另一个传统优势基带方面，骁龙820搭载全新命名的“X12”LTE Modem，先说数据传输方面，它支持理论速率600Mbps的Cat.12标准的下行网络，比骁龙810的理论速率450Mbps的Cat.9标准快33%，另外支持理论速率150Mbps的Cat.13标准的上行网络，是骁龙810的三倍。在运营商支持下，就算是高码率的4K视频都能流畅上传下载。
如此高的传输速率来源于高通的3x20MHz载波聚合，将三个LTE连接整合在一起，形成一个更快的连接。在上行链路，手机可以利用载波聚合通过两个LTE连接向基站同时发送数据。
除了FDD/TDD外，还同时支持DB-DC-HSDPA, DC-HSUPA, TD-SCDMA, EV-DO，CDMA 1x以及GSM/EDGE。LTE-U、LTE广播、双SIM卡、VoLTE高清语音。作为首款应用 LTE-U技术的商用处理器，骁龙820能够以授权和未授权频谱来访问 LTE 连接，提高您在拥挤区域内的连接速度和移动宽带访问效率。
三倍效率的MU-MIMO
而WiFi部分，骁龙820提供2x2 MU-MIMO（多用户多入多出技术）802.11ac的支持，不同于现有802.11ac的路由器AP一次只能和一个客户端通讯的限制，MU-MIMO可以让你的路由器同时与多个设备沟通，提供三倍于目前标准的效率。
单用户MIMO与多用户MIMO
不过就目前来说MU-MIMO还显得有些超前，因为它需要发送和接受设备两端都提供硬件支持，也就是说，你的路由器和手机、平板、笔电等都必须同时支持MU-MIMO，WiFi才能能同时与多个设备通讯。
首款MU-MIMO无线路由 Linksys EA8500
骁龙820还能支持最新的802.11ad，实现数千兆的高速传输，你可以借此同时传输多部4K Ultra HD视频，或者即时无损地将手机屏幕投放到电视上，再比如几秒钟内迅速备份智能手机的全部照片。
多媒体部分，骁龙820最高支持4K分辨率的显示屏幕，视频解码支持10-bit 4K 60fps、1080p 240fps、HEVC(H.265) 10-bit/VP9规格；音频部分，编码器WCD9335支持Hi-Fi 24bit/192kHz FLAC播放；视频输出支持HDMI 2.0 4K 60fps、Miracast 2.0 4K 60fps、无线显示直传视频流、3:1真缓冲压缩比，以及4K视频摄录。
存储部分的规格为UFS 2.0/eMMC 5.1，LPDDR4 1866MHz双通道内存，USB 3.0/2.0。
得益于自主架构的异构计算，以及全新DSP的功耗优化，骁龙820的功耗水平据称相比810下降30%。
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