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联发科推出了旗下全新的高端品牌Helio，并且发布了Helio X20和Helio X10两款处理器，其中Helio X20更是以十核心惊艳市场。那么Helio X20为什么要设计十核心呢？十核心的优势在哪里？会不会浪费性能呢？今天本文就带你揭开联发科Helio处理器家族的面纱。
联发科是大家耳熟能详的芯片厂商，早在功能机时代，联发科就依靠丰富的功能和强悍的平台化推广方式占据了市场的半壁江山。进入移动计算时代后，联发科也在持续发力，推出了多款热门产品，依靠自家芯片出色的性价比和不错的功能、性能表现，频频攻城略地，出现在诸如小米、联想、魅族等市场占有率颇高的品牌的产品中，逐渐成长为可以直面高通等国际大厂的强势企业。不过，一直以来联发科的处理器给用户的印象都是偏中低端的，高端市场甚少染指。为了改变这种印象，联发科也做出了很多努力，推出了多款高端型号的处理器产品，可是在其整体形象的改变上依旧显得不够力度。在经过详细的调查研究后，联发科重新定义了旗下产品，推出了一个全新的品牌——Helio，并希望借此打造联发科产品的高端形象。首批推出的Helio旗下产品共有两款，除了一款八核心的产品外，还多了一款十核心的全新处理器。十核心？这可是从未听说过的核心数量，它有什么独特设计和优势呢？
十核心的Helio X20——首创的“三段簇”设计
在此次发布的Helio新品中，最引人注目的就是Helio X20了，这款处理器采用了十核心设计，它也是目前首款采用十核心设计的移动So C产品。
首款CorteX-A72架构处理器——细数Helio X20规格
首先还是来了解一下HelioX20的相关规格。这款处理器是联发科迈向高端市场的首款产品，因此颇受外界重视，联发科自己也很“争气”，一上来就引入了目前ARM最高端的Cortex-A72核心。之所以是十核心设计，是因为HelioX20中有两个主频高达2.5G Hz的Cortex-A72，四个主频最高为2.0GHz的COrtex-A53以及四个主频最高为1.4G Hz的Cortex-A53，总计十个CPU核心。多核心设计见得多了，十核心设计还真是头一次看到。至于这部分内容，我们在后面会有详细的解析。
除了处理器规格外，在内存方面，Helio X20采用了双通道LPDDR3内存设计，支持最多2个32bit的LPDDR3 933内存，最大内存带宽为14.9G B/s。之所以没有采用更高频率的LPDDR4内存，是因为联发科认为目前屏幕分辨率最高也就2K，采用LPDDR3已经够用了，当然也考虑到成本等因素。
此外，在集成的GPU方面，联发科没有公布详细规格，只是宣称这颗GPU是ARM尚未发布的Mali-T800系列中的一款新品，因此没有具体信息，只知道频率为700MHz。不过联发科给出了性能对比，Helio X20的GPU性能相比之前MT6595的PowerVR G6200性能最多提升40%，功耗最多降低40%。实际上PowerVR G6200的性能在现在看起来也并非多出色，只能说联发科在GPU的选择上继续保持了一贯的“够用”策略。
在多媒体方面，Helio X20看起来也不错。它支持H.264、HEVC、VP9编码的4K分辨率视频在30fps下10bit解码，支持HEVC编码格式在4K分辨率、30fps下进行w/HDR编码。当然，受益于功耗和架构等方面的改进，Helio X20的编码、解码功耗相比上代产品MT6795分别降低了30%、40%。摄像头方面，HelioX20内置了双ISP，最高支持3200万像素（在24Hz下），支持诸如双摄像头、3D景深、120Hz动态刷新、多重降噪等功能。联发科还特别提到，Helio X20支持在拍摄前预览画面的景深，让用户能够更好地把握自己拍摄的照片效果。而新加入的AlS、OIS和EIS三重防抖技术，能够拍摄出更为清晰的照片，避免由于用户“手抖”造成拍摄失败。
