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从手游机型分级聊聊手机芯片的发展和引擎相关的支持(一)

更新时间 2026-09-18 04:07:21

手机芯片三十年：从只能打电话，到能跑光追手游

最近在整理项目里机型分级、画质分级相关的代码，翻着翻着就有点感慨。

我们做手游的，天天跟手机芯片打交道——哪款芯片能开高画质，哪款只能跑最低配，哪款一跑游戏就烫到降频，心里都有一本账。但真要问起来，这些芯片是怎么一步步发展到今天的？中间经历了哪些厂商的起起落落？国产芯片走到了哪一步？好像又说不太清楚。

干脆就着这个机会，把手机芯片的发展捋一遍，简单聊一聊。内容比较多，我分两篇写：第一篇先纯讲芯片发展史，从功能机时代讲到现在，把 CPU、GPU、各大厂商、手机品牌、关键节点都理清楚；第二篇再回到我们做项目的视角，聊聊机型分级和画质分级具体是怎么做的，Unity 和 Unreal 引擎对这些有哪些支持和设置。

先从发展史开始。

一、功能机时代：芯片只负责打电话（1998–2007）

现在回头看，功能机时代的手机芯片，其实根本不能叫「处理器」，叫「通信模块」更准确。

那时候的手机，核心需求就两个：打电话、发短信。芯片的主要任务是基带——也就是处理移动通信信号。算力弱到什么程度呢？大部分手机连个正经操作系统都没有，界面是固定的，应用是预装的，你想装个额外的软件都不行。游戏？贪吃蛇、俄罗斯方块那种像素级别的，靠 CPU 软解就能跑，不需要什么图形芯片。

这个时代的芯片玩家，有几个名字必须提。

德州仪器 TI，OMAP 系列。现在的年轻人可能对 TI 没印象了，但在功能机到智能机过渡的那段时间，TI 是绝对的霸主。诺基亚、摩托罗拉的大量机型都用 OMAP 处理器，地位大概相当于后来的高通骁龙。TI 的优势是低功耗和成熟的多媒体处理，在那个还没有「手机性能」概念的年代，OMAP 几乎是高端功能机和早期智能手机的标配。

高通，那时候还不是移动处理器的老大，主要靠 CDMA 基带技术吃饭，默默在布局应用处理器。谁也没想到，后来它会成为安卓时代的绝对王者。高通的崛起逻辑很清晰：先把基带做扎实，再把基带和处理器整合在一起卖，手机厂商买一颗芯片就搞定通信和计算，省了大量研发成本。

英飞凌，德国的芯片厂，苹果初代 iPhone 的基带就是它供的。2010 年，英飞凌的无线解决方案部门被英特尔以约 14 亿美元收购；英特尔做了几年手机基带没做起来，2019 年又以约 10 亿美元将智能手机调制解调器业务卖给了苹果——绕了一大圈，最终还是回到了苹果手里。

联发科，这个名字大家熟。功能机时代它靠的是「交钥匙方案」——一套芯片加参考设计，小厂拿过去稍微改改外壳就能出手机。当年国产山寨机为什么那么多？很大程度上就是联发科把门槛拉到了极低。它也靠这个完成了原始积累，为后来的智能手机时代打下了基础。

架构方面，这个阶段用的是 ARMv4、ARMv5、ARMv6，代表核心是 ARM7TDMI、ARM9、ARM11。制程在 90 纳米到 65 纳米的级别。没有独立 GPU，所有图形都靠 CPU 硬算。

对应到手机品牌，就是诺基亚、摩托罗拉、三星功能机，还有遍地开花的国产山寨机。诺基亚巅峰时期全球手机市场份额超过 40%，用的芯片方案主要就是 TI 和英飞凌，部分机型也用高通。

这个时代不存在「芯片性能比拼」这个概念，因为所有手机都在同一个极低的水平线上，大家比的是外观、铃声、待机时间。

二、智能机开启：芯片第一次分出 CPU + GPU（2007–2010）

2007 年 iPhone 发布，这是手机芯片发展史上的第一个关键节点。

这件事的影响怎么强调都不过分。它不只是重新定义了手机，也重新定义了手机芯片。在 iPhone 之前，手机芯片的设计思路是「能通信就行」；iPhone 之后，手机变成了一个掌上电脑，芯片需要同时跑操作系统、渲染触控界面、处理应用、运行游戏——算力和图形性能第一次成为手机芯片的核心指标。

