淺析手機中cpu、相機的部分參數

隨著科技和經濟的發展，手機已經成為現代人必備的工具，除了最基礎的通訊功能，手機如今也有了照相、上網、娛樂、支付等功能，可以說手機就像瑞士軍刀一樣多功能。

人們在選擇手機時，一般都會關注手機的質量、性能、相機、外觀。這篇文章，就談談筆者對手機中決定性能因素之一的cpu和相機的一些分析結果。

cpu

製程 簡單來講，手機晶元中的製程就是電路板中電路與電路之間的距離，這個可以體現集成電路的精細度，目前手機晶元的製程已經發展到10nm如：高通驍龍835、Exynos 8895。可以說，工藝製程越小，晶元體積也就小，功耗也越低，相對應發熱也就不容易。目前手機晶元主要的製程為：28nm、20nm、16nm、14nm。在目前一些中低端晶元晶元中28nm是非常常見的，28nm也是現在最成熟的生產方案之一，出貨量能達到很高要求，但28nm相對於比其更小的製程功耗相對較高，目前也只有台積電在28nm製程上的HPC+晶體管技術兼顧了高性能和低功耗，是28nm製程中最優秀的一種工藝。20nm作為一個過渡的階段，也曾出現在前幾年的高端晶元中，相比上一代28nm有了部分提升。目前，高端的晶元都會採用14/16nm的工藝製程，其實這兩種製程也是屬於同一級別，相比前幾代，發熱和體積都降了很多，也就有了去年的高通旗艦驍龍820、821，以及華為海思麒麟的960，這幾款晶元在性能上都非常強大，在提升性能的同時發熱量也大大降低。但在這裡要舉一個例子，在蘋果A9晶元生產中，其交給了兩間代工廠，一個是三星，一個是台積電，三星生產的A9晶元採用的是14nm FinFET技術，而台積電生產的則採用16nm FinFET技術，但在用戶的實際體驗中，台積電生產的16nm晶元無論在功耗還是穩定方面都完勝三星的14nm，那這又是為什麼呢，在台積電生產的晶元製程發展中，是從28nm、20nm、16nm、14nm，一步步發展來的，每一步都做了足夠的生產經驗積累，但三星是直接從28nm跳階到14nm的，對於FinFET技術這項新技術駕馭的成熟度還不夠，對良品率和漏電率控制的不好，導致功耗大，用戶體驗不好。對於製程，越低是越好的，其功耗相比高的製程能減低不少，手機的續航也會相對提高。

頻率 頻率的高低決定著cpu的性能，同時也決定著手機的功耗。對於頻率，要秉承一個原則：並不是越高越好，夠用就好。在廠商的噱頭宣傳中，消費中都會誤以為頻率越高越好，但其實不然，因為晶元的性能還要看晶元的架構、緩存以及前文提及的工藝製程等等。頻率越高，只能說明晶元單純處理一組數據的速度越快，但在處理數據時的方法，和相應的速度還要涉及其他方面。架構好就如同一個人解數學題的方法好，只需2步就能解完，而架構設計的不好就需要很多步，即使你速度再快，一直在走彎路，肯定不如走直線的快，緩存則好像解數學題前的準備一樣，算一道題，緩存好的一下就拿出了草稿紙和筆，緩存做的不好，就要翻箱倒櫃地去找，速度再快也不及一下拿出來算的快。並且，頻率提高需要增高對晶元的電壓，這樣就會消耗更多電量，續航也會降低，功耗與性能是不能兼備的，要根據自己實際的實用要求，選擇合適的頻率，不然就會出現性能過剩。