为了带来更出色的节能效果，联发科这次还在Helio X20上特别设计了一颗Cortex-M4架构的辅助核心，它能够在系统休眠、关闭大部分设备的情况下，实现音频播放、语音增强、语音识别、传感器信息处理等功能。这意味着Helio X20上一些极轻负载的任务都可以交由辅助核心完成，进一步提高了处理器的能耗比。
最后则是HeliO X20在网络方面的规格。Helio X20支持LTE FDD/TDD R11 Cat.6（支持2×20MHz-F的载波聚合）、DC-HSPA 、TD-SCDMA、EDGE、CDMA2000 1x/EVDO Rev.A等全网通规格，尤其是对电信用户来说，CDMA2000的加入可以实现真正的三网通，想必未来会有大量电信手机采用Helio X20。这也是联发科首次在顶级产品上推出全制式、三网通的处理器。
至于Helio X20何时上市，联发科宣称其已经基本完成研发，将从下半年开始批量供应给终端设备厂商。不出意外的话消费者最快可以在年底买到基于Helio X20的移动设备。好了，到此为止，HelioX20的相关规格就介绍完了。那么为什么Helio X20要采用十核心设计呢？它的优势在哪里呢？我们继续往下看。
Mid cluster改善能耗比——联发科的创新设计
要说为什么引入十核心设计，还得从为什么引入多核心设计开始说起。移动处理器从早期的单核心，到双核心、四核心以及目前的八核心，核心数目一直在增长。在移动处理器发展到四核心后，很多业内人士和厂商都认为这已经是移动处理器核心数目比较平衡的节点，没有必要继续发展更多的核心了。
不过，在进入四核心时代后，人们发现如果处理器中只有四个高功耗核心，单凭降压和降频，在很多应用场景下的能耗比表现不佳，耗电速度比较快。因此，ARM就提出了big.LITTLE技术，这个技术利用高性能核心簇和低功耗核心簇搭配工作，在需要高性能的时候切换至高性能簇快速完成任务，在待机或者低负载应用时使用低功耗簇节能省电，起到了很好的协调作用，提高了处理器的能耗比。这也就是目前市场上绝大部分八核心处理器的设计来源，比如目前热门的骁龙810，就是四个Cortex-A57的“big”簇搭配四个Cortex-A53的“LITTLE”簇来完成工作，起到提高处理器能耗比的作用。需要注意的是，big.LITTLE技术并非总在不同架构中实现，比如骁龙615，就采用了四个高频率的Cortex-A53组成“big”簇，四个低频率的Cortex-A53组成“LITTLE”簇，也能很好地实现高性能和节能的搭配。 big.LITTLE技术虽然很好地解决了高低负载场合下处理器的搭配和选择问题，但是也并非没有改进的余地。联发科发现，在很多情况下，尤其是中等负载的时候，big.LITTLE技术的处理器会在big簇和LITTLE簇之间反复切换，这类任务的负载并非特别重，但交由LITTLE簇显得性能不够用，但是交由big簇功率全开的话又会很浪费——这存在着一定的性能功耗比损失。在这种情况下，联发科考虑引入一种中档簇（Mid cluster）来完成相应的任务。联发科宣称这样的灵感是来源于汽车行业对汽车档位的设置，更多的汽车档位可以显著降低油耗，而更精细的性能、功耗的核心簇划分也能相应地提高处理器的性能功耗比——这样的解释能够让人信服，当然从市场角度考虑，十核心的宣传魅力也是非常吸引人的。
在引入中档簇后，一些中负载的任务就不再“无家可归”了，全部可以迁移到中档簇来进行，这比在big簇上运行它们能显著节约能耗。联发科在Helio X20上使用的中档簇由四颗2.0G Hz Cortex-A53的处理器组成。Cortex-A53本身是定位于低端节能核心的架构，但是其本身架构设计卓越，性能功耗比极为出色，在频率提升至2.0G Hz后，也能获得不错的性能表现，当作中档簇使用非常合适。Helio X20的2.0G Hz、四核心Cortex-A53的中档簇搭配高性能、频率高达2.5GHz的Cortex-A72的双核心big簇，和低功耗、频率只有1.4GHz的四核心Cortex-A53的LITTLE簇，实现了三段簇（Tri-Cluster）设计，能够更为贴近目前应用的需求。
