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高通驍龍855技術全解析:全方位飛躍 AI自有一套

2021-10-16由 驅動之家 發表于 體育

北京時間12月6日凌晨,高通在夏威夷舉辦的第三屆驍龍技術峰會上首次公佈了新一代旗艦移動平臺驍龍855的技術細節,相比上代驍龍845有著全面性的飛躍,堪稱當今最強移動晶片。

驍龍855移動平臺現已向客戶出樣,商用終端將在2019年上半年陸續登場。

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接下來,我們就從網路連線、效能、AI人工智慧、拍照錄像、娛樂遊戲五個方面,細細品味驍龍855。

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一、網路連線

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驍龍855本身沒有整合5G基帶,但是

可以搭配獨立的驍龍X50 5G基帶,支援5G網路,這是全球第一個同時支援6GHz以下(100MHz/4×4 MIMO)、毫米波(800MHz/2×2 MIMO)的5G移動平臺。

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驍龍855自身整合的基帶是驍龍X24,採用7nm工藝製造,搭配14nm工藝的RF射頻晶片,是全球第一個2Gbps LTE移動方案(麒麟980 1.4Gbps),下載最高支援LTE Cat.20網路制式

,並支援20個LTE層、七個20MHz載波聚合、256-QAM、4×4 MIMO,

上傳則最高支援LTE Cat.13,最大速率318Mbps

,支援三個20MHz載波聚合、256-QAM、上傳資料壓縮。

在毫米波頻段,它的網路效能體恆可比現有商用解決方案超出20倍。

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第一批基於驍龍平臺的5G手機會採用驍龍855處理器、驍龍X50基帶的組合,同時搭配兩部分RF射頻、兩個QTM052毫米波天線模組,組成一整套4G/5G方案。

值得一提的是,

這種手機在接入5G網路的時候走驍龍X50基帶,而4G網路是內建驍龍X24基帶負責連線,也就是雙路並行。

另外,

驍龍X50目前只能搭配驍龍855

,主要是軟體設計和最佳化方面的組合,硬體上倒沒什麼障礙。

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明年,中國、美國、韓國、日本、歐盟、澳大利亞都會開始試商用5G網路,20多家運營商、20多家OEM裝置廠商都會首批進入5G世界。

運營商方面,中國移動、聯通、電信都在列,而廠商方面,OPPO、vivo、小米、中興、一加、華碩、HTC等都會第一時間跟進。

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Wi-Fi方面,

驍龍855是全球第一個為支援Wi-Fi 6做好了準備的移動平臺,也就是802.11ax標準,將在明年正式推出,支援8×8探測機制(效率比現在的4×4提升2倍),目標喚醒時間(Target Wakeup Time)的能效比提升67%,同時支援最新的WPA3安全標準。

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同時,

驍龍855是全球首款支援802.11ay 60GHz Wi-Fi的移動方案,最高速度可達10Gbps

,並支援媲美有線網路的低時延。

另外,它還支援802。11ac Wave 2、藍芽5。0 2Mbps、USB 3。1(包括Type-C)。

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二、效能

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高通驍龍855採用臺積電7nm工藝製造,是繼華為麒麟980、蘋果A12之後的第三款,採用自主設計的各種計算核心,擁有先進的架構、能耗和效能。

具體核心面積、電晶體數量均未公開,高通只是說

這類旗艦移動晶片的電晶體都不少於60億個

——麒麟980和蘋果A12都是大約69億個,驍龍845則是55億個。

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高通宣稱,

驍龍855相比於驍龍845 CPU效能提升多達45%,GPU效能提升多達20%,是歷代提升幅度最大的一次。

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GPU圖形核心一直是高通的強項,這次升級為

Adreno 640

,高通自主設計,整合微控制器,並有最低的驅動過載以降低CPU功耗,整體能耗比業界領先,同時還有豐富的圖形技術特性,包括第

一個支援Vulkan 1.1圖形規範

,同時繼續支援OpenGL ES 3。2、OpenCL 2。0 FP。

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高通宣稱,相比於其他7nm處理器,驍龍855可以提供始終如一的超高遊戲效能,不會因為過熱降頻而導致效能隨時間而明顯下滑。

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CPU核心共計八顆,並首次引入了

“超級核心”(Prime Core)

的概念,支援多種核心、頻率組合執行模式,比如

在新的超級核心模式下,一個超級核心有自己的頻率,另外三個效能核心(Perfromance Cores)、四個能效核心(Efficiency Cores)則各自有不同的頻率。

另外驍龍855還繼續支援已有的CPU模式,比如aSMP非同步多核模式,可以讓四個大核心各自執行在不同頻率,比如big。LITTLE大小核心模式,可以讓四個大核心運行同一頻率、另外四個小核心也執行另一個同一頻率。

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驍龍855的八個CPU核心都是基於ARM Cortex架構由高通自主設計而來,包括

更大的亂序執行視窗、最佳化的資料預取(提高能效)等。

其中,

一個超級核心最高頻率達2.84GHz,三個效能核心可以跑到2.42GHz,四個能效核心則是最高1.80GHz。

對於超級核心為何能跑到2。8G4GHz的高頻率,高通表示主要得益於高通的能效調整和最佳化,高頻率也一直是驍龍的優勢,並且達成3GHz頻率也不會太遙遠。

只是如今對於CPU頻率的需求降低了,因為很多特定任務都從CPU中分離出去,比如音訊、影片、張量處理等,不再需要太高的CPU頻率。

快取方面,

八個核心各有自己的二級快取,超級核心每個512KB、效能核心每個256KB,能效核心每個128KB,同時所有核心共享三級快取。

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類似GPU,高通同樣強調驍龍855 CPU效能可保持長期穩定在最高水準,不會像對手那樣降頻。

