與如今手機不斷追求的性能不同的是，2016年末，數款“非旗艦”處理器逐漸走進了用戶的視野。

11月30日，魅族發布了新智能手機魅藍X，同時也帶來了Helio P20芯片的全球首發。作為聯發科的P系列新品，這也是一款“非旗艦”移動芯片。

今天我們就來聊一聊，為什么這些““非旗艦”處理器”會如此備受關注？

目前市面上各家新推出的“非旗艦”移動處理器，比較知名除了新發布的Helio P20，還有來自于高通的驍龍625、來自于（華為）海思的麒麟650。

在廠商的宣傳中，性能多數被輕描淡寫，而“省電”“續航”“能效比”等詞匯被廠商濃墨重彩地強調。仿佛在說市面上的手機”光（處理器）快是不行的，重要的是（電池）要持久“。

　　廠商使用“非旗艦”芯片只是為了省電嗎？是，但不全是。

總覽這些芯片，它們全部采用了64位A53架構的bigLITTLE（大小核）設計，由四顆低頻A53核心和四顆高頻A53核心構成。但是在ARM公版架構中，A53只能算是小核心，并非主打性能的大功率A72、A73核心。

所以與其說這些“八核A53”的非旗艦處理器“省電”，倒不如說無法耗更多的電，來提供更高的性能。能耗上限這個“天花板”掉下來了，想多耗電也是件困難的事。

先進的工藝

為了將“省電”進行到底：這三顆移動處理器都采用了最新的三星14nm/臺積電16nm FinFET制程。基于最新制程的紅利，在相同的處理器頻率下，耗電量要比早前的20nm、28nm都要更省電。

為什么制程進步會讓處理器更加省電呢？

首先所謂“XX納米制程”，就是IC（Integrated Circuit，集成電路）中晶體管的柵極長度。說得通俗些，就是衡量電路集成程度的一項指標。一般來說數字越小，代表電路的集成度也就越高。例如14nm制程理論上要比前代20nm更加先進。

我們目前所使用的手機與電腦芯片，都是一種電容性質的元件。其內部是由無數的晶體管所組成，晶體管之間會形成電容。

而更加先進的制程代表著晶體管大小以及元器之間距離的縮短。根據電容器的性質，縮減元器件之間的距離之后，晶體間的電容也會降低。隨著電容的降低，晶體管所需要的導通電壓也會相應降低，而晶體管動態功耗又與導通電壓的平方成正比。

也就是說，更為先進的制程，使得芯片在切換信號時更加靈活，需要的功率越小，能效比也就提高了。

除此之外，Helio P20還支持了最新型的LPDDR4X（Low Power Double Data Rate 4X，低功耗雙倍速率4X），也就是我們所說的LPDDR4X運行內存（Synchronous Dynamic Random Access Memory，SDRAM同步動態隨機存儲器）。

　　LPDDR4X內存規格相比前代LPDDR4有兩項提升：

第一是內存帶寬從3733Mbps提高到4266Mbps（分別對應雙通道1866MHz 和 雙通道2133MHz）；

第二是實現了輸出供電電壓（VDDQ）與工作電壓（VDD）的分離，VDDQ 0.6V相比VDD 1.1V相差了近一半，降低了內存運行時的功耗，提高了能效比。

不過，作為一款“非旗艦”芯片，Helio P20只做到了第二條，而在內存帶寬上，僅支持最大雙通道1200MHz（2400Mbps），并沒有超過旗艦芯片（以驍龍820為例）的雙通道1866MHz。

也就是說，P20并沒有實質提高內存速度，而是鐵了心將“省電”進行到底。

“低廉”的制造成本

作為面向非旗艦手機的“主流”處理器，這些芯片的價格通常也不會太高，一般僅有旗艦處理器價格的一半或更低。

首先，由于處理器使用的是ARM公版架構A53，支付授權費即可使用，節約了部分研發成本。

其次，處理器并非只由CPU組成，從成本角度考慮，在其他元件相對“旗艦”也存在一定縮水：例如GPU從四核換成雙核，基帶網絡制式從頂級的LTE Cat.12換成了稍差一些的LTE Cat.7/Cat.6，支持的閃存規格也從UFS 2.1降為了eMMC 5.1。

最后，采用了全小核心的設計以及更為緊湊的制程，單片晶圓上可以切下來的處理器也就更多，這就攤薄了每塊芯片的物料成本。

雖然硬件規格相比旗艦處理器有所“縮水”，但這并不代表無法滿足日常的需求。對于刷微博、聊微信、逛淘寶、聽音樂這種幾年前“老爺機”都能勝任的應用（相信很多人用手機只用這幾個應用），這些處理器自然也不在話下。加上前代處理器技術的下沉，例如全網通基帶的跟進，上網也更加爽快。而對于目前逐步流行的雙攝像頭，Helio P20也進行了支持。

所以我們再來看芯片廠商在設計“旗艦”與“非旗艦”處理器時的思路，貌似已經產生了微妙的變化：“非旗艦”處理器已經不再單純的“旗艦”處理器的縮水版本，而是強化了“非旗艦”處理器在“節能續航”方面的優勢。

可以說，隨著手機芯片性能發展的突飛猛進，“旗艦”芯片拼極限性能，“非旗艦”芯片拼日常續航 的模式“分化”已經初步成型了。

手機處理器如此“演進”并非無跡可循，近年來，PC處理器也遵循著同樣的規律：

PC處理器的演進

從1964年世界上第一臺計算機ENIAC那燈泡大小的電子管，到2015年最小的晶體管已經僅有0.167納米大小，可以說在芯片領域，技術人員從未停止對于電路集成化的探索。

