，需要搭配額外的驍龍X55才能聯網。

相對來說，直接集成Modem的SoC可以節省主板空間，在能耗方面的表現更好。

2020年，新款手機都會搭載5G SoC，即集成或外掛支持5G的Modem。

有關5G SoC的網絡性能對比，以及影響它們最高速率的因素，感興趣的朋友可以《都是5G網速最多差3倍！毫米波到底是個什么鬼？！》這篇文章。

和Modem一樣，SoC的Wi-Fi和藍牙模塊也能選擇直接集成在SoC，或是通過外掛芯片的形式實現。

比如，驍龍855就直接集成了Wi-Fi和藍牙單元，而驍龍865則需要外掛獨立的FastConnect 6800芯片，才能支持最新的Wi-Fi 6和藍牙5.1網絡。聯發科天璣1000+則是直接在SoC內集成了Wi-Fi6單元的代表。

理性看待Modem性能

目前，三大運營商對4G和5G網絡都采取了限速的策略，其中4G最高下行速率為300Mbps，而5G網絡也不過1Gbps。

這意味著，無論SoC集成或外掛的Modem性能有多強，短期內都無法超過這個上限。

因此，在選購SoC和手機時，我們也無需太過在意Modem的最大理論速率，而是應該把注意力放在它對5G功能的支持上，比如是否支持雙模組網、支持多少頻段、能否實現雙卡5G全網通等等。

ISP——成像關鍵

如今配備相同4800萬或6400萬像素傳感器的智能手機有很多，但它們拍照成像的實際效果卻存在很大的差距。

源于手機廠商方面的成像算法優化屬于“軟實力”，SoC內集成的ISP單元將決定“硬實力”。

ISP的意義

ISP即圖像處理單元，一款SoC能支持幾顆攝像頭，支持最高多少像素的傳感器、可以錄制多少分辨率和幀數（如8K/30FPS）的視頻、支持拍攝多少FPS的慢動作、是否支持HDR視頻，以及拍照成像的計算，都離不開ISP的支持。

換句話說，ISP規格越強，就支持更先進的攝像頭，在搭配相同攝像頭時具備更好的成像底蘊（不是絕對，成像算法需要復雜的軟硬協同，弄不好就變成了“負優化”）。

ISP的命名規范

在ISP的命名中，高通驍龍的命名也許是最規范的，比如驍龍710集成的ISP單元型號為Spectra250、驍龍765為Spectra 350、驍龍865是Spectra 480，通過后綴數字我們一眼就能知道誰更強。

麒麟家族則喜歡用x.0標注，比如麒麟980/麒麟810集成了ISP4.0，而麒麟990則升級到ISP5.0。聯發科的ISP更愛“堆核”，比如Helio G90系列集成了3核心的ISP，而天璣1000的ISP則擁有5個核心。

DSP——不再單純

DSP即數字信號處理器，它原本主要用于處理音頻信號，比如語音降噪、數模轉換和實現特殊音效等。只是，在高通驍龍家族中，DSP單元的作用得以進一步升華。

熟悉又陌生的DSP

我們都知道DSP是SoC的組成部分之一，但在海思麒麟、聯發科和三星旗下SoC的結構圖中，我們根本看不到DSP單元的影子。但是，在高通驍龍移動平臺中，DSP往往會被重點標注，從驍龍660的Hexagon 680一路升級到驍龍865的Hexagon 698，后綴數字越大性能越強。

DSP的跨界應用

隨著VR/AR應用，以及AI人工智能的興起，高通賦予了DSP單元更多能力，其中就包括向量擴展（HVX）和Tensor張量加速器。

沒辦法，驍龍SoC一直都沒有集成獨立的NPU單元，其主打的“高通人工智能引擎AI Engine”需要CPU、GPU、DSP、內存、緩存等模塊協同作戰。而其他芯片商的SoC很早以前就引入了NPU模塊，所以無需讓DSP進行太大的改變。

