手机SOC的热量和功耗分析

龙源日报网关于手机SOC热功率问题的分析: 刘培林来源: 《电子技术与软件工程》 2015年第18期随着移动互联网时代的到来，越来越多的智能手机用户. 手机的功能越来越强大，这与手机核心SOC的发展息息相关. 随着手机功能的日益完善和性能的提高，伴随着手机发热和电池寿命缩短带来的用户不适感. 可以说，手机SOC直接影响我们使用手机时的用户体验. 本文对手机SOC的发热量和功耗进行了初步讨论，分析了产生问题的原因，然后提出了可行的对策. [关键词] Soc核心功耗发烧1手机SOC的发展现状现代手机SOC不仅包括CPU，而且还包括GPU，基带，DSP，存储控制器等组件. 从诺基亚时始，手机SOC中的CPU的性能一直很弱，从单32bit，arm9内核到最新的64bit，cortex-A57内核和Silvermont内核，都处于霸主地位. 它的综合性能已超过主机ps3和XBOX360；但是手机的散热性能决定了SOC的发热量不会太大，而没有当前电池技术的突破性进展，功耗也不会太大.

当前的手机SOC制造商在开发时会考虑更多性能优先事项，但是对于移动设备，SOC制造商应考虑与手机制造商合作以追求性能提升而不影响用户体验. 2手机SOC高功耗和发热的主要原因是任何电器都会产生功耗. 从P = U * I可以看出: 在我们当前的技术条件下，只要打开电流，任何电器都会产生热量. 这是不可避免的. 降低手机功耗的最基本原理是降低SOC维持工作频率所需的电压和电流. 2.1制造过程因素制造过程的发展极限. 硅芯片主导着现代集成电路的发展. 所谓的制造过程实际上是指芯片的制造过程. 当前的主流制造工艺是22nm手机 soc，28nm，32nm，最先进的是14nm. 在当前条件下，制造工艺越小，芯片集成度越高，并且发热越少. 但是，随着制造工艺的减少，移动电话SOC的规模在不断扩大，彼此抵消，因此这就是为什么每次使用新的制造工艺时，我们实际使用的感觉都不会发生太大变化. 而且，开发过程也有局限性. 目前手机 soc，10nm是硅晶体制造的极限. 超过它之后，将发生量子物理学和相对论问题，例如不可控制的泄漏和电子之间的相互作用. 因此，在出现新技术和新理论之前，简化过程已经结束. 2.2设计因素龙源期刊网2.2.1从研究和开发的角度来看，人类发展一直在追求更好的工具，SOC制造商将“更好”理解为更强大的处理器. 因此，制造商的发展方向始终是引入功能更强大的处理器.

2.2.2从宣传的角度来看，社会上许总是喜欢购买带有头的产品. 因此，推出更多花哨的产品更有利于制造商产品的销售，因此就存在所谓的“真正的八核”处理器，甚至是制造商最近推出的10核手机处理器. 解决手机SOC的高热量和功耗问题以及手机SOC的未来发展3.1解决制造因素导致的问题的解决方案使用较小的工艺不仅会使芯片更加集成，而且还可以大大提高芯片的集成度. 降低芯片的功耗以Nvidia 9600gt为例，该芯片的早期使用的工艺为65nm，以后产品使用的工艺为55nm，并且两种版本的芯片的硬件规模均为在55nm产品中，用于维持相同频率的电压降低了0.15v；在满负载下使用时，65nm版本的功耗为90w，而功耗为55nm版本的功耗为70w，全功耗降低了20w. 这表明减少制造工艺可以大大降低芯片的功耗. 在同一过程中使用更好的过程也是减少功耗和发热的一种方法. 以高通Snapdragon 800和Snapdragon 600为例，它们的内核基于krait架构，但是由于位置不同（Snapdragon 800的位置高于Snapdragon Long 600），Snapdragon 800使用28nmHPM（高性能的移动设备，高性能移动设备）计算）过程，而Snapdragon 600仅使用28nmLP过程.

Snapdragon 800的最高频率可以达到2.3Ghz，而Snapdragon 600只能达到1.7Ghz. 在实际使用中，由于过热而导致Snapdragon 600频率降低的问题比Snapdragon 800更为常见. 使用新材料（例如石墨烯）制造芯片可以提高芯片电导率并增强其电性能. 芯片，但它仍处于研发阶段，这里不再讨论. 当制造商采用更好的技术并且消费者认可他们生产的芯片时，销售额自然会上升，而销售额增加后，整体利润也会上升. 3.2设计因素引起的问题的解决方案在整个手机SOC的发展历史中，不难发现，手机SOC的开发过程实际上与个人PC CPU的开发过程非常相似. 但是，个人PC与手机不同，它是多媒体娱乐中心和生产力工具. 个人PC可能会追求性能极限. 作为终端，移动电话在电池寿命和散热面积方面有局限性，因此它们不能追求性能为唯一目标. 龙源期刊网对手机SOC的发展有两个方向. 一个是苹果公司，具有单核性能的基于nvidia的派系和基于GPU性能的派系，以及具有多核目标的基于MediaTek和Qualcomm的派系. 在苹果公司的SOC中，以iPhone 5s为例，它使用的A7处理器拥有超过10亿个晶体管，与英特尔台式机处理器i5晶体管大小相同，并且在同一时期超过了高通的Snapdragon 800.

但这是一个双核处理器，频率仅为1.4Ghz. 在实际的计算测试中，其计算能力甚至超过了高通的Snapdragon800. 由于其频率低，因此总体功耗相对较低. 这个想法是一种具有低频，大内核和少数内核的SOC. 根据我们的实际经验，没有很多多线程或数据处理. 因此，手机对通用处理器（CPU）的要求不如对PC的要求高. 在现代手机操作系统中，支持硬件图形加速. 原理是交出重复且简单的数据处理

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