新SoC的發布節點 直接左右旗艦手機的發布周期。剛在12月發布的驍龍888 不但打破了歷史規律 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 已多次連續放量 不少人已經體驗到2021年的新旗艦。“一人內測 全民公測”的酷安上 小米11的關鍵詞已霸榜許久。

驍龍888注定會是2021年旗艦手機的標配 在它的身上可以觀測到高通對未來的構想 也能預測未來一年移動端的趨勢。

暴漲的GPU和單核性能

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％。

構架方面 驍龍888更新到Kryo 680 超大核是2.84GHz Cortex-X1構架 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構架。

Cortex-X1是安卓陣營迎來的第一個公版超大核：6條整數流水線 5解碼8發射的前端 有真?PC級的四條帶FMA的NEON 是移動端浮點堆料的極致。相應的 X1的芯片面積是A78的2.3倍 峰值性能是A77的1.3倍 機器學習性能提升2倍。

和X1同代的御用搭檔A78 IPC比A77提升7% 主要負責“提升能效比、節省芯片面積” 以達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過的25%單核性能提升。高通更在乎持續輸出 所以在頻率設定上相對保守 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有的重視。但實際上 在當今的情況下 提升單核性能的效果和“性價比”都明顯更高 會更加影響應用加載、切換、超大型游戲的體驗。

對比需要深度優化的多核性能 單核性能的影響簡單直接。在應對很多（其實是大部分）多線程優化不佳的日常APP和游戲時 單核性能的提升效果遠高于多核性能。游戲中大量的游戲畫面元素、移動、NPC動作等 都需要CPU運算后再交給GPU。而《原神》等跨平臺的大型游戲的出現 讓移動端的CPU壓力空前絕后。

強大的單核性能 除了降低開發人員的壓力 還無需額外優化就能直接提升大部分應用的基礎使用體驗。但在功耗敏感的移動端 無法像PC端那樣提升頻率 所以超大核的出現是必然的。

反映到這一代旗艦手機的基礎體驗 驍龍888單核25%的提升 即便是出廠MIUI 12.0系統 依然讓小米11的系統操作出奇地流暢。監控頻率可以看到發現 驍龍888的X1調度比較積極。

小米11在微博、貼吧、淘寶這些傳統“巨型”APP的流暢度都上了一個臺階。應用開啟、應用多開、切換等多種場景的感知 都出乎預料地明顯。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現。

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 降低非注視區域的著色精度 大大降低GPU的壓力。在VR/AR還在構建發展的階段 看到高通積極地提供相關特性 無論是游戲廠商還是用戶 大家都是非常歡迎的。

第六代AI引擎：60%的算力提升

和其他芯片廠商不同 在CPU、GPU和調制解調器之外 高通每年都會“花很多筆墨”聊Hexagon DSP。而高通的AI構架 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的發展趨勢。

遙想2017年 主流旗艦只有0.6TOPS的AI算力 獨立的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。

和常見的獨立NPU不同 高通是CPU+GPU+DSP等多部件的異構AI 宣稱可以比獨立的DSP+機器學習推理引擎方案 提供更高的性能和靈活性。而當中的Hexagon 780 其實是驍龍888上提升最大的部分。

以前Hexagon 600系列中的標量 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 不同執行引擎間的工作負載切換時間也更短 性能和能效都提升巨大 標量執行能力提高了50％ 張量執行吞吐量直接翻倍翻。SRAM增加16倍后 狂漲的內存池 能運行更大的機器學習推理模型。

幾乎推倒重構的構架 配合X1超大核2倍的機器學習性能和暴漲的浮點性能、AI性能提升43％的Adreno 660 每瓦性能提升3倍的Hexagon 780 讓驍龍888可以提供遠高于前代的26TOPS算力。

在機器學習基準測試MLPerf中 驍龍888的性能最高提升4倍 遠超IP塊在執行單元的理論計算吞吐量改進（新內存體系的優勢？）

夸張的AI性能 有什么用呢？高通技術公司產品管理副總裁Ziad Asghar提到 AI性能大幅提升的主要來自客戶的需求。現在移動AI一大部分應用場景都是圖像處理 是近年來手機拍照水平突飛猛進的重要原因之一。

雖然被吹得很玄學 但移動AI可籠統理解為“為各種AI算法設計的硬件加速器”。而這些AI算法 早就應用到拍照（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體驗支持等大量領域。

高通的異構AI設定 是高通移動平臺“關注均衡和功耗的設計思路”的產物。在驍龍865首次集成的傳感器中樞 也已經升級到第二代 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Hexagon 780 80%的工作負載。

其在“Ok Google”偵測算法上 可以降低38%的負載 并為陀螺儀、麥克風等需要全天候實時收集數據的傳感器 提供更多的可能性（已被用在汽笛聲、嬰兒哭聲的低功耗監測等場景上）。

計算攝影：AI+拍照

AI是“計算攝影”的基礎 小米11發布會重點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。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也負責提供非常基礎的HDR+硬件加速能力 能進行畫面降噪、重新著色、自動校色（讓色彩表現更加真實或更加吸引眼球）等操作。像把單攝玩出花的Google 就已經依靠AI 提供了背景虛化、全景、Motion動圖（類似iOS平臺的Live Photo）、AR實時追蹤貼圖、超分辨率放大、超級夜景等多種功能。

除了效果提升 也有很多是關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”功能 可以自動跟蹤人物 自動進行畫面縮放變焦等。

在高通AI Engine的支持下 驍龍888可以做到4K 30FPS的實時背景摳圖 CV-ISP硬件計算視覺加速器也能提供60fps實時景深識別的人像、背景分割和替換 人體追蹤、物體識別/追蹤的效果。

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。

總結：安卓陣營大跨越的一年

這是小米多年來 首次在1年內發布兩臺數字系列旗艦 驍龍888機型的量產時間遠比以前早 為下一代產品留下了充足的準備時間 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。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 以及應對跨平臺大型游戲的能力。而AI和DSP的倍數級提升、傳感器中樞上的低功耗AI處理器 則成了高通新的護城河。 責任編輯:tzh