当然，由于Helio X20采用了全新的“三段簇”方案，这和ARM的官方规格存在一定差异，所以它不能再使用官方的总线系统了。联发科为其设计了自有的MSCl（系统一致性互联）总线，来确保“三段簇”能够正常运行。一些未经证实的小道消息显示，MSCI依旧基于ARM CCI，只不过联发科加入了自己的核心配置，尤其是缓存一致性的内容，这是很多类似设计的难点所在。不过考虑到联发科在多核心、多簇结构设计上还是颇有心得的，因此对这类三段式结构更为精细的性能切换和功耗调整应该有相应的准备。联发科宣称，在20nm工艺下，Helio X20的“三段簇”方案相比传统的“big.LITTLE”方案能够节约大约30%的功耗，在实际使用中也更具有优势。
这样看来，十核心设计非常不错，但如此多的核心会不会浪费性能呢？系统能否使用如此多的核心呢？其实这个问题完全不用担心。因为Android系统先天在多核，岐持上就很出色，很多应用程序比如浏览器、视频播放、图像处理等，都能或多或少在多核心中得到优势。再者，目前的big.LlTTLE或者联发科推出的三段簇设计方式，已经不再单纯地追求多核心齐头并进，而是更多地考虑将合适的任务分配给合适的核心，更大限度地保证性能功耗比。在某些状态之下，数个核心处于休眠状态能够大幅度降低能耗，但是一遇到合适的场景，这些核心又可以重新活跃起来处理工作、提高效能。因此，即使像Helio X20这样的十核心设计，在实际应用中也能充分发挥它的能力。
总的来看，联发科的十核心设计还是颇具新意的。联发科内部测试也显示Helio X20的性能相比目前的产品有比较大的优势。这项测试使用Helio X20对比高通骁龙810处理器的温度，在处理相同任务的情况下，Helio X20最高温度只有33℃，一般维持在30℃左右。而骁龙810的温度从测试开始就迅速上升，最高提升到了45℃左右，比联发科的方案高了大约12℃。考虑到两者都是20nm工艺制造，在不考虑最高性能的情况下，联发科的“三段簇”设计还是很令人满意的。
依旧是八核心——Helio X10登场
在这次发布会上，联发科还发布了Helio x10。不过相比Helio X20的耀眼光芒，Helio x10就普通多了’它实际上就是由之前MT6795改名而来，因此本文也仅简单介绍一下。
Helio X10采用28nm工艺制造，集成了八个Cortex-A53核心，主频最高可达2.2G Hz。内存方面支持双通道LPDDR3 800MHz，最大支持4GB内存。图形方面采用PowerVR G6200 GPU，频率最高700MHz。摄像头支持最大2100万像素，也是双ISP设计。视频播放方面支持硬解4K分辨率的H.265和H.264视频，编码方面支持30fps、4K分辨率的H.265格式视频。这款处理器同样集成了基带芯片，支持LTE FDD/TDD R9 Cat.4、DC-HSPA 、TD-SCDMA、EDGE等网络规格。
除了具体的硬件参数外，Helio X10还支持一些特色技术。比如MiraVision画质增强技术，可以通过动态自主调节视频的色彩和清晰度，带来更为锐利、鲜艳的画面表现；SmartScreen亮度智能调节技术，这项技术可以保证用户的产品在不同的亮度场景下都能显示清晰可辨的画面；Super Slow-Motion技术，最多可以拍摄480fps的1080p画面，实现超慢速摄影。
目前Helio X10B经上市，市场上也有手机采用了Helio X10处理器，比如乐视超级手机1，在这里就不一一介绍了。
Helio——联发科继续冲击高端
在之前的报道中，我们就曾分析过联发科极力想摆脱目前用户眼中“不够高端”的形象，试图通过多款产品的推出来实现品牌形象的升级，可惜一直以来似乎都不是很成功。这次Helio品牌的推出以及HelioX20这样充满创新意义、首创“三段簇”设计的处理器的发布，给了联发科一个很好的转型契机。如果Helio品牌和产品得到了市场的认可并推出相应的高端机型，对联发科的品牌形象是一个很大的助力，能够促使联发科未来进一步加强高端产品的研发，不断带来更为出彩的设计。