NPU——聰明靠它

2017年底，華為推出的麒麟970第一次引入了NPU（神經網絡處理器）概念，讓SoC也具備了更強的本地（端側）AI運算能力（類似于“硬解”），執行效率可以秒殺CPU的“軟解”。至此，NPU單元就與AI劃上了等號。

從麒麟970的單核NPU、麒麟980的雙核NPU，到最新的麒麟990 5G已經集成了2+1三核NPU

無處不在的AI

最開始，AI主要還是用于拍照，比如取景時的智能場景識別功能，讓系統可以快速識別拍攝的物體和場景，并自動做出優化調教。

隨后，AI功能逐漸拓展，從手持超級夜景、AI語音助手、AI游戲引擎、AI網絡加速、AI節能優化、AI智慧識別、AI識圖翻譯......幾乎所有的應用場景都離不開AI加速運算。

因此，一顆SoC芯片如果沒有足夠的AI動力，都不好意思出門打招呼。

不一樣的AI單元

不同品牌的SoC，對AI單元的命名和實現方法略有不同，除了高通驍龍AI Engine引擎之中沒有獨立的NPU單元以外，聯發科在Helio P60/P90引入的NeuroPilot AI技術最早也是通過多個單元協同計算（APU+CPU+GPU，這個時期集成的APU并非單獨的硬件，它更像是驍龍DSP中全新集成的張量加速器）。

但從天璣1000開始，聯發科也推出了獨立AI處理器（APU3.0），這顆旗艦級SoC在蘇黎世AI中的跑分成績已經可以超越麒麟990 5G。

三星從Exynos 9820開始在SoC內部集成了獨立的NPU單元，最新推出的Exynos 980和Exynos 990集成的NPU單元性能也得以進一步增強。

三星Exynos 980 SoC的構成

需要注意的是，如今AI單元在手機日常的應用領域還處于初級階段，它的重要性還遠不如CPU、GPU和ISP，屬于錦上添花的存在。

其他——寂寞英雄

除了上述“知名”的單元，手機SoC內還集成有很多功能模塊，它們雖然不太起眼，但背后承擔的任務也非常重要呢。

內存/存儲控制器

我們都知道即將量產的LPDDR5內存性能遠勝當前主流的LPDDR4X，而UFS3.0閃存的讀取速度也可以秒殺UFS2.1，但并不是所有SoC都支持這些最新的技術標準。以LPDDR5內存為例，暫時只有驍龍865和Exynos 990有資格享用，麒麟990和聯發科天璣1000只支持到LPDDR4X。

協處理器

很多SoC內都集成有一個名為“協處理器”的單元（如高通驍龍SoC內集成的Sensor Hub、麒麟980內集成的i8），它們大多采用更加省電的ARM Cortex-M系列架構打造，作用是輔助CPU，用于對加速感應器、陀螺儀、指南針和全新氣壓計等傳感器進行7×24小時不間斷的檢測、統計、再加工，可讓你安心進行計步、開啟GPS定位等功能而不必擔心耗費電力。

安全模塊

得益于更加方便的移動支付，很多用戶都已經習慣了“無現金消費”。然而，誰來確保手機內隱私數據和支付相關認證的安全？為了解決這一問題，很多SoC都開始集成專用的安全模塊，比如麒麟芯片內置的inSE安全芯片、驍龍芯片集成的SPU安全處理器等等。

它們的作用，就是可以將人臉識別、指紋信息、ISP、DSP、內存等所有參與模塊生成的安全數據都保存在本地而無需上傳云端，從而最大限度提升系統安全性。

其他模塊

SoC中還集成有顯示、音頻和視頻單元，它們會影響手機能使用多少分辨率的屏幕、支持哪些格式的音頻/視頻編解碼。此外，一款手機所能兼容的快速充電技術，也受到SoC內某些單元的牽制，比如驍龍710僅支持QC4快充，而驍龍675卻能支持效率更高的QC4+。還好，這些單元模塊對SoC的性能幾乎無影響，我們只需簡單了解即可。