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| 本文作者： 量衡 | 2021-01-15 11:00 |
新SoC的發(fā)布節(jié)點(diǎn)，直接左右旗艦手機(jī)的發(fā)布周期。剛在12月發(fā)布的驍龍888，不但打破了歷史規(guī)律，還帶著CPU、GPU和AI性能的顯著提升，和小米11一起拉開了小米新十年的序幕。
小米11首批35萬臺之后，已多次連續(xù)放量，不少人已經(jīng)體驗(yàn)到2021年的新旗艦。“一人內(nèi)測，全民公測”的酷安上，小米11的關(guān)鍵詞已霸榜許久。
驍龍888注定會是2021年旗艦手機(jī)的標(biāo)配，在它的身上可以觀測到高通對未來的構(gòu)想，也能預(yù)測未來一年移動端的趨勢。
高通今年從臺積電7nm N7P工藝切換到三星5nm LPE工藝。對比三星上一代的7LPP，三星承諾同性能下的功耗降低20％，同功耗下性能提高10％，面積減少20％。
構(gòu)架方面，驍龍888更新到Kryo 680，超大核是2.84GHz Cortex-X1構(gòu)架，配備了1MB的L2緩存；大核是3個2.24GHz類A78核心，每核L2緩存翻倍到512KB；而小核仍然是4顆1.8GHz的類A55構(gòu)架。
Cortex-X1是安卓陣營迎來的第一個公版超大核：6條整數(shù)流水線，5解碼8發(fā)射的前端，有真?PC級的四條帶FMA的NEON，是移動端浮點(diǎn)堆料的極致。相應(yīng)的，X1的芯片面積是A78的2.3倍，峰值性能是A77的1.3倍，機(jī)器學(xué)習(xí)性能提升2倍。
和X1同代的御用搭檔A78，IPC比A77提升7%，主要負(fù)責(zé)“提升能效比、節(jié)省芯片面積”，以達(dá)到更好的面積和功耗均衡。CPU集群維持4MB的L3緩存，高通官方解釋，這是難度和緩存配置之間的平衡。此外，驍龍888支持最高支持4*16bit 3200MHz的滿血LPDDR5內(nèi)存。
我們通過對比小米11（驍龍888）和小米10 Ultra（驍龍865），可以看到驍龍888在GeekBench和RAR的單核測試上，給出了安卓陣營多年沒出現(xiàn)過的25%單核性能提升。高通更在乎持續(xù)輸出，所以在頻率設(shè)定上相對保守，多核提升在11%-18%之間。
在安卓陣營，單核性能一直沒有得到應(yīng)有的重視。但實(shí)際上，在當(dāng)今的情況下，提升單核性能的效果和“性價比”都明顯更高，會更加影響應(yīng)用加載、切換、超大型游戲的體驗(yàn)。
對比需要深度優(yōu)化的多核性能，單核性能的影響簡單直接。在應(yīng)對很多（其實(shí)是大部分）多線程優(yōu)化不佳的日常APP和游戲時，單核性能的提升效果遠(yuǎn)高于多核性能。游戲中大量的游戲畫面元素、移動、NPC動作等，都需要CPU運(yùn)算后再交給GPU。而《原神》等跨平臺的大型游戲的出現(xiàn)，讓移動端的CPU壓力空前絕后。
強(qiáng)大的單核性能，除了降低開發(fā)人員的壓力，還無需額外優(yōu)化就能直接提升大部分應(yīng)用的基礎(chǔ)使用體驗(yàn)。但在功耗敏感的移動端，無法像PC端那樣提升頻率，所以超大核的出現(xiàn)是必然的。
反映到這一代旗艦手機(jī)的基礎(chǔ)體驗(yàn)，驍龍888單核25%的提升，即便是出廠MIUI 12.0系統(tǒng)，依然讓小米11的系統(tǒng)操作出奇地流暢。監(jiān)控頻率可以看到發(fā)現(xiàn)，驍龍888的X1調(diào)度比較積極。
小米11在微博、貼吧、淘寶這些傳統(tǒng)“巨型”APP的流暢度都上了一個臺階。應(yīng)用開啟、應(yīng)用多開、切換等多種場景的感知，都出乎預(yù)料地明顯。這時候再回來看，2.3倍的芯片面積，仿佛又顯得有“性價比”了。