对消费者来说，Helio X20的创新如果能够显著改善目前高端处理器高功耗和高温度的形象，带来更优秀的使用体验，那将促使更多的厂商积极开发相应的技术应对挑战，这将带来整个移动产品的又一次进步，自然是一个利好信息。在目前竞争激烈的移动计算市场，不进则退，没有创新就意味着失败，Helio X20带来了一个新的开端，下一个跟上的又会是谁呢？
联发科是大家耳熟能详的芯片厂商，早在功能机时代，联发科就依靠丰富的功能和强悍的平台化推广方式占据了市场的半壁江山。进入移动计算时代后，联发科也在持续发力，推出了多款热门产品，依靠自家芯片出色的性价比和不错的功能、性能表现，频频攻城略地，出现在诸如小米、联想、魅族等市场占有率颇高的品牌的产品中，逐渐成长为可以直面高通等国际大厂的强势企业。不过，一直以来联发科的处理器给用户的印象都是偏中低端的，高端市场甚少染指。为了改变这种印象，联发科也做出了很多努力，推出了多款高端型号的处理器产品，可是在其整体形象的改变上依旧显得不够力度。在经过详细的调查研究后，联发科重新定义了旗下产品，推出了一个全新的品牌——Helio，并希望借此打造联发科产品的高端形象。首批推出的Helio旗下产品共有两款，除了一款八核心的产品外，还多了一款十核心的全新处理器。十核心？这可是从未听说过的核心数量，它有什么独特设计和优势呢？
十核心的Helio X20——首创的“三段簇”设计
在此次发布的Helio新品中，最引人注目的就是Helio X20了，这款处理器采用了十核心设计，它也是目前首款采用十核心设计的移动So C产品。
首款CorteX-A72架构处理器——细数Helio X20规格
首先还是来了解一下HelioX20的相关规格。这款处理器是联发科迈向高端市场的首款产品，因此颇受外界重视，联发科自己也很“争气”，一上来就引入了目前ARM最高端的Cortex-A72核心。之所以是十核心设计，是因为HelioX20中有两个主频高达2.5G Hz的Cortex-A72，四个主频最高为2.0GHz的COrtex-A53以及四个主频最高为1.4G Hz的Cortex-A53，总计十个CPU核心。多核心设计见得多了，十核心设计还真是头一次看到。至于这部分内容，我们在后面会有详细的解析。
除了处理器规格外，在内存方面，Helio X20采用了双通道LPDDR3内存设计，支持最多2个32bit的LPDDR3 933内存，最大内存带宽为14.9G B/s。之所以没有采用更高频率的LPDDR4内存，是因为联发科认为目前屏幕分辨率最高也就2K，采用LPDDR3已经够用了，当然也考虑到成本等因素。
此外，在集成的GPU方面，联发科没有公布详细规格，只是宣称这颗GPU是ARM尚未发布的Mali-T800系列中的一款新品，因此没有具体信息，只知道频率为700MHz。不过联发科给出了性能对比，Helio X20的GPU性能相比之前MT6595的PowerVR G6200性能最多提升40%，功耗最多降低40%。实际上PowerVR G6200的性能在现在看起来也并非多出色，只能说联发科在GPU的选择上继续保持了一贯的“够用”策略。
在多媒体方面，Helio X20看起来也不错。它支持H.264、HEVC、VP9编码的4K分辨率视频在30fps下10bit解码，支持HEVC编码格式在4K分辨率、30fps下进行w/HDR编码。当然，受益于功耗和架构等方面的改进，Helio X20的编码、解码功耗相比上代产品MT6795分别降低了30%、40%。摄像头方面，HelioX20内置了双ISP，最高支持3200万像素（在24Hz下），支持诸如双摄像头、3D景深、120Hz动态刷新、多重降噪等功能。联发科还特别提到，Helio X20支持在拍摄前预览画面的景深，让用户能够更好地把握自己拍摄的照片效果。而新加入的AlS、OIS和EIS三重防抖技术，能够拍摄出更为清晰的照片，避免由于用户“手抖”造成拍摄失败。
为了带来更出色的节能效果，联发科这次还在Helio X20上特别设计了一颗Cortex-M4架构的辅助核心，它能够在系统休眠、关闭大部分设备的情况下，实现音频播放、语音增强、语音识别、传感器信息处理等功能。这意味着Helio X20上一些极轻负载的任务都可以交由辅助核心完成，进一步提高了处理器的能耗比。
