
事情正在起變化:高通踩爆牙膏管

驍龍 8Gen2 的多項第一,對 C 端意味着什麼?
這一次,高通終於不再以 “擠牙膏” 形象出現。
11 月 16 日,高通發佈新一代旗艦移動平台驍龍 8 Gen2。
這款芯片總體上説,最大改善在於能耗控制出色,畢竟 “火龍” 稱號帶給高通的傷害眾所周知。
除了能耗控制有明顯改善,驍龍 8 Gen2 其他還有哪些新花樣?與 C 端用户強相關的新技術亮點包括哪些?下一代終端旗艦機會有哪些技術特性或性能方向?
最大亮點:低功耗 + 強 AI
任何一顆芯片,都會從 PPA 三個方面做優劣評估:能耗(Power)、性能(Performance)和麪積(Area)。其中,能耗排第一,其次是性能,排第三的面積關聯的是成本。
高通驍龍 8Gen 2,尤為重視控制能耗。
作為 SoC 標準芯片,其中最核心的 CPU、GPU 和 AI 推理部分,能耗分別大幅降低 40%、45% 和 60%。在 CPU 結構中,搭載的 3 顆基於第二代 Cortex-A510 的能效核(頻率 2.0GHz),也就是 A510R1,能耗降低了 5%。
儘管驍龍 8Gen 2 和驍龍 8Gen 1 都是 4nm 工藝製程,但後者由三星代工。因眾所周知的原因,驍龍 8Gen 1 功耗控制能力較弱,導致驍龍 8Gen 1 沒有擺脱此前由驍龍 888/888Plus 帶來的 “火龍” 桂冠。
從驍龍 8Gen 1 開始,高通將三星換成台積電,“火龍” 終於趨向 “冷鋭”。驍龍 8Gen 2 型號 SM8550-AB,採用台積電 4nm 工藝,是高通轉投台積電後首顆大版本迭代芯片,故在發佈前即廣受關注。當然,高通不會就此放棄三星晶圓代工技術,高通已明確表示,將在兩年內使用三星新研發的 GAA 工藝。
在性能上,驍龍 8Gen 2 CPU 提升 35%、GPU 提升 25%、AI 性能提升 4.35 倍(均以驍龍 8G1 為參照標準)。
其中,AI 指標尤為值得關注。驍龍 8G2 的 AI 性能提升如此之高,堪稱具有驍龍有史以來最強 AI 性能。看得出,高通很可能想據此搶回移動 AI 芯片性能王座。
驍龍 8Gen 2 搭載一顆 AI 計算專用芯片 “Hexagon 處理器”。從這款處理器的性能看,高通在 AI 計算領域的努力顯而易見,而憑此顆處理器的技術能力,高通的目標很可能是超越谷歌(Google)的 Tensor 芯片(谷歌首顆自研 AI 芯片,2021 年 8 月發佈),重新確立驍龍芯片在移動 AI 計算領域領導者的標杆地位。
來自高通官方的信息稱,Hexagon 處理器具備 INT4 精度 AI 計算能力(此前支持 INT8 AI)。因此,驍龍 8G2 是全球首顆支持 INT4 精度 AI 計算的移動平台處理器。
相比浮點計算(FP:Floating Point)的 AI 計算精度模式,INT4 更新,能顯著縮小模型佔用空間,從而在計算/能耗資源更為有限的移動平台上,保存和運行更多和更大的預訓練神經網絡模型。
高通宣稱,通過支持 INT4,開發者可通過驍龍 8G2 芯片開發超大規模的神經網絡——比如 Transformer。
這是一項了不起的能力,幫助高通達到了前所未有的高度。因為在此之前,沒有任何一個移動計算平台具備在本地運行 Transformer 類預訓練模型的能力。
其次,通過支持 INT4 精度計算,Hexagon 處理器還可以更有效替代 GPU 和 CPU 和某些功能,在運行 AI 計算任務時,顯著降低能耗:在承擔 AI 推理計算任務時,驍龍 8G2 比驍龍 8Gen 1 性能最高可提升 4.35 倍(基於特定模型 Mobile BERT),推理能力暴漲 90%,能效提升高達 60%。
從以往驍龍移動計算平台的功能看,Hexagon 很像是此前驍龍芯片中的 DSP(數字信號處理器:Digital Signal Processing),差不多起的是 “協處理器” 的作用。但此次高通賦予 Hexagon 專門的 AI 計算能耗控制和性能擔當特性,那麼此前的 AI 協處理器就沒有了嗎?