GPU方面，高通Adreno系列在安卓陣營獨(dú)孤求敗了很多年，在驍龍888上又帶來了高通GPU史上最大的性能提升。840MHz的Adreno 660，性能提升35%，能效比提升20%，且性能和能效比的提升能同時實(shí)現(xiàn)。
同樣使用小米11（驍龍888）和小米10 Ultra（驍龍865）對比參考，低壓力場景的提升在27%到35%左右，提升最大的是3D Mark的Wild Life大壓力測試，幅度達(dá)到53%，Vulkan模式下的GFXBench Aztec場景也有43%的提升。
而驍龍865的Adreno 650，就算超頻到905MHz，GFX曼哈頓場景也“只有”110fps（默頻驍龍865是90fps）。但驍龍888的Adreno 660，在840MHz就已經(jīng)有118fps，部分用戶都跑到125fps以上了。驍龍888 GPU的同頻性能，依然比超頻到905MHz Adreno 650高15%以上。
性能之外，驍龍888還有隱藏技能。Adreno 660是首個在移動端引入可變速率陰影（VRS）技術(shù)的GPU。VRS是桌面平臺剛上的新增特性，能在VR/XR等場景中，降低非注視區(qū)域的著色精度，大大降低GPU的壓力。在VR/AR還在構(gòu)建發(fā)展的階段，看到高通積極地提供相關(guān)特性，無論是游戲廠商還是用戶，大家都是非常歡迎的。
和其他芯片廠商不同，在CPU、GPU和調(diào)制解調(diào)器之外，高通每年都會“花很多筆墨”聊Hexagon DSP。而高通的AI構(gòu)架，也是各個廠商中最特殊的。從AI部分的提升，能看到高通在方向和策略上的考量，以及未來一年移動AI的發(fā)展趨勢。
遙想2017年，主流旗艦只有0.6TOPS的AI算力，獨(dú)立的NPU也才2TOPS不到。但后來從驍龍855的7TOPS，到驍龍865的15TOPS，再到驍龍888的26TOPS，移動端對AI算力的渴求依然見不到盡頭。
和常見的獨(dú)立NPU不同，高通是CPU+GPU+DSP等多部件的異構(gòu)AI，宣稱可以比獨(dú)立的DSP+機(jī)器學(xué)習(xí)推理引擎方案，提供更高的性能和靈活性。而當(dāng)中的Hexagon 780，其實(shí)是驍龍888上提升最大的部分。
以前Hexagon 600系列中的標(biāo)量，張量（Hexagon Tensor Accelerator，HTA）和向量（Hexagon Vector eXtensions，HVX）功能，在Hexagon 780被融合在一起，成為一個整體式IP。
融合后，不同執(zhí)行引擎間的工作負(fù)載切換時間也更短，性能和能效都提升巨大，標(biāo)量執(zhí)行能力提高了50％，張量執(zhí)行吞吐量直接翻倍翻。SRAM增加16倍后，狂漲的內(nèi)存池，能運(yùn)行更大的機(jī)器學(xué)習(xí)推理模型。
幾乎推倒重構(gòu)的構(gòu)架，配合X1超大核2倍的機(jī)器學(xué)習(xí)性能和暴漲的浮點(diǎn)性能、AI性能提升43％的Adreno 660，每瓦性能提升3倍的Hexagon 780，讓驍龍888可以提供遠(yuǎn)高于前代的26TOPS算力。
驍龍888官方測試成績
在機(jī)器學(xué)習(xí)基準(zhǔn)測試MLPerf中，驍龍888的性能最高提升4倍，遠(yuǎn)超IP塊在執(zhí)行單元的理論計(jì)算吞吐量改進(jìn)（新內(nèi)存體系的優(yōu)勢？）
夸張的AI性能，有什么用呢？高通技術(shù)公司產(chǎn)品管理副總裁Ziad Asghar提到，AI性能大幅提升的主要來自客戶的需求。現(xiàn)在移動AI一大部分應(yīng)用場景都是圖像處理，是近年來手機(jī)拍照水平突飛猛進(jìn)的重要原因之一。