最后则是HeliO X20在网络方面的规格。Helio X20支持LTE FDD/TDD R11 Cat.6（支持2×20MHz-F的载波聚合）、DC-HSPA 、TD-SCDMA、EDGE、CDMA2000 1x/EVDO Rev.A等全网通规格，尤其是对电信用户来说，CDMA2000的加入可以实现真正的三网通，想必未来会有大量电信手机采用Helio X20。这也是联发科首次在顶级产品上推出全制式、三网通的处理器。
至于Helio X20何时上市，联发科宣称其已经基本完成研发，将从下半年开始批量供应给终端设备厂商。不出意外的话消费者最快可以在年底买到基于Helio X20的移动设备。好了，到此为止，HelioX20的相关规格就介绍完了。那么为什么Helio X20要采用十核心设计呢？它的优势在哪里呢？我们继续往下看。
Mid cluster改善能耗比——联发科的创新设计
要说为什么引入十核心设计，还得从为什么引入多核心设计开始说起。移动处理器从早期的单核心，到双核心、四核心以及目前的八核心，核心数目一直在增长。在移动处理器发展到四核心后，很多业内人士和厂商都认为这已经是移动处理器核心数目比较平衡的节点，没有必要继续发展更多的核心了。
不过，在进入四核心时代后，人们发现如果处理器中只有四个高功耗核心，单凭降压和降频，在很多应用场景下的能耗比表现不佳，耗电速度比较快。因此，ARM就提出了big.LITTLE技术，这个技术利用高性能核心簇和低功耗核心簇搭配工作，在需要高性能的时候切换至高性能簇快速完成任务，在待机或者低负载应用时使用低功耗簇节能省电，起到了很好的协调作用，提高了处理器的能耗比。这也就是目前市场上绝大部分八核心处理器的设计来源，比如目前热门的骁龙810，就是四个Cortex-A57的“big”簇搭配四个Cortex-A53的“LITTLE”簇来完成工作，起到提高处理器能耗比的作用。需要注意的是，big.LITTLE技术并非总在不同架构中实现，比如骁龙615，就采用了四个高频率的Cortex-A53组成“big”簇，四个低频率的Cortex-A53组成“LITTLE”簇，也能很好地实现高性能和节能的搭配。 big.LITTLE技术虽然很好地解决了高低负载场合下处理器的搭配和选择问题，但是也并非没有改进的余地。联发科发现，在很多情况下，尤其是中等负载的时候，big.LITTLE技术的处理器会在big簇和LITTLE簇之间反复切换，这类任务的负载并非特别重，但交由LITTLE簇显得性能不够用，但是交由big簇功率全开的话又会很浪费——这存在着一定的性能功耗比损失。在这种情况下，联发科考虑引入一种中档簇（Mid cluster）来完成相应的任务。联发科宣称这样的灵感是来源于汽车行业对汽车档位的设置，更多的汽车档位可以显著降低油耗，而更精细的性能、功耗的核心簇划分也能相应地提高处理器的性能功耗比——这样的解释能够让人信服，当然从市场角度考虑，十核心的宣传魅力也是非常吸引人的。
在引入中档簇后，一些中负载的任务就不再“无家可归”了，全部可以迁移到中档簇来进行，这比在big簇上运行它们能显著节约能耗。联发科在Helio X20上使用的中档簇由四颗2.0G Hz Cortex-A53的处理器组成。Cortex-A53本身是定位于低端节能核心的架构，但是其本身架构设计卓越，性能功耗比极为出色，在频率提升至2.0G Hz后，也能获得不错的性能表现，当作中档簇使用非常合适。Helio X20的2.0G Hz、四核心Cortex-A53的中档簇搭配高性能、频率高达2.5GHz的Cortex-A72的双核心big簇，和低功耗、频率只有1.4GHz的四核心Cortex-A53的LITTLE簇，实现了三段簇（Tri-Cluster）设计，能够更为贴近目前应用的需求。