初代 iPhone 用的处理器是三星 S5L8900，基于 ARM11 架构，GPU 是 PowerVR MBX Lite。虽然不是苹果自研，但苹果从一开始就深度参与了芯片的定义和优化，这为后来的自研之路埋下了伏笔。

2010 年是第二个关键节点：苹果发布了首款自研芯片 A4。

A4 搭载在 iPhone 4 和初代 iPad 上，由三星 45 纳米工艺代工，基于 ARM Cortex-A8 架构。iPhone 4 上运行在 800MHz，iPad 上运行在 1GHz。现在看这个参数寒酸得不行，但在当时是革命性的——苹果第一次证明了，手机厂商可以自己设计芯片，并且为自己的系统量身定做。

也是从 A4 开始，苹果走上了一条和所有安卓厂商都不一样的路：芯片和系统深度绑定，软硬一体优化。这条路后来被证明极其正确，也是苹果芯片直到今天单核性能依然领先的根本原因。

安卓阵营这边，几个关键玩家同时登场。

高通骁龙，2007 年推出了首款 Snapdragon 处理器 QSD8250，整合了基带和应用处理器。高通的策略很明确：我不只卖 CPU，我卖的是一整套解决方案——CPU、GPU、基带、WiFi、蓝牙，全部打包。手机厂商拿过去就能用，省了大量研发成本。这个「捆绑基带」的策略后来成了高通称霸安卓市场的关键武器。早期安卓机皇 HTC Dream（G1）、HTC Hero 用的都是高通的处理器。

三星 Exynos，2010 年推出 Exynos 3 Single（也叫 S5PC110），同样基于 Cortex-A8，45 纳米，搭载在初代 Galaxy S 上。三星是少数几个既有芯片设计能力、又有芯片制造能力（三星晶圆代工）、还有手机品牌的公司，全产业链优势在当时无人能及。

NVIDIA Tegra，对，就是那个做电脑显卡的 NVIDIA。它当年也进军了移动芯片市场，Tegra 系列的 GPU 性能很强，一度被看好，微软的 Zune HD、部分早期安卓平板用的就是 Tegra。但后来因为功耗控制不好、基带缺失、手机厂商合作少，逐步退出了手机市场，转去做汽车芯片和任天堂 Switch 的芯片了。

这个阶段还有一个重要变化：移动 GPU 流派开始形成，这是第三个关键节点。

早期移动 GPU 市场有三股力量，各自走了不同的路线，影响一直延续到今天。

PowerVR，来自英国的 Imagination 公司。它是早期移动 GPU 的绝对霸主，2012 年的时候市场份额超过 50%。苹果从初代 iPhone 一直到 iPhone 7 系列（A10 芯片，集成 PowerVR GT7600 Plus），用的全是 PowerVR 的 GPU。它的架构理念是 tile-based deferred rendering（基于分块的延迟渲染），非常适合移动端低功耗的需求——把屏幕分成小块，每块单独处理，不需要大量的内存带宽，这个思路后来影响了整个移动 GPU 行业。除了苹果，三星早期的 Exynos 也用过 PowerVR。

Adreno，高通的自研 GPU。这里有个冷知识：Adreno 不是高通从零做的，它的前身是 ATI 的 Imageon 移动 GPU 技术。2009 年，AMD 把移动显卡部门以 6500 万美元的价格卖给了高通，高通把它改名为 Adreno——坊间传闻就是把 ATI 的招牌 Radeon 倒过来拼了一下。Adreno 只搭载在骁龙处理器上，不对外授权，和骁龙深度绑定。

Mali，ARM 公司的公版 GPU。ARM 自己不造芯片，它把 Mali 的设计授权给三星、联发科、华为海思这些厂商，大家基于公版做集成。Mali 的特点是性价比高、授权费低，但驱动优化和性能上限一直不如 Adreno 和苹果自研。

架构方面，这个阶段 ARMv7 普及，代表核心是 Cortex-A8、Cortex-A9，引入了 NEON 多媒体指令集，浮点和媒体处理能力大幅提升。制程从 65 纳米进到 45 纳米。手机第一次有了独立 GPU，支持 OpenGL ES 2.0，能跑简单的 3D 游戏。