回顧到上個世紀90年代，那時電腦還剛剛開始普及，人們購買電腦時主要通過“數字”的大小，來分辨計算機的好壞：例如“奔騰3一定比奔騰2好”，“128M內存一定比64M內存強（當時電腦內存只有這么大）”。

而到了2003年，Intel 推出3.06GHz的Pentium 4（奔騰4）處理器，在一塊芯片集成了兩個邏輯處理器，實現了所謂“超線程（HT）”技術，從此人們挑選處理器不僅要看“數字”和“主頻”，還要看處理器的特性。

相比特性，處理器的“核戰”則更加符合消費者對于“大數字”的追求：自2001年IBM推出首款雙核CPU：IBM Power4，到芯片老大Intel 2005年推出首款雙核CPU至尊版840，加上AMD的入局，正式打響了處理器的“核心數大戰”。這種在一個處理器上集成多個運算核心的做法，突破了當時單核主頻提升但性能提升不大的“瓶頸”。如今已發展到16核、32核的工作站級別。

隨著計算機的進一步普及，人們對于計算機CPU的理解也更加深入，挑選PC處理器已經從之前的看“數字”，到看處理器架構（例如Intel微處理器的Nehalem、Sandy Bridge、Ivy Bridge、Haswell、SkyLake、KabyLake）、看CPU體制和超頻能力、L2和L3緩存、晶體管數量等。

另一方面，近幾年來移動互聯網的高速發展，“移動辦公”的需求日益凸顯，筆記本電腦開始普及。相對于桌面級PC，移動辦公設備通常擁有獨立的電源（電池）。受限于有限的機身體積和電池容量，筆記本CPU不僅要追求性能，還要追求低熱量和低耗電，于是低壓版CPU應運而生（處理器后綴“U”）。相對于標壓版（后綴“M”），低壓版CPU通過犧牲一部分性能為代價，換來體積小、重量輕、省電等特性，不足14W的功率往往不足標壓CPU（35-45W）的一半。

2013年，Intel推出了針對于移動處理器的“Core M”平臺，該平臺處理器功耗已經低至驚人的4.5W，在電池續航時間方面，實現了歷史上最大幅度的提升。

可以看到，如今PC處理器市場，桌面電腦處理器哦繼續朝著“高性能”大步邁進，而筆記本電腦處理器則走著性能與續航兼顧的“能效比”路線。

PC處理器遵循著如此演進規律，手機移動處理器亦然。

“非旗艦”處理器的“旗艦”制程

回到我們的手機處理器，其實近幾年芯片廠商稱自己的“中端”處理器都是“為續航而生”，但為什么直到今年才說“旗艦”芯片拼極限性能，“非旗艦”芯片拼日常續航的模式“分化”已經初步成型呢？

這主要源于廠商首次在“非旗艦”處理器上使用“旗艦”的制程，讓芯片的性能與穩定性都達到了高度可用的狀態。

這就要從處理器的工作原理開始講起了：

我們所常見的手機（晶體管）處理器都是通過施加電壓，讓晶體管產生一定頻率的晶振才可以傳輸信號的。理論上講，電壓越強，晶振的頻率越高，處理器的主頻也就越快，同時也更加耗電。

提高導通電壓不僅會直接提升處理器耗電，讓電池早日耗盡關機；處理器內部通過更大的電流也會增加元器件的發熱，長此以往會縮短元件壽命，甚至損壞元件影響使用體驗。所以每顆處理器的主頻并不能被無限地提高。

但得益于使用了先進的14nm/16nm FinFET工藝制程，降低了晶體管電容所需要的導通電壓、也降低了芯片內部的電流，從而讓芯片在相同的頻率下運行時，比舊工藝制程更加省電、發熱更低。

換個思路講，在相同的電壓下，14nm/16nm制程的處理器會擁有更高的頻率。而更低的發熱可以保證處理器在運行時不會因為溫度過高而導致處理器“保護性降頻”，提高了體驗的穩定性。

在“電池”和“體驗”雙重“持久”的保證下，可以說如今的“非旗艦”處理器達到了高度可用的狀態。低廉的價格也更加符合普通消費者的購買力，被大眾所關注自然也是理所應當。

在“非旗艦”處理器成功的背后，芯片廠商思路的轉變功不可沒。“非旗艦”處理器不再總是“慢半拍”，我們甚至在Helio P20上，看到為了節能而支持最先進的LPDDR4X內存。

當然，處理器固然是影響手機體驗的重要一環，“非旗艦”處理器性能雖然能夠滿足日常應用，但是相比于“旗艦”處理器，面對大型3D游戲以及建模時表現差距還是比較明顯的。況且“非旗艦手機”與“旗艦手機”相差的不僅是處理器，在屏幕、拍照、音響等方面也會存在一定差距，購買時還得按需選擇。

不可否認的是，隨著移動處理器的發展，“旗艦”芯片追求極限性能，“非旗艦”芯片追求日常續航的模式還將進一步“分化”，通過不同的處理器定位，便于廠商對目標用戶畫像，區分消費層級地開發產品。

另一方面，在未來，想要留住高低端全部用戶，“旗艦”與“非旗艦”兩手都要抓、都要硬。