对于如今的智能手机, 处理器已经成为大家最看重的部分之一. 而对于当下市面上的绝大部分安卓手机, 高通骁龙系列每一年的旗舰芯片都至关重要. 因为现在的手机处理器基本可以已经实现了 '大一统' , 集成在智能处理器内部所体现出的各种特性, 无疑在接下来的一年内将会被各家手机厂商变成消费者可以明确感知的具体功能. 上周, 高通在骁龙技术峰会上正式推出下一代移动平台骁龙845, 毫无疑问, 这也预示了明年旗舰智能手机的一些使用特点. 因此, 今天的机情观察室, 就来浅析骁龙845移动平台.
基本信息:
▲图表来源anandtech
首先来看一下骁龙845基本性能: 骁龙835采用第二代三星10nm LPP FINFET工艺, 4个性能核心+四个能效核心, KRYO385架构, 大核主频为恐怖的2.8GHz, 而小核主频则为1.8GHz. 其中每个内核均有专用的L2缓存, 并且八核心共享2MB L3缓存. 另外, 骁龙835将GPU升级为Adreno 630, 官方并未公布其具体数据, 相比Adreno 540可以提升30%的性能, 降低30%的功耗. 内置X20 LTE Modem, 能够实现最高1.2Gbps的下行速率. ISP方面, 此次骁龙845升级为Spectra 280 ISP, 支持720p@480Fps慢动作视频. 并且在骁龙845中, 还将Hexagon 685 DSP与CPU, GPU组成一套人工智能系统. 并且骁龙845中还集成了Secure Processing单元来保证手机的安全性, 提供包括指纹, 虹膜, 语音, 人脸在内的生物特征识别. 以上就是骁龙845的基本信息.
我们都知道, 一款处理器的核心架构和其工艺保证了其基础性能的表现, 而全部核心的调度策略则在一定程度上影响着用户的实际体验. 在这两点上, 此次骁龙845都带给了我们惊喜.
首先是大家最常提到的工艺, 在去年骁龙835的文章中, 笔者提到: 骁龙835采用三星10nm FinFET LPE工艺, 当前半导体工艺能达到量产的最高水准, 不过此次采用的是LPE工艺, 不排除高通会在后续升级一个LPP工艺的版本. 而事实上, 高通直接打脸, 并未推出升级版的835, 而是将LPP工艺直接应用在了骁龙845上.
一般来说, LPE(Low Power Earl)大多会应用在新工艺推出后早起试水的CPU上, 但由于封装面积和功耗在技术上的不够成熟, 因此叫 '早期低功耗版本' , 而在经过一段时间的成熟和优化之后, 会再出一个LPP(Low Power Plus), 也就是所谓的 '低功耗增强版' . 由于高通在835上并没有像820平台上那样推出了LPP的迭代版本(不负责任猜测: 可能是骁龙835在LPE上的表现已经足够好, 又或者高通压根也没想做一个LPP版本, 而是把精力都放在下一代产品中). 但无论如何, 此次在工艺方面, 骁龙845还是给了我们一个意外的惊喜.
架构方面, 骁龙845依然延续了KRYO的命名, 从KRYO 280提升至KRYO 385, 4+4八核心, 大核主频为2.8GHz, 并且大核支持三发射, 因此大家都猜测KRYO 385基于ARM最新一代的A75深度修改而成, 而小核则可能基于A55深度修改. 事实上, ARM官方早已推出 'Built on ARM Cortex Technology' 这项技术, 允许供应商重新根据自己的需求修改公版架构, 比如厂商可以应自己需求去定制指令窗口大小以增加IPC, 不过解码器宽度或者是执行管道这类则超出了修改范围. 这种半定制设计可以使得厂商能够将自己的产品与ARM公版区别开来. 因此大家不必纠结什么所谓的 '魔改' , 都是一脉相承.
根据ARM官方对于A75的描述, 在相同频率下, A75比A73性能提升20%, 在内存复制方面的吞吐量实现了15%的提升; 而基于10nm打造的A75主频最高能冲刺到3GHz, 比A73提升30%, 功耗与A73基本相当. 对比之下, 骁龙845的大核达到了恐怖的2.8GHz(基本到了一个极限状态), CPU性能比KRYO 280提升25-30%, 在数据上, KRYO385对比KRYO 280和A75对比A73也比较接近.
一般来说, 移动处理器对于主频大多是比较谨慎, 因为在实际体验中, 相比于主频提升的那点极限性能, 功耗对于用户的感知更加明显, 而且功耗对于主频实际能达到的极限也有着很大的影响. 因此可以看到, 一般移动处理器都非常在意功耗, 为了低功耗不惜降频. 此次高通直接将主频提升至2.8GHz, 对于功耗的挑战可想而知. 并且此次高通也并未在针对骁龙845的功耗有所表述, 因此我们目前对于骁龙845功耗谨慎看好.
另外可以看到, 高通在介绍KRYO架构时, 专门提到了Arm DynamIQ, 这也是骁龙845带给我们的另一个惊喜. 相比于Big.little, DyanmIQ重新定义了多核微架构, 而DynamIQ最大的特点就在于DynamIQ 丛集的一个丛集中Cortex-A CPU数量可以从单核到8核不等, 并且还支持异构CPU之间的混搭. 不过在骁龙845上, 我们依旧看到了高通依然保留了其传统项目:aSMP(两簇核心管控4aSMP), 也从侧面反映了骁龙845可能采用了DynamIQ Big.LITTLE架构(DyanmIQ同样支持非Big.Little架构). 而DynamIQ的特点就是 '灵活性' , 更追求对于单核的使用. 而或许也是基于此, 高通此次才有胆量将大核的主频拉到2.8GHz.