雖然被吹得很玄學(xué)，但移動AI可籠統(tǒng)理解為“為各種AI算法設(shè)計(jì)的硬件加速器”。而這些AI算法，早就應(yīng)用到拍照（成像處理、拍照輔助、圖像識別等）、語音通話降噪、語音識別、翻譯、人臉解鎖、手寫識別、游戲和XR體驗(yàn)支持等大量領(lǐng)域。
高通的異構(gòu)AI設(shè)定，是高通移動平臺“關(guān)注均衡和功耗的設(shè)計(jì)思路”的產(chǎn)物。在驍龍865首次集成的傳感器中樞，也已經(jīng)升級到第二代，并集成性能提升5倍，但功耗不到1毫安的專用低功耗AI處理器。后者可以提供低功耗的全天候AI待命能力，并分擔(dān)Hexagon 780 80%的工作負(fù)載。
其在“Ok，Google”偵測算法上，可以降低38%的負(fù)載，并為陀螺儀、麥克風(fēng)等需要全天候?qū)崟r收集數(shù)據(jù)的傳感器，提供更多的可能性（已被用在汽笛聲、嬰兒哭聲的低功耗監(jiān)測等場景上）。
AI是“計(jì)算攝影”的基礎(chǔ)，小米11發(fā)布會重點(diǎn)說的夜景視頻拍攝和眾多拍照提升，背后是驍龍888全新的三ISP和Hexagon 780。
在小米11上，除了驍龍865時代就有的AI換天功能，現(xiàn)在夜景模式也能用來拍攝視頻，大幅提升夜景視頻的畫面亮度和降噪表現(xiàn)。夜景視頻可理解為每秒拍攝超過24張超級夜景照片，是ISP和AI算力暴力提升的直接效果。
在拍照過程中，AI也負(fù)責(zé)提供非常基礎(chǔ)的HDR+硬件加速能力，能進(jìn)行畫面降噪、重新著色、自動校色（讓色彩表現(xiàn)更加真實(shí)或更加吸引眼球）等操作。像把單攝玩出花的Google，就已經(jīng)依靠AI，提供了背景虛化、全景、Motion動圖（類似iOS平臺的Live Photo）、AR實(shí)時追蹤貼圖、超分辨率放大、超級夜景等多種功能。
驍龍888融合AI 3A算法的快速對焦
虹軟“傻瓜相機(jī)”
除了效果提升，也有很多是關(guān)于拍照易用性和趣味性的提升。例如驍龍888融合AI的3A算法，能提高對焦速度。虹軟基于Spectra 580和第六代高通AI引擎推出“傻瓜相機(jī)”功能，可以自動跟蹤人物，自動進(jìn)行畫面縮放變焦等。
4K 30FPS的實(shí)時背景摳圖
在高通AI Engine的支持下，驍龍888可以做到4K 30FPS的實(shí)時背景摳圖，CV-ISP硬件計(jì)算視覺加速器也能提供60fps實(shí)時景深識別的人像、背景分割和替換，人體追蹤、物體識別/追蹤的效果。
一億像素樣張，細(xì)節(jié)放大對比
夜景樣張，細(xì)節(jié)放大對比
而相同CMOS、同樣是MIUI的小米11和小米10 Pro，是非常適合用來對比ISP和AI對拍照影響的樣本。得益于驍龍888的ISP和AI性能，小米11，不論取景框預(yù)覽畫面、1億像素模式、HDR、夜景等多幀合成場景，畫面的高光壓制、鬼影、偽像、顏色還原等部分，都有明顯提升。
這是小米多年來，首次在1年內(nèi)發(fā)布兩臺數(shù)字系列旗艦，驍龍888機(jī)型的量產(chǎn)時間遠(yuǎn)比以前早，為下一代產(chǎn)品留下了充足的準(zhǔn)備時間，不禁讓人猜想，高通是不是在憋著什么大招。
高通做的是SoC移動平臺，在他們眼中，除了絕對性能，均衡也是核心指標(biāo)。驍龍888在CPU單核性能和GPU性能上的提升，直接抬升了安卓旗艦日常操作的流暢度，以及應(yīng)對跨平臺大型游戲的能力。而AI和DSP的倍數(shù)級提升、傳感器中樞上的低功耗AI處理器，則成了高通新的護(hù)城河。
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