对应到手机品牌，就是苹果 iPhone、HTC、三星 Galaxy S 系列。HTC 现在已经没什么存在感了，但在安卓早期，它是当之无愧的安卓机皇，大量经典机型都出自 HTC，用的基本都是高通骁龙芯片。

三、安卓爆发期：三强争霸 + 国产芯片登场（2010–2018）

2010 年之后，安卓手机进入爆发期。小米、OPPO、vivo、荣耀这些国产品牌相继崛起，手机出货量暴涨，芯片市场也跟着进入了群雄逐鹿的阶段。

这个时期的芯片格局，基本是高通、联发科、三星三强争霸。

高通骁龙是高端安卓的绝对霸主。800 系列从骁龙 800、801、805、810、820、835、845 一路迭代，Adreno GPU 的图形性能代代跃升。为什么高通能坐稳高端？因为它的 GPU 驱动更新积极、开发者文档完善、市场份额大，而且 Adreno 的图形 API 支持一直是最积极的。当年小米、OPPO、vivo、三星的安卓旗舰，绝大多数用的都是骁龙 8 系芯片。

不过高通也翻过车。骁龙 810 是一个值得记一笔的节点。它因为用了 ARM 的公版 Cortex-A57 大核，功耗控制不住，被网友戏称「火龙 810」，一跑游戏就烫到降频。当时用骁龙 810 的机型（比如小米 Note 顶配版、HTC One M9）普遍发热严重。那次翻车也让高通意识到，公版架构不能直接用，后来的 Kryo 核心都是基于公版深度修改的，不再直接套 ARM 的公版设计。

联发科在这个阶段主打中低端。Helio 系列，比如 Helio P10、P20、X20、X30，性价比极高，大量供给国产千元机。魅族当年是联发科的忠实客户，MX 系列、魅蓝系列大量采用联发科芯片。联发科的策略是「多核战」——你高通做四核，我做八核；你做八核，我做十核。核心数看起来很吓人，但实际体验因为调度和功耗问题，往往不如高通的少核高性能。那段时间联发科给人的印象就是「中端够用，高端不行」，旗舰市场一直没打进去。

三星 Exynos走的是高端自研路线，一部分自用（三星 Galaxy 旗舰），一部分对外供货。魅族曾经是 Exynos 的忠实客户，魅族 MX4 Pro 用 Exynos 5430，魅族 PRO 5 用 Exynos 7420。Exynos 的纸面性能一直很强，CPU 和 GPU 都不差，但功耗和发热的控制时好时坏，而且因为对外供货少，游戏厂商的适配优先级也不如高通。

这个阶段最重要的事情，是国产芯片的历史性登场：华为海思麒麟。这是第四个关键节点。

华为做芯片的起步其实很早，2009 年就推出了首款手机芯片 K3，但性能不行，主要用在白牌平板上。真正开始让人正视，是从麒麟系列开始的。

• 麒麟 910（2014 年，28 纳米）：华为首款 4G LTE 芯片，搭载在 P7 上。性能和同期高通比还有差距，但至少能用了，是华为从「不能用」到「能用」的跨越。

• 麒麟 950（2015 年，16 纳米）：首款采用 Cortex-A72 架构的华为芯片，性能跻身一线水平，搭载在 Mate 8 上。这一代是麒麟真正站稳脚跟的一代，跑分和体验都追上了同期的骁龙 810。

• 麒麟 970（2017 年，10 纳米）：全球首款手机 AI 芯片，集成了独立的 NPU（神经网络处理单元）。在所有人还在比 CPU GPU 的时候，华为率先把 AI 算力放进了手机芯片，这个判断非常超前。搭载在 Mate 10 系列上。

• 麒麟 980（2018 年，7 纳米）：全球首款 7 纳米手机 SoC，在制程上领先了高通和苹果一步。这一代麒麟的 CPU、GPU、NPU、基带全面均衡，Mate 20 系列也成了华为旗舰的经典之作。

从 2014 年到 2018 年，麒麟用了四年时间，从「勉强能用」追到了「全球第一梯队」。这个速度在芯片行业是非常惊人的。要知道，高通做手机芯片比华为早了十几年，联发科更是从功能机时代就开始积累。

