驍龍888深度解讀:集成5G晶片,圖形性能提升最大

2020-12-05 專門網

對於處理器市場來說,今年是非常熱鬧的一年。AMD憑藉Zen 3摘得PC領域的桂冠,而蘋果則依靠基於ARM架構的Mac向英特爾發起挑戰。現在,高通公司又希望通過發布最新的移動處理器——驍龍888來改變遊戲規則。

驍龍888的主要功能包括:CPU性能比上一代提升25%,圖形性能提高35%,集成高速5G晶片以及全新的人工智慧和圖像處理能力,所有這些都被基於5nm的製程工藝封裝在一起。驍龍888還為遊戲玩家、開發者以及注重安全的用戶引入了一些新功能,下面,我們一起來了解一下。

讓我們從最基本的CPU和GPU開始。正如預料的一般,高通作為ARM CXC計劃的成員,獲得了今年共同開發的Cortex-X1核心架構的使用權。Cortex-X1是ARM路線圖中更大、更強的衍生產品,相對ARM最新的Cortex-A78來說性能提升約23%。像去年一樣,高通將這些核心按照三叢集排列。

高通的Kryo 680 CPU集群由一個時鐘頻率為2.84GHz的大功率Cortex-X1和一個1MB的二級大緩存組成。下面是三顆峰值時鐘頻率為2.4GHz的Cortex-A78大核心,每顆核心有512KB的二級緩存,比去年的緩存增加了一倍。最後,是4顆低功耗的Cortex-A55核心,擁有128KB二級緩存,時鐘頻率達到1.8GHz,時鐘速度與上一代相同,說明保守的性能提升換來了更好的續航能力。也說明多核處理的收益有限,而單顆Cortex-X1將在對單線程計算能力要求更高的場景中發揮更有意義的作用。

整個核心群配備了4MB的三級緩存和3MB系統緩存,與驍龍865相比沒有變化。而大核Cortex-X1的二級緩存相對Cortex-A78來說增加了一倍。顯然是高通發現了一些性能上的好處,給大核提供了更大的內存來工作。並且Cortex-A78的每個核心比Cortex-A77小了5%,為額外的緩存留足了空間。歸根結底,驍龍888擁有高出25%的CPU性能和電源效率,而其很大程度上得益於5nm製程工藝。

在Adreno 680 GPU方面,高通公司沒有透露其圖形晶片的內部工作原理。但該公司宣稱其性能提升了35%,是歷代產品中提升幅度最大的。

高通公司最新的GPU支持亞像素渲染,作為顯示引擎的一部分,這可以提高顯示解析度。下一代遊戲機和PC GPU中的可變速率著色也已進入該架構。這可以在支持的遊戲中減少40%的著色器渲染需求,從而使性能提升30%。但對於不支持該功能的遊戲來說,效果可能會很有限。Adreno 680還包括新的機器學習指令,其AI性能提升高達43%。

機器學習(AI)處理是高通公司現代計算異構方法的一個關鍵部分。2018年的驍龍855將Tensor加速器引入到AI處理組合中。2020年,驍龍888將Hexagon 780 DSP內部的標量、張量和矢量處理單元 "融合 "在一起,共享內存量達到16倍。

最終的結果是在單元內部實現了工作負載的無縫共享,並將三種處理器類型之間的工作負載的交接時間提高了1000倍。此外,標量處理器的性能提升了50%,而Tensor的計算能力是上一代的兩倍。結合CPU、GPU和DSP能力,高通宣稱每瓦特的AI性能提升了3倍。整體AI計算能力提升了26TOPs(處理器運算能力單位),這比驍龍865的15top提升了73%。

然而,我們應該對TOPs的說法持謹慎態度。TOPs並沒有告訴我們任何關於用於計算該數字的工作負載類型的信息。此外,很少有工作負載會一次性將驍龍888的各種AI核心發揮到極致,儘管高通表示在某些場景下有可能這樣做。

而更重要的是,高通也為開發者提供了一些新的機器學習工具。新的高通AI Engine Direct作為Android NN、TensorFlow Lite和高通SDK的入口。這將幫助開發者充分利用驍龍的功能,無論他們喜歡哪種流行的框架。高通公司的AI平臺現在還支持開源的TVM編譯器,使開發人員能夠使用Python而不是C或彙編進行編程。這比以往任何時候都更容易利用整個高通AI引擎。

驍龍888的另一個重要變化是集成了驍龍X60 5G數據機。許多基本規格似乎與上一代產品相似,包括峰值mmWave速度下行7.5Gbps,上行3Gbps。然而,X60還引入了6GHz以下的FDD和TDD載波聚合,以及跨6GHz以下和mmWave頻段的聚合,以幫助實現這些理論上的峰值速度。載波聚合對於提升速度和容量非常重要,因為它可以同時在低頻段、Sub-6GHz和mmWave頻譜上發送數據。此外,還支持Voice-over-NR,可以在未來的5G獨立網絡上進行通話,但我們需要等待運營商在這方面的支持。

最重要的是,X60集成在驍龍888中,不像去年的驍龍865那樣外掛X55數據機。得益於5納米的電晶體密度,高通現在可以將其最新的5G晶片與其他處理組件裝在同一塊晶片上。集成意味著更小的面積佔用和更高的電源效率,以便在使用5G時延長電池使用時間。由於手機廠商不必再購買兩塊晶片,成本也可能下降。

驍龍888中還塞進了很多東西。在網絡方面,FastConnect 6900功能塊支持Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和雙射頻藍牙5.2功能。其中還包括對最新藍牙LE音頻標準的支持。

對於遊戲玩家來說,驍龍888現在包括高通遊戲快速觸控功能,該功能旨在降低觸摸響應延遲。這裡不需要任何開發工作,所以遊戲玩家一拿到驍龍888的手機就能感受到。

相機功能也有一系列的改進。Spectra 580 ISP從雙處理器提升到三處理器設置。這允許同時進行三個並發處理鏈,可用於同時捕捉三個攝像頭的視頻流,或同時對三個獨立的圖像傳感器進行實時處理。總體吞吐量從每秒2千兆像素提高到2.7千兆像素,處理能力提高了35%。

此外,驍龍888還擁有使用HEIF格式文件的10位HDR圖像捕獲功能。這種額外的色彩數據將確保你的圖像在HDR顯示器上觀看時達到最佳效果。現在還有使用交錯式HDR傳感器的4K計算HDR捕捉。我們之前已經看到可以使用長、中、短曝光來產生好看的HDR圖像。現在視頻也可以實現了。ISP還能夠每秒捕捉120張1200萬像素的圖像,以及低至0.1勒克斯的弱光圖像。還有自動對焦、自動曝光和自動白平衡的新AI算法。

其他方面包括引入從桌面計算領域借鑑的OS Hypervisors。這允許個人用戶和應用程式在自己的安全虛擬化作業系統空間中運行。如果你想在同一臺設備上將敏感的工作和個人信息分開,也很方便。

我們可能在今年年底(小米首發驍龍888)就能看到第一款搭載驍龍888的智慧型手機,而我們也已經可以對搭載驍龍888的手機有一些預期。首先,驍龍888的功耗控制看起來很不錯。更高效的CPU、GPU和AI處理器,以及集成的5G數據機,共同建立在5納米製造工藝上,這對手機續航來說是個好消息。同時,新的成像、機器學習和安全功能充實了下一代手機的功能。

最後,像三星、一加、OPPO、魅族等智慧型手機品牌也已經確定了明年會採用高通最新的旗艦晶片組。接下來,對於這款處理器的表現,我們可以拭目以待。

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