(说句题外话) 基于此, 我们也不妨再做一个无责任猜想: 在下一代中端处理器上, 采用1+7(1个A75+7个A55)或2+6(2个A75+6个A55)这样兼顾效率与性能的设计.
而在GPU方面, 在安卓的世界里, Adreno说一恐怕也没人不服. 而虽然高通官方目前并未公布Adreno更详细的技术参数, 但根据官方数据, Adreno 630相比540在性能上提升30%(比540对比530的提升还要高一点), 功耗降低了30%, 显示接口数据吞吐量提升2.5倍, 这样的成绩也足够让人期待. 其它方面, Adreno同样支持OpenGL ES 3.2, OpenCL 2.0, Vulkan2, DxNext各种标准.
另外, 在骁龙845中, 还增加了一层3MB的系统缓存, 这与DynamIQ中要求集群内的所有处理器统一共享三级高速缓存不谋而合. 而官方的说法是通过限制40%-75%的内存接入带宽以降低功耗, 翻译成人话就是: 某些数据不再经过真正的RAM, 以实现更加省电的目的.
总得来说, 在这一代CPU性能上, 骁龙845的单核成绩的进步可能会远远超过骁龙835对比骁龙820这样的水平, 对于单核性能在强大的苹果A系列一直被吊打的局面, 这次骁龙845可能会给我们重拾信心. 而在功耗方面, 只是根据目前高通在发布时DEMO展出的成绩来看, 也就是比835略好的水平. 不过鉴于835本身功耗就控制的不错, 笔者觉得也不是不可以接受, 毕竟鱼(性能)和熊掌(功耗)不可兼得.
关于人工智能: 对于时下大热的AI, 尽管高通从未单独宣传过这方面, 但事实上高通在这方面从未缺席. 在年初发布的骁龙835中, 骁龙835增加对TensorFlow和Halide框架的支持. TensorFlow是谷歌基于DistBelief进行研发的第二代人工智能学习系统, 主要用于语音和图像识别等多项机器深度学习领域.
在这方面, 与麒麟970, 苹果A11仿生不同的是, 高通并未采用独立AI芯片的方式, 而是沿用了CPU+GPU+DSP的方式, 到目前为止, 骁龙845所带来的AI整体处理性能已经提升了三倍. 提供了包括单摄像头背景虚化, Face ID解锁等提高用户体验的功能. 而在当下AI并非决定性的阶段, 高通还是主要与商汤, Face++, ellipticlabs这些企业共同建立AI生态环境.
连接性方面, 基带一直都是高通的拿手好戏, 骁龙X20 LTE Modem最高支持1.2Gbps的LTE下载速度, 支持5*CA/4*4 MIMO, 相比于X16 Modem, 在峰值速率和实网环境速度均提升了20%. 而在实际使用中, X20 LTE Modem将支持双卡双VoLTE.
不过在此之外, 有一个细节还是让笔者比较喜欢: Qualcomm TrueWireless, 能够使手机与多个蓝牙终端相连. 简单来说, 过去的解决方案是手机数据→右耳机→左耳机, 而现在成了手机分别对左右耳机传输数据. 想想有多少你喜爱的分体式蓝牙耳机因为左右时延的问题没法剁手, 在骁龙845上则终于不会出现这样的问题.
Spectra 280 ISP: 自骁龙800起, 高通在ISP上就一直演进, 直到在骁龙845上, 支持Ultra HD Premium拍摄, 1600万像素60Fps视频, 720p的480fps慢动作视频拍摄, 最高1600万双摄支持. 不过笔者认为骁龙845提供的深度感测和硬件人脸识别看起来对于普通用户更加容易感知. 而笔者也相信, 在明年, 搭载骁龙845的一大批旗舰机也都会声称自己支持类似iPhoneX一样的 '3D人脸识别' .
QC4/4+: 唯一感到兴奋的就是支持PD协议, 以后拿个QC4的充电头去给iPhoneX充电吧, 听说能到14W, 还不是美滋滋……
除此之外, 骁龙845还提供了硬件级的安全措施(SPU), 提供了指纹, 虹膜, 语音, 人脸这些生物特征识别, 可以针对用户不同的数据进行不同的密码管理. 并且由于SPU本身就属于最高层级的系统硬件, 可以独立供电, 因此并不会被轻易的软件破解.
总结:
先讲一件有趣的事: 处理器对智能手机的重要性不言而喻, 但到底有多重要呢?当你看到手机圈都在纷纷猜测和盛传又有XXX款手机将首发骁龙处理器, 然后在互联网上引起一阵热议, 或许就能明白对于如今的智能手机, 处理器不单单是一个元件, 甚至从某个角度成为了一个象征. 而对于芯片来说, 这一切都是靠产品力来说话. 如果以产品力来看, 无论是出人意料的LPP工艺, 骁龙8系历史最高的2.8GHz主频, 还是全新一代的DyanmIQ架构, 在CPU性能方面大幅提升是骁龙845目前给我们留下最深刻的印象, 而与此带来功耗方面的挑战, 则是我们比较好奇的部分. 在经历了一年骁龙835带来的良好体验, 我们对骁龙845也有着良好的信心.