架构方面，这个阶段发生了两件大事。

第一件是 64 位的普及，这是第五个关键节点。 2013 年苹果在 iPhone 5s 上搭载了 A7 芯片，这是全球首款 64 位手机 SoC，比安卓阵营早了整整一年多。当时很多人觉得手机上 64 位没用，4G 内存都没到要什么 64 位。但后来的事实证明，苹果又一次走在了前面——64 位不只是内存寻址，更是整个架构和指令集的升级，为后来的性能爆发打下了基础。高通首款 64 位旗舰骁龙 810 直到 2014 年才发布。

第二件是大小核架构的普及。 ARM 在 2011 年提出了 big.LITTLE 架构——高性能大核跑重负载（游戏、视频），能效小核跑日常任务（刷微信、看网页），两者配合，既保证了性能又控制了功耗。代表组合是 Cortex-A72/A73 大核 + A53/A55 小核。这个架构后来成了所有手机芯片的标准设计，直到今天的超大核 + 大核 + 小核的三丛集，本质上还是 big.LITTLE 的延续。

制程方面，这个阶段的进步非常快：28 纳米 → 16 纳米/14 纳米 FinFET（2014–2015 年）→ 10 纳米（2017 年）→ 7 纳米（2018 年）。FinFET（鳍式场效应晶体管）是一个重要的技术节点，它解决了芯片缩小到一定程度后的漏电问题，让制程能继续往下走。在 FinFET 之前，芯片做到 28 纳米就遇到了漏电墙，再缩小就会因为漏电导致功耗飙升。FinFET 把晶体管的栅极做成了立体的鳍状，从三面环绕沟道，大幅降低了漏电，让制程一路推进到 7 纳米甚至 3 纳米。

GPU 方面，Adreno 从 330、430 到 530 代代跃升，Mali 从 T 系列跟进，PowerVR 开始走下坡路——2017 年是第六个关键节点：苹果和 Imagination 谈收购失败，直接把对方的核心团队挖走了一大批，开始转自研 GPU。这件事对 Imagination 是致命打击，股价暴跌，从此退出了移动 GPU 的第一梯队。从 A11（iPhone 8 / iPhone X）开始，苹果完全切换到自研 GPU 架构。

手机品牌方面，这个阶段是「七雄时代」：苹果、三星、华为、小米、OPPO、vivo、荣耀。国产手机全面崛起，出货量占到了全球的一半以上。芯片选择上，苹果用自研 A 系列，华为用自研麒麟，小米、OPPO、vivo、荣耀主要用高通骁龙，部分中低端机型用联发科，三星旗舰在部分市场用自研 Exynos、部分市场用高通骁龙。

四、大变局：制裁、洗牌、格局重塑（2019–至今）

2019 年是第七个关键节点，也是整个手机芯片行业的分水岭。

这一年 5 月，华为被列入美国实体清单，后续制裁不断升级，台积电无法再为海思代工先进制程芯片。麒麟高端芯片被迫停产，刚刚冲到全球第一梯队的国产高端 SoC，一下子出现了空缺。

这件事对整个手机芯片行业的影响非常大。安卓高端市场，高通从「双雄之一」变成了「一家独大」，没有了麒麟的竞争，高通的旗舰芯片迭代节奏明显放缓，定价也越来越高。

但市场不会一直真空。制裁之后，几个变化同时发生。

联发科逆袭，这是第八个关键节点。联发科等这个机会等了很多年。2021 年 11 月，联发科发布了天玑 9000，台积电 4 纳米工艺，ARMv9 架构，Mali GPU。几乎同时高通发布了骁龙 8 Gen1，三星 4 纳米代工。结果量产后，三星 4 纳米的能效短板暴露，骁龙 8 Gen1 真机发热严重，又被网友叫「火龙」。而天玑 9000 因为用了台积电工艺，能效表现明显更好，性能也不落下风。

这是联发科第一次在旗舰级真正站稳脚跟。之后的天玑 9200、天玑 9300 持续迭代，OPPO、vivo、小米的旗舰机型都开始大量采用天玑芯片。联发科从「中端代名词」变成了「高通的真正对手」。

高通一家独大但持续翻车。骁龙 888（三星 5 纳米）、骁龙 8 Gen1（三星 4 纳米）连续两代因为三星代工的能效问题被吐槽发热降频。直到 2022 年的骁龙 8+ Gen1 转回台积电代工，才重新挽回口碑。这也让大家看清了一件事：芯片设计再强，制程工艺拉胯也白搭，代工环节是整个产业链里不可替代的一环。高通后来学乖了，骁龙 8 Gen2、8 Gen3 都用了台积电工艺，表现稳定了很多。

