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顶尖硬货来了:高通骁龙 888 旗舰芯片全面汇总 + 深度解读

2020-12-03 15:20 · 稿源:站长之家用户投稿

  12 月2 日,2020 高通骁龙技术峰会来到第二场,主角则是骁龙8 系新一代旗舰移动平台——高通骁龙888。这是高通首款搭载集成式5G 基带的全新旗舰移动平台,采用三星的5nm 制程工艺,包含非常多的功能和技术创新。

  在今天的会议中,高通对骁龙888 技术细节进行了透彻的解析,内容干货满满。IT之家这里将骁龙888 的深度技术细节一文汇总如下,方便大家更好地了解这款即将在明年各大旗舰手机中出镜的处理器芯片。

  一、Kryo680 CPU:Cortex X1 核心是看点

  今年骁龙888 移动平台的 CPU 为 Kryo680 CPU,其采用了全新 CPU 架构,是行业首个采用 ARM Cortex X1 架构的移动平台。

  具体来说,其包含一枚最高主频2.84GHz 的 Cortex X1 核心,3 枚最高主频2.4GHz 的 Cortex A78 核心和4 枚最高主频1.8GHz 的 Cortex A55 核心,整体上仍然延续骁龙865 上一个超级核心 +3 个高性能核心 +4 个能效核心的三丛集架构。

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  其中,Cortex-X1 的超级核心拥有1MB L2 缓存,3 个 Cortex-A78 核心分别拥有512KB 的 L2 缓存,而4 个 Cortex-A55 核心分别拥有128KB 的 L2 缓存,Kryo680 CPU 整体共享4MB L3 缓存和3MB 系统缓存。

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  备受关注的 Cortex-X1 超级核心性能强悍,可将 CPU 整体性能提高25%,同时整个 CPU 丛集的整体功效也提高了25%。

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  稳定性方面,高通展示了骁龙888 在高强度负荷下 CPU 核心频率的波动图表,可以看到骁龙888 相比竞品能够维持长时间的稳定运行,并不会轻易降频。当然,这只是说明骁龙888 在稳定性方面的功底出色,具体到应用层面,还要看手机厂商各自的优化调教策略。

  二、Adreno660 GPU:支持可变分辨率渲染技术

  骁龙888 移动平台搭载了全新的 Adreno660 GPU,这款 GPU 的图形性能相比上一代 Adreno650 提升了35%,能耗相比于上一代则降低了20%。在参与 AI 运算时,Adreno660 GPU 的 AI 性能也有43% 的提升。

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  除了常规的性能升级,今年的 Adreno660 GPU 有一项重要的功能升级,就是支持实时可变分辨率渲染技术(VRS),将有助于减少 GPU 工作负载,同时显著增强游戏性能。

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  具体来说,这项技术是指当渲染每一帧时,GPU 为每个像素执行一个着色程序来计算它的颜色。这意味着360 万像素被着色。

  可变分辨率渲染允许开发人员指定着色器程序以2 个或4 个像素为一组仅运行一次,然后将这些颜色结果重新复用于周围的像素着色。

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  通过可变分辨率渲染,你可以仅使用140 万像素对整个帧画面进行着色。这将会使整体着色的总像素数减少40%,从而大大降低 GPU 工作负载。

  这一特性将让开发者在不牺牲视觉逼真度的情况下创造更具有沉浸感的游戏体验。

  此外,Adreno660 不仅是一个图形引擎,还是一个出色的显示引擎,可实现最佳的图像质量,例如支持 OLED 显示一致性、显示图像质量的提升以及 Demura 和亚像素渲染技术,以进一步提高智能手机显示的图像质量。

  三、连接:骁龙 X60 调制解调器和FastConnect6900 系统

  骁龙888 是首款搭载集成式5G 调制解调器的高通旗舰移动平台,这个5G 调制解调器就是骁龙 X60。骁龙 X60 是首个提供毫米波和 Sub-6GHz 载波聚合以及 Sub-6GHz TDD-FDD 载波聚合5G 解决方案的基带。

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  具体来说,骁龙 X60 能够提供高达7.5Gbps 下行和3Gbps 上行的全球最快的商用5G 网络速度,且具备全球兼容性,支持毫米波和 Sub-6GHz 频段,以及全球多 SIM 卡、独立组网、非独立组网、FDD、TDD 和动态频谱共享等。

  骁龙 X60 还支持全球5G 多 SIM 卡功能,从而实现国际漫游、在一部手机上同时管理个人和工作号码,支持5G 双卡双待,并优化每月套餐资费。

  除了骁龙 X60,骁龙888 移动平台还集成了 FastConnect6900 移动连接系统,可以支持 Wi-Fi6 和 Wi-Fi6E,将 Wi-Fi6 扩展至6GHz 频段,可以获得3.6Gbps 的多千兆比特传输速度。