核心數 多核心的設計，是為了滿足用戶在不同使用情況下需要不同晶元性能。而這也成為了許多廠商的噱頭，什麼真八核，十核處理器等等，可以很肯定的說，cpu核心數不是越高越好！作為cpu中以強大著稱的蘋果處理器，最新的A10也只是4核，A10之前的處理器也都只有2核，但即使是只有4核，也能秒殺10核的，再觀去年代表安卓手機中最強的cpu高通驍龍820/821，也是只有4核，這就足以說明核心數不是越高越好。同時，廠商宣傳的頻率，其實只是幾個核心當中最高的頻率而已，比如高通驍龍最新旗艦830是有8核其中4個大核2.45GHz4個小核1.9GHz，華為海思麒麟最新旗艦960也是8個核，其中4個A73架構的大核2.4GHz和4個A53架構的小核1.8GHz。設計這些大小核的作用就是為了應對不同的使用場景，當用戶處在聊天上網這些對性能要求不高的場景當中，就主要使用小核，大核以很低的頻率運行著，當用戶在運行大型遊戲，跑分等場景時，大小核都會頻率根據需求達到最高，使用戶的體驗流暢。這樣的大小核調控，稱為cpu的省電機制。但一些晶元廠商，將省電機製做的「太好了」，比如前面提及的十核處理器是聯發科的X20，有2個A72架構的大核2.5GHz和4個A53架構的大核2.0GHz還有4個A53架構的小核1.4GHz，這樣的參數看起來貌似很強勁，但殊不知其性能最強勁的兩個A72的大核在平時都不工作，就連大型遊戲運行時也不積極，只在跑分測試中才會出來，平時都只讓幾個小核跑，並且大核開了之後，發熱也大大增大，為保護晶元就會鎖核，大核也就又不工作了，所以實際體驗沒有達到應該達到的水平。

相機

光圈 手機相機中其中一個重要的參數就是光圈，很多人也少了解到這個，但這也是比較重要的一項參數。光圈用f來表示，f後面的數值越小，光圈越大，進光量越多，畫面比較亮，主體背景虛化越大；f值越大，光圈越小，進光量越少，畫面比較暗，主體前後越清晰。在白天，因為已經有足夠的光線，光圈小的手機成像就會好，但在夜晚就需要大的光圈使得進光量更充足，所以，光圈越大的相機更適合夜景。目前手機相機中光圈主要分為f2.2、f2.0、f1.8、f1.7，其中最大的是三星S7和S8，都為f1.7大光圈，所以其成像的素質也是非常高，在夜景、白天以及弱光條件的表現下都是非常出色的。

像素 相機中像素也是成像好壞的關鍵，但這裡要說明的一點還是，不是像素越高越好！因為像素越高，只是放大之後細節越清晰，但印刷出來的照片只需500萬像素就足夠了，除非照片的尺寸需要更大，並且許多專業的單反設備也就只有1200萬像素，蘋果一貫優秀的成像在之前的幾代手機的相機中也就只有800萬像素，比許多國產手機廠商的1300萬像素1600萬像素好上幾倍。並且高像素的照片佔用存儲空間大，裝不下更多的照片。像素高還有一個致命的缺點，就是在夜晚拍照中，如果控制不好，會有許多噪點，成像質量大大下降，比如：在夜景拍攝中，大像素如果處理不好天空會變得不純凈，出現許多噪點，讓人感覺很模糊，成像質量大大下降。這都是像素大的壞處。所以不要以為像素大相機就一定好，手機相機1200萬已經足夠了，如果廠商控制不好成像，像素越高反而會成為成像累贅。

ISP 手機相機成像的好壞除了要有一個好的感測器（cmos）還要有一個好的影像處理晶元（ISP）。感測器負責將要拍的景象攝入，再通過ISP的處理，最後得到手機相冊中的照片，感測器的好壞在這裡先不說，但在同一感測器的情況下，ISP是決定成像的關鍵。廠家好的成像演算法，就使得在自動模式下的相機能有更好的銳度、色彩和降噪表現，能控制好對焦、白平衡、ISO。比如三星S7的相機，除了用上向SONY定製的IMX260感測器，擁有超大光圈以及單像素尺寸達到1.44微米，還有引入了Dual Pixel雙像素技術，這項技術是在單反和無反相機上已經得以應用的相位檢測技術，使得其成為手機拍照的新一巔峰。這都歸功於他強大的演算法以及強大的硬體支持。蘋果新一代手機iphone7Plus中使用的雙攝，和同樣使用雙攝的一些國產手機相比，其人像拍攝虛化效果都比國產的要好，就是因為其強大的ISP，專業的演算法，使得其成像質量優秀。所以，一款好的相機，其ISP的演算法非常關鍵，廠商的優化一定要做到極致，用戶的體驗才能更好。

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這些只是才疏學淺的我的一些個人看法，僅供參考，或者你去嘲笑，批評，任君選。也是第一次寫，為了學校的創新論文大賽，喜歡手機所以就寫寫吧，畢竟知道的還不夠許多大神多，可能還有些錯誤，或者認識不足的地方，請儘管指出。【抱拳】

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