骁龙820采用面向异构计算而设计的高度优化定制64位CPU——Qualcomm Kryo。Kryo采用最新14纳米FinFET工艺制程，支持最高达单核2.2GHz的处理速度。Kryo是广受欢迎的定制Krait CPU的延续——Krait CPU支持骁龙 800、801和 805处理器。与骁龙810处理器相比，Kryo CPU和骁龙820将带来最高达两倍的性能提升及功效提升。与骁龙820的其他异构组件结合后，Kryo能够带来卓越的用户体验、创新和效率，让骁龙820成为Qualcomm Technologies迄今最具创新性的顶级移动处理器之一。Kryo与Adreno 530 GPU和Hexagon 680 DSP紧密集成，针对高性能移动计算和最新的多媒体与连接性而设计。与Adreno 430相比，全新的Adreno 530 GPU功耗降低达40%，并且图形和GPU计算性能提升达40%。同时，骁龙820处理器将首次搭载全新的14位Qualcomm Spectra图像信号处理（ISP）单元，拍摄体验进一步提升。骁龙820集成全新Hexagon 680 DSP，在移动SoC计算效率基础上实现用户体验创新，能够很好的帮助骁龙820降低功耗，延长续航时间。Hexagon 680有两项主要的新特性；第一，一个完全独立的、用于传感器处理的DSP，被巧妙地命名为"低功率岛"（low power island），用于改善"始终开启"用例中的电池续航时间，以及传感器辅助定位。第二项特性是以Hexagon向量扩展（HVX）的形式为Hexagon DSP提供更新水平的功率。除此之外，全新升级的骁龙X12 LTE调制解调器将集成于骁龙820处理器中，为顶级移动终端提供领先的4G LTE和Wi-Fi技术。X12 LTE下行支持Cat.12（最高传输速度达600Mbps），上行支持Cat.13（最高传输速度达150Mbps）。除了领先的LTE特性，骁龙820处理器还通过集成搭载Qualcomm MU | EFXMU-MI MO技术的Qualcomm VIVE 802.11ac以及利用多千兆比特的802.11ad、Wi-Fi的三频技术，实现出色的Wi-Fi性能和连接体验。Quick Charge 3.0也将集成在骁龙820处理器之中，其充电速度是传统充电方式的四倍，是Quick Charge 1.0的两倍，比Quick Charge 2.0充电效率高38%；Quick Charge 3.0采用最佳电压智能协商（INOV）算法，可以根据掌上终端确定需要的功率，在任意时刻实现最佳功率传输，同时实现效率最大化。另外，其电压选项范围更宽，移动终端可动态调整到其支持的最佳电压水平。骁龙 820处理器将成为首个提供Snapdragon Smart Protect技术的平台，具备实时且内置于终端的机器学习能力，旨在准确且有效地侦测零日漏洞（zero-day）恶意软件威胁，以保护个人隐私和终端安全。Snapdragon Smart Protect 是首个采用Qualcomm Zeroth技术的应用，通过一个先进的认知计算行为引擎，提供内置于终端的实时恶意软件侦测、分类和成因分析，从而丰富了传统的反恶意软件解决方案。Zeroth是Qualcomm Technologies的首个认知计算平台，旨在增强终端用户体验，Zeroth平台通过增加一系列关键移动体验和认知能力而设计的终端智能，建立更直观的体验和更自然的互动基础，包括：视觉认知、智能连接、直觉式安全、永远开启的感知、浸入式多媒体、语音和音频识别和终端自然互动。为更好地实现异构计算特性，骁龙820还支持Qualcomm Symphony System Manager。当有些处理器将系统管理完全交给CPU核心处理时，Symphony则旨在管理整个SoC的不同配置，从而选取最高效和最有效的处理器与专用内核组合、并以最低功耗，最快地完成任务。

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