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  骁龙888 的 FastConnect6900 系统是业内首个通过6GHz 信道支持先进调制技术,如4K QAM 和4 路双频并发的平台。通过将信道数量从两个增加到三个,可以进一步缓解 Wi-Fi 网络的拥堵,从而为家庭带来最快、最稳定的连接。

  FastConnect6900 还集成支持双天线的蓝牙5.2,160MHz 信道带宽和4 路双频并发,为骁龙888 提供强大的连接性能。

  四、Hexagon780 处理器:融合 AI 加速器架构

  在骁龙888 上,Hexagon 处理器也经过了重新设计,今年的 Hexagon780 采用了融合 AI 加速器架构。

  什么是融合 AI 加速架构呢?在之前骁龙865 的 Hexagon 处理器中,有标量、张量和向量加速器,但他们是分开的,而在骁龙888 的 Hexagon780 处理器中,这些加速器之间的物理距离几乎消失了。

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  不仅如此,高通还在这三个不同加速器之间添加了很大的共享内存,从而让他们更快、更高效地共享和移动数据。高通称,专用共享内存的加入让 Hexagon780 在单一应用中的性能提升16 倍,在某些应用中,数据交互时效最多可提高上千倍。

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  此外这些加速器自身的性能也得到了提升,标量加速器的性能提升了50%,而张量加速器的处理速度是前代的2 倍,更重要的是,在性能上涨的同时,它们还提升了每瓦特性能,能效相比前代提升3 倍之多。

  五、Spectra580 CV-ISP:首个支持三 ISP 的图像信息处理器

  今年的骁龙888 移动平台中,Spectra580 CV-ISP 有着重要的功能升级。首先,Spectra580 是高通首个支持三 ISP 的图像信息处理器,可以让手机上的多摄像头进行三重并发和三重并行处理,从而把专业图像质量提升到一个全新的水平。

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  三 ISP 的设计可以衍生很多应用,例如可以支持用户在智能手机上利用3 个不同的摄像头同时拍摄视频,然后生成3 支视频,每支视频都可以达到4K HDR 品质。

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  或者可以在同一时间拍摄3 张照片,每张都可以是2800 万像素30fps 的零快门延时模式。

  同时,三 ISP 也可以令多摄手机在不同焦段之间的切换更加平滑,当用户使用广角拍摄时,其他摄像头会在后台处于随时待命的状态,比过去冷启动的切换体验要顺畅很多。

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  除了三 ISP,Spectra580 在速度、图像质量和计算机视觉方面也有提升,其处理速度比上一代快35%,可以每秒处理27 亿像素。

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  这样的像素处理能力,可以让智能手机以6400 万像素和2500 万像素的镜头组合同时以30fps 帧率拍摄视频,而且可以在1 秒钟内捕获120 帧每帧都是1200 万像素的画面。

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  Spectra580 ISP 还支持高通全新的低光架构,速度结合骁龙888 平台的新一代 AI 引擎,可以大幅提升低光环境下照片的拍摄能力,只要0.1Lux 的照度,拍摄出细节惊人的照片。

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  除了这些,全新 Spectra580 ISP 还支持单帧逐行 HDR 传感器的传感器技术。单帧逐行 HDR 图像传感器技术也得益于 Spectra580 的三 ISP 设计,可以输出每帧独立的长、中、短三次曝光,且所有图像都有明亮或黑暗场景中不同部分的细节,这和现在手机 HDR 的每帧单次曝光的多帧合成有很大区别。

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  基于这个技术,骁龙888 可以在视频和照片拍摄中应用多重曝光计算 HDR,这样不仅可以拍摄8-bit 的 JPEG。更能利用 HEIF 格式来拍摄10-bit 色深的照片。

  总之,Spectra580 的三 ISP 可以在所有拍摄模式下支持计算 HDR,而三重并行处理使每一次曝光都能在一帧时间内同时拍摄并合成。这些技术将令智能手机的影像效果更加精彩动人,它有比以往更大的动态范围,更多的细节和更少的伪影。

  此外,Spectra580 还支持拍摄4K/120fps 的普通视频与超高清慢动作视频,并结合120HZ 的屏幕以120fps 的帧率播放。

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  Spectra580 还支持高通第10 代3A 算法(自动对焦、自动曝光和自动白平衡),这是首次由 AI 赋能的3A 算法。

  具体来说,Spectra580 ISP 采用全新的基于显著性特征分析的自动对焦和自动曝光引擎,参考了虚拟现实(VR)中的眼部追踪技术,训练显著性特征分析自动对焦和自动曝光神经网络。从而实现更快、更准确的自动对焦。

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  六、第六代 AI Engine 人工智能引擎:算力达26TOPS