三星 Exynos 收缩。 Exynos 对外供货越来越少，魅族等曾经的客户转投高通和联发科。Exynos 更多变成三星自用，而且三星自己的旗舰也开始在部分市场用高通骁龙替代 Exynos，等于三星自己都对自家芯片没那么自信了。

紫光展锐崛起，国产芯片的第二极。很多人可能对展锐不熟，但它是除了华为海思之外，国内唯一能做完整手机 SoC 的公司。展锐的前身是展讯通信，2018 年和锐迪科合并后改名紫光展锐，同年发布了「虎贲」SoC 品牌和「春藤」基带品牌。

展锐的策略不是冲击高端，而是深耕入门和中端市场，客户包括传音、海信等品牌，在非洲、东南亚、印度等海外新兴市场份额很大。传音是非洲手机市场的霸主，出货量极大，用的很多就是展锐芯片。代表型号有虎贲 T310（全球首款 DynamIQ 架构 4 核 LTE）、T610/T618（主流 4G 走量型号）、T7520（首款 5G SoC，6 纳米 EUV，但遗憾未能量产）、T820/T830（5G 中高端，6 纳米 EUV）。

苹果持续强势。 A 系列芯片的单核性能直到今天依然领先安卓旗舰，2017 年 A11 转自研 GPU 之后，图形性能和能效比也一路走高。而且苹果的芯片策略非常清晰：每年迭代一次，制程领先，架构自研，软硬一体优化。A 系列从 A4 一路迭代到现在的 A18，每一代都有明确的升级重点，这种节奏让安卓厂商很难在短时间内追上。

国产手机品牌的自研尝试。这几年小米、OPPO、vivo 都在说「自研芯片」，但要说明白：它们做的大多是 ISP（图像处理芯片，比如小米澎湃 C 系列）、电源管理芯片、NPU（AI 芯片，比如 OPPO 马里亚纳 MariSilicon X），不是完整的手机 SoC。完整 SoC 需要 CPU、GPU、基带、ISP、NPU 全部整合，设计难度和投入量级完全不是一个级别。目前能做完整手机 SoC 的国内公司，依然只有华为海思和紫光展锐。

架构方面，2021 年 3 月 ARM 发布了 ARMv9，这是第九个关键节点。 ARMv9 引入了 SVE2 可伸缩矢量扩展（提升 AI 和多媒体处理）和机密计算（提升安全性）。Cortex-X 超大核系列成为旗舰标配，芯片从「大核 + 小核」的双丛集进化到「超大核 + 大核 + 小核」的三丛集甚至四丛集。ARMv9 是 ARM 架构近十年来最大的一次升级，标志着手机芯片从「追求通用算力」转向「AI + 安全 + 矢量计算」的新方向。

制程方面继续推进：7 纳米 → 5 纳米（2020 年）→ 4 纳米（2021–2022 年）→ 3 纳米（2022–2023 年）。但到了 3 纳米以下，物理极限开始逼近，制程进步的速度明显放缓，成本暴涨。台积电 3 纳米的晶圆报价比 5 纳米贵了 30% 以上，一颗旗舰芯片的光晶圆成本就超过 200 美元。

GPU 方面，移动端开始支持 Vulkan 图形 API（比 OpenGL ES 更底层、性能更好），2022 年之后的旗舰芯片开始支持硬件光线追踪，这是第十个关键节点。联发科天玑 9200 于 2022 年 11 月发布，是全球首款宣布支持硬件光追的手机 SoC；随后高通骁龙 8 Gen2、苹果 A17 Pro（2023 年）也跟进。不过目前移动端光追主要用来做反射（水面、光滑地面），完整的实时光追全局光照在手机上还很难实现，主要是功耗和散热扛不住。

手机品牌方面，华为在制裁后蛰伏几年，2023 年 8 月 Mate 60 系列发布，搭载麒麟 9000S，用回自研麒麟芯片（制程受限，但至少回来了）。小米、OPPO、vivo 持续冲击高端，芯片选择上高通和联发科双管齐下。苹果依然是高端市场的利润之王。传音在非洲和新兴市场闷声发大财，主要用展锐和联发科芯片。