答案當然是否定的,高通以 Sensing Hub 充任新的 AI 協處理器角色。
Sensing Hub 內置兩顆 AI 協處理單元(AI Processor 和 Always Sensing Camera)和一顆 DSP,內存容量比驍龍 8G1 增加 50%。就功能看,Sensing Hub 以更低功耗完成某些常規傳感識別和簡單算法任務,比如傳感器(面部、眼部識別、眼球追蹤、生物驗證、運動檢測和手勢識別)和語音控制(虛擬助手等)。
從 C 端用户體驗角度看,Hexagon 疊加 Sensing Hub 模塊,能在低功耗基礎上,驅動更多或更復雜的基於 AI 的功能,比如語音識別、離線翻譯、自動字幕和遊戲 AI 等。
非必要不外掛 ISP 影像芯片
標準 SoC 移動計算平台的低功耗和 AI 強性能指標,最大的獲益應用是手機遊戲。此等應用,就體驗端而言,除了遊戲運行時間更長、操控更好、瞬時動作和音效響應更即時之外,畫面精細度和光影效果等,也是影響手遊體驗的核心組成部分。
為此,驍龍 8G2 也有準備。
驍龍 8G2 升級了 Snapdragon Elite Gaming,搭載的最新版 Adreno GPU,首次在驍龍移動平台上實現光線追蹤能力,也就是能實現硬件加速實時渲染的光追效果。但在業界,首次實現這種技術的是聯發科天璣 9200。
所謂光線追蹤(簡稱光追),通俗説,就是模擬各種光線效果,比如反射和折射、散射和色散等現象,為手遊帶來栩栩如生的光線、反射和照明效果,實現更接近真實環境光的精緻遊戲畫面。
就實際體驗來説,包括在不同物質表面的真實光線反射效果、高清晰度柔和陰影以及環境光遮蔽等標誌性的光追效果,都能通過搭載驍龍 8G2 實現。這些光影效果,原本只能在配置英偉達(NVIDIA)顯卡的高等級 PC 上通過遊戲做實際體驗。
基於硬件加速實時渲染光追性能,驍龍 82 能實現每秒數百億次光線相交——儘管與真實世界的實際光線相交數量級相差依然很大——但通過移動計算芯片做到目前的水平,就技術而言,實屬不易。
目前,高通基於 Adreno GPU 的技術能力開發和優化,驍龍陰影降噪器與其它端遊級解決方案相比,速度提升 4 倍;首次在全球支持虛幻引擎 5 Metahuman 框架,也對驍龍 8G2 做了優化,能在遊戲中體驗到逼真人物角色。
此外,本代 Adreno GPU 還實現了在業內首次支持 Vulkan 1.3 和 OpenGL ES 3.2,能更好地提升手機對大型手遊的圖形處理效率。
説到圖形處理,當然繞不開影像性能。這是眼下智能手機的競逐焦點賽道,部分智能手機商甚至因為 SoC 平台的影像 AI 算力不夠強悍而自研 ISP 影像專用芯片:比如 vivo 推出影像自研芯片 V 系列;OPPO 推出馬里亞納 X 影像專用 NPU,小米則自研澎湃 C 系列 ISP。
驍龍 8G2 推出首個認知 ISP,以此定義專業品質影像體驗新時代。
通過實時語義分割實現照片和視頻的自動增強,利用 AI 神經網絡讓攝像頭在情境中感知人臉、面部特徵、頭髮、衣服和天空等,做獨立優化,從而讓每個細節獲得定製的專業圖像調優。
驍龍 8G2 還支持業界巨頭研發的全新圖像傳感器。比如索尼半導體解決方案首次支持四曝光數字重疊(DOL)HDR 技術,該技術面向驍龍移動平台做了調優;三星 ISOCELL HP3 是首個面向第二代驍龍 8 優化的 2 億像素圖像傳感器,支持專業品質照片和視頻拍攝。
第二代驍龍 8 也是首個集成 AV1 視頻解碼器的驍龍移動平台,支持 60fps 高達 8K HDR 的視頻回放。