  随着 AI 市场的持续火热,骁龙旗舰移动平台中搭载的人工智能引擎也是备受关注的部分。今年骁龙888 搭载了第六代 AI 人工智能引擎。

  第六代 AI Engine 的一个最大改进,就是我们前文说到的,Hexagon 处理器重新设计,采用了融合 AI 加速器的架构。与此同时,第六代 AI 引擎的算力达到了26 TOPS,相比上一代的15 TOPS 有巨大的提升。

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  在第六代 AI Engine 架构中,还整合了高通第二代传感器中枢。今年的第二代传感器中枢中,高通增加了一颗专用的、始终开启的、低功耗的 AI 处理器,令传感器中枢 AI 性能提升达5 倍。这种额外的 AI 处理能力使 Hexagon 处理器可以将高达80% 的工作负载分担给传感器中枢,从而做到更加省电。高通传感器中枢进行所有处理所需的功耗仅仅不到1 毫安。

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  高通还与谷歌就其最新的 TensorFlow Micro 框架开展合作,确保开发者能够轻松访问高通传感器中枢。

  在 AI Engine 的应用软件层面上,高通还推出了高通 AI 引擎 Direct,这是为整个移动平台带来统一的 Direct 应用程序接口的能力。通过这个解决方案,高通扩展并增强了其 AI 软件解决方案的功能,为开发者提供了直接访问硬件的途径。

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  还有就是,高通扩展了用于 AI 加速器的开源编译器 TVM,支持 Hexagon。现在,开发者可以用几行简短的 Python 代码编写自定义算子,为 Hexagon 编译,并直接插入高通 AI 引擎 Direct 框架。

  七、Snapdragon Elite Gaming 系统

  通过全新的 Snapdragon Elite Gaming 技术系统,骁龙888 移动平台还提升了其在游戏层面的综合表现。

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  在骁龙888 移动平台上,高通为 Snapdragon Elite Gaming 引入了一项全新特性——高通 Game Quick Touch。这项技术会针对游戏过程中由于显示屏帧同步时间、刷新时间、工作负载大等因素引起的触控延迟问题进行毫秒级别的优化,从而获得更快的响应时间。

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  支持 Game Quick Touch 的骁龙888 可以将触控到显示的响应速度提高20%。因此即使是帧率高达120fps 的游戏,其触控响应时间也会受益。

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  除了高通 Game Quick Touch,我们刚才提到的 Adreno660 GPU 可变分辨率渲染技术(VRS)也是全新 Elite Gaming 的重要特性。

  全新 Elite Gaming 还支持5G 和 Wi-Fi6 的云游戏,可以通过云端流传输 Xbox Game Pass,将 Xbox 引入骁龙终端。另外还支持 Google Stadia 和 Amazon Luna。

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  此外,全新的 Snapdragon Elite Gaming 技术系统也会和之前一样支持144 FPS 的游戏帧率、端游级正向渲染、GPU 驱动更新、游戏真10-bit HDR 显示、杜比全景声、高通 aptX Adaptive 音频技术等一系列提升游戏体验的技术。

  八、安全

  在各种性能、功能特性升级之外,骁龙888 也没有忘记进一步提升自己的安全属性,新的移动平台也采用了一些全新的安全策略来为终端和用户保驾护航。

  首先,骁龙888 将是首个支持 Type-1 Hypervisor 的骁龙移动平台,该特性以前仅在台式机上流行,主要用于在其各自独立的安全空间中运行多个操作系统。骁龙888 将此技术引入智能手机中,以开启全新的用户体验。

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  其次,骁龙888 还用上了高通在2018 年开通的无线边缘服务。这项服务中,开发人员可以将其集成到他们的应用程序和服务中,从而实现对设备的安全远程管理。在峰会上,高通演示了利用其终端侧安全技术和高通无线边缘云服务来保护未来摄影的功能。

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  在这个用例中,高通和美国创业公司 Truepic 合作,利用高通的安全技术、Spectra ISP 和高通无线边缘云服务,在摄像头拍摄的照片上制作加密印记。加密印记可以保护像素、日期、时间、位置和深度图,这样可以防止我们拍摄的照片被伪造、更改 EXIF 数据和其他方式的篡改。

  九、总结

  以上就是今年骁龙888 移动平台的核心技术细节和几乎所有的升级点了。总结来看,骁龙888 相比上一代骁龙865,最主要的改进和看点在于:

  · Cortex-X1 超级核心引入后带来的性能升级;

  · 集成式5G 调制解调器带来的连接能力的升级;

  · Spectra580 的三 ISP 架构为平台整体影像能力带来了跃升;

  · 融合式架构的 Hexagon780 处理器,为第六代 AI Engine 带来算力上的暴涨。

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  目前,已经有小米、vivo、realme、华硕、黑鲨、联想、LG、魅族、摩托罗拉、努比亚、OnePlus、OPPO、夏普、中兴在内的安卓智能手机 OEM 厂商都在研发基于骁龙888 的智能手机,全新的骁龙888 移动平台究竟会有怎样的表现,届时将见分晓。(文章转载自IT之家)

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