当然，由于Helio X20采用了全新的“三段簇”方案，这和ARM的官方规格存在一定差异，所以它不能再使用官方的总线系统了。联发科为其设计了自有的MSCl（系统一致性互联）总线，来确保“三段簇”能够正常运行。一些未经证实的小道消息显示，MSCI依旧基于ARM CCI，只不过联发科加入了自己的核心配置，尤其是缓存一致性的内容，这是很多类似设计的难点所在。不过考虑到联发科在多核心、多簇结构设计上还是颇有心得的，因此对这类三段式结构更为精细的性能切换和功耗调整应该有相应的准备。联发科宣称，在20nm工艺下，Helio X20的“三段簇”方案相比传统的“big.LITTLE”方案能够节约大约30%的功耗，在实际使用中也更具有优势。
这样看来，十核心设计非常不错，但如此多的核心会不会浪费性能呢？系统能否使用如此多的核心呢？其实这个问题完全不用担心。因为Android系统先天在多核，岐持上就很出色，很多应用程序比如浏览器、视频播放、图像处理等，都能或多或少在多核心中得到优势。再者，目前的big.LlTTLE或者联发科推出的三段簇设计方式，已经不再单纯地追求多核心齐头并进，而是更多地考虑将合适的任务分配给合适的核心，更大限度地保证性能功耗比。在某些状态之下，数个核心处于休眠状态能够大幅度降低能耗，但是一遇到合适的场景，这些核心又可以重新活跃起来处理工作、提高效能。因此，即使像Helio X20这样的十核心设计，在实际应用中也能充分发挥它的能力。
总的来看，联发科的十核心设计还是颇具新意的。联发科内部测试也显示Helio X20的性能相比目前的产品有比较大的优势。这项测试使用Helio X20对比高通骁龙810处理器的温度，在处理相同任务的情况下，Helio X20最高温度只有33℃，一般维持在30℃左右。而骁龙810的温度从测试开始就迅速上升，最高提升到了45℃左右，比联发科的方案高了大约12℃。考虑到两者都是20nm工艺制造，在不考虑最高性能的情况下，联发科的“三段簇”设计还是很令人满意的。
依旧是八核心——Helio X10登场
在这次发布会上，联发科还发布了Helio x10。不过相比Helio X20的耀眼光芒，Helio x10就普通多了’它实际上就是由之前MT6795改名而来，因此本文也仅简单介绍一下。
Helio X10采用28nm工艺制造，集成了八个Cortex-A53核心，主频最高可达2.2G Hz。内存方面支持双通道LPDDR3 800MHz，最大支持4GB内存。图形方面采用PowerVR G6200 GPU，频率最高700MHz。摄像头支持最大2100万像素，也是双ISP设计。视频播放方面支持硬解4K分辨率的H.265和H.264视频，编码方面支持30fps、4K分辨率的H.265格式视频。这款处理器同样集成了基带芯片，支持LTE FDD/TDD R9 Cat.4、DC-HSPA 、TD-SCDMA、EDGE等网络规格。
除了具体的硬件参数外，Helio X10还支持一些特色技术。比如MiraVision画质增强技术，可以通过动态自主调节视频的色彩和清晰度，带来更为锐利、鲜艳的画面表现；SmartScreen亮度智能调节技术，这项技术可以保证用户的产品在不同的亮度场景下都能显示清晰可辨的画面；Super Slow-Motion技术，最多可以拍摄480fps的1080p画面，实现超慢速摄影。
目前Helio X10B经上市，市场上也有手机采用了Helio X10处理器，比如乐视超级手机1，在这里就不一一介绍了。
Helio——联发科继续冲击高端
在之前的报道中，我们就曾分析过联发科极力想摆脱目前用户眼中“不够高端”的形象，试图通过多款产品的推出来实现品牌形象的升级，可惜一直以来似乎都不是很成功。这次Helio品牌的推出以及HelioX20这样充满创新意义、首创“三段簇”设计的处理器的发布，给了联发科一个很好的转型契机。如果Helio品牌和产品得到了市场的认可并推出相应的高端机型，对联发科的品牌形象是一个很大的助力，能够促使联发科未来进一步加强高端产品的研发，不断带来更为出彩的设计。
对消费者来说，Helio X20的创新如果能够显著改善目前高端处理器高功耗和高温度的形象，带来更优秀的使用体验，那将促使更多的厂商积极开发相应的技术应对挑战，这将带来整个移动产品的又一次进步，自然是一个利好信息。在目前竞争激烈的移动计算市场，不进则退，没有创新就意味着失败，Helio X20带来了一个新的开端，下一个跟上的又会是谁呢？