與驍龍 8G1 一樣,驍龍 8G2 的 ISP 也支持最多三攝像頭最高各 3600 萬像素的同時拍照。這一能力的意義,在於後期通過多幀融合技術,顯著增強單張照片的細節清晰度,讓更高倍率的數碼變焦/超分辨率(Super Resolution)效果成為可能。
不足與終端技術體驗方向
由於一些非技術層面的其他原因,高通在推出驍龍 888 系列(驍龍 888、驍龍 888+/Plus、驍龍 8G1 和驍龍 8G1+)移動計算平台時,因性能提升有限,故被業績譏為 “擠牙膏”。這一 “雅稱” 也同樣被用來稱呼蘋果 A15 和 A16 芯片。
此次驍龍 8G2 的推出,就參數來説,確實扭轉了這一名聲不佳的評價,有業界人士改稱高通 “擠爆” 牙膏管。但是,實際應用表現如何,尚待各智能手機終端商下場驗證。
儘管如此,驍龍 8G2 仍與前代產品有部分性能原地踏步的指標,比如充電(Charging),驍龍 8G2 仍採用了 100W 的 QC5.0 快充技術、USB 3.1 和藍牙技術,這些與驍龍 8G1+ 和驍龍 8G1 完全一致。
此外,從 Geekbench 跑分情況看,驍龍 8G2 與驍龍 8G1+ 相差不大。驍龍 8G2 相比於同為台積電 4nm 工藝的驍龍 8G1+,在 CPU 單核性能上提升 16%,在多核性能上提升 11%,總體提升幅度有限。
若與驍龍 8G1 相比(同樣也是台積電 4nm 工藝),驍龍 8G2 的 CPU 單核性能提升 25%,多核性能提升 23%,提升幅度符合高通曆代 8 系 SoC 平均水平。
有必要對驍龍 8G2 的 AI 算力相比驍龍 8G1 提升 4.35 倍再做個解釋。
之所以在數值上看着如此強悍,那是因為驍龍 8G1 的 ISP 並沒有設計專用 NPU 模塊,而是被集成在 DSP 中。所以單純搭載驍龍 8G1 芯片,無外掛專用獨立影像 ISP 的旗艦機,在拍攝夜景照片時,AI 耗時較長,照片噪點明顯,成片質量一般。
此次驍龍 8G2,配備一顆完整的 AI 加速計算處理器 “Hexagon”,還擁有一套獨立供電系統,因此大幅改善了 AI 算力。
這顆處理器,能有效彌補此前因 AI 算力不足影響終端成像質量的缺陷。也就是説,即使沒有外掛 ISP 芯片,搭載驍龍 8G2 的智能手機夜景成像質量也會有顯著提升。
這就可以預判,即將大規模推出搭載驍龍 8G2 移動芯片的智能手機,在功能或體驗上,會有哪些值得期待的方向?
截至目前(11 月 17 日),驍龍 8G2 首批將被小米、紅米、榮耀、iQOO、一加和 OV 等廠商採用,預計這些品牌的新一代旗艦機將在 2022 年底開始陸續推出。
由於驍龍 G2 內存技術支持頻率高達達 4200MHz 的 LP-DDR5X(高於 LPDDR5 的 3200MHz)以及新的 UFS 4.0 閃存等,因此即將上市的新旗艦機,對此大概率會同步支持。
驍龍 8G2 也首發集成驍龍 X70 5G 調制解調器及射頻系統,首次支持 5G+5G/4G 雙卡雙通。很明顯,對實施多任務時不漏接重要電話也會是新旗艦智能手機商未來會強調的賣點。
2022 年初,高通對外發布第五代調制解調器(基帶)到天線的 5G 方案:驍龍 X70 5G 調制解調器及射頻系統。這項方案首次引入 5G AI 處理器,能最大程度通過人工智能對 Sub-6 和毫米波 5G 做優化,大幅提升延時、網速、覆蓋、移動性、穩定性和能效等。
驍龍 8G2 還支持高通 Fast Connect 7800 連接系統,這能在 C 端用户使用無線局域網時,體驗到超低時延的 Wi-Fi7(最高下行速率為 5.8Gbps)和雙藍牙連接。
高通推出的這代旗艦移動平台,相當於已為下游智能終端打下了堅實基礎或一個很高的技術應用起點,但終端能否用好這些技術,還需要匹配較強的軟件調校能力,或與高通驍龍技術平台的聯合調校效率。