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高通還稱,驍龍855有著最好的應用啟動效能,不過這個看看就好了。

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三、AI

驍龍855沒有像其他方案那樣整合一個專為AI設計的神經網路引擎獨立單元,而是繼續依賴CPU、GPU、DSP等傳統單元,並

加入新的張量加速器(Tensor Accelerator),專門負責AI,組成第四代AI引擎。

至於為何不做專門的NPU,高通的觀點是不能把所有AI任務都交給一個核心去處理,而是要利用所有可用的資源,來達到效率的最大化,所以整套方案叫做AI引擎。

第四代AI引擎軟體套件可以為高通神經處理器SDK、Google Android NN-API、Hexagon NN、Math Library帶來一系列的提升,而對於更廣範圍網路精度的最佳化和神經網路類別,能實現對終端側AI語音、拍攝、遊戲和XR體驗的支援。

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DSP數字訊號處理器升級為最新的Hexagon 690,自主設計,綜合了傳統DSP能力與新的AI處理能力,並有相應的安全處理能力。

高通還表示,自家DSP已經累計出貨超過100億。

Hexagon 690具備四執行緒標量核心,效能提升20%,四個向量擴充套件核心(HVX),效能提升1倍,以及一個張量加速器(HTA),自主設計,專為AI而設,支援多元數學運算、非線性方程、INT16/INT8與混合精度整數運算。

同時,Adreno 640 GPU ALU算數單元數量增加了一半,支援FP32單精度、FP16半精度浮點運算,Kryo 485 CPU則支援FP32浮點與INT8整數運算。CPU、GPU、DSP加上張量加速器,所有單元綜合實現了專有的、可程式設計的AI加速。

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高通稱,

驍龍855每秒鐘可處理7萬億次操作,比蘋果A12高出多達40%。

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這樣的效能對比驍龍845提高了3倍,對比競爭對手則號稱高出1倍。

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AI除了硬體和技術支援,更重要的當然是生態建設,這方面高通做得深入,擁有極大豐富的框架、系統、軟體、功能、蛇支援,尤其是在軟體生態方面,中國廠商相當搶眼:商湯、曠視、有道、網易、科大訊飛、思必馳、大象聲科、騰訊、百度、阿里巴巴等都在努力。

透過專用的回

聲消除和噪音抑制AI加速

,驍龍855還能帶來更先進的終端側語音助理解決方案,使用者可在任何時候與語音助理進行對話。

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Google也特意來到峰會捧場,重點講了Google Lens與驍龍AI的結合,尤其是延遲可縮短3倍,能效可提升3。7倍。

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四、拍攝

驍龍855集成了

新的Spectra 380 ISP影象訊號處理器,是全球第一個計算機視覺(CU) ISP,集成了大量硬體加速功能,支援最尖端的計算攝影和影片拍攝功能,同時功耗降低高達4倍。

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拍攝時,除了ISP本身的處理流程,驍龍855

還增加了計算機視覺流水線

,透過對人物、背景的進一步識別和處理,提升拍照和錄影質量。

它支援基於硬體的深度感測,

可以在4K HDR 60fps的狀態下實時進行影片拍攝、物件分類、物件分割,使用者可以拍攝一段影片,並精準地對選定的物件或背景進行實時替換。

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不僅如此,Spectra 380還是首

個支援HDR10+影片拍攝的ISP。

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而在功耗方面,高通宣稱CV-ISP方案相比傳統的CPU+GPU+DSP方案可以在人體追蹤時降低一半的功耗,物體追蹤和物體檢測時的功耗則只有五分之一,拍攝4K影片時功耗也能降低到四分之一。

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驍龍855還支援

HELF編碼格式硬體加速

,能將檔案減小50%。

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五、娛樂遊戲

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遊戲方面,

驍龍855是首款支援全新Elite Gaming體驗的平臺,包括True HDR(10-bit色深/超過10億色/Rec.2020色域)、電影級分級調色、電影級色調對映、要求頗高的基於物理渲染(PBR)、Vulkan 1.1圖形庫。

透過定製演算法,

它可以減少90%以上的掉幀

,即便是要求極致的遊戲在驍龍855上也能流暢執行。

官方號稱,Vulkan 1。1相比於OpenGL ES可以將功耗降低20%,基於物理渲染則能將效能提升20%。

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影視方面,

驍龍855具備增強的影院級體驗,首次在移動終端上實現了對HDR10+播放的商用支援,並新增H.265、VP9硬體加速解碼,有利於延長續航。

VR虛擬現實、AR增強現實、MR混合現實等XR應用也是一大焦點,驍龍855支援

8K解析度的Volumetric VR沉浸式體驗

,可以帶來絕對的自由,比如實時、無拘無束地觀看體驗、學習體驗、娛樂玩耍體驗、分享動態體驗,甚至打破現實與虛擬世界之間的視覺界限。

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另外值得一提的是,

驍龍855還是首款支援高通3D超聲波感測器的移動平臺,全球首個支援屏下超聲波指紋識別的商用解決方案,也是唯一一個能夠穿透不同型別汙漬準確識別指紋的移動解決方案,不但可以讓手機裝置外觀輕薄,還具備更高的安全性和準確性。

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