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性能之外 驍龍芯片的這些優勢你知道嗎?

人人都清楚處理器對於智能手機表現的重要性,越來越多的人在考慮購買一部旗艦手機時,會將CPU列為參考的重要指標,這個觀點從某些層面來看是正確的,但卻又不完全正確。事實上,一部手機的體驗並不僅僅取決於CPU或是GPU的性能,當你觀看一個影片、打開一個應用或是運行一個複雜的遊戲,手機處理器內部的DSP、ISP等組件共同擔負著重任,力求更高效地執行這項任務。

就像我們熟悉的高通驍龍移動平台,它已不僅是一顆單純澎湃的“心髒”那麽簡單,俗話說“能者必多勞”,這條紅色的小飛龍同時還肩負著許多不為人知的重任。

AI當道,你的手機就能搞定一切

人工智能是當前科技界最炙手可熱的話題,在過去,複雜的AI運算無法在手機中進行,我們往往需要依托網絡連接,在雲端運算數據庫中進行運算,通過網絡傳輸,隨後在用戶終端側呈現結果。因此,當用戶處於網絡受限的狀態下,AI運算的效率以及體驗往往就會大打折扣,而隨著芯片技術的不斷推進,高通驍龍移動平台已經基本具備本地終端側的AI計算能力。

從雲端走向終端,這意味著在進行AI運算時,時延變得更低,用戶也無須再仰賴網絡,由於本地化,消費者的隱私數據也會變得更安全。

轉換到實際體驗中,AI本身也將影響到手機中的一切基礎體驗,比如個人健康監控,隨著使用的增加,AI會記錄下普通用戶的個人身體狀況,並定製出最適合你的健康計劃;在熱門的遊戲方面,AI能夠對用戶本身的操作邏輯和習慣進行偵測,隨後會在網絡狀況或是系統資源不足時提前做出預判以保證遊戲的順利進行;當手機拍照時,機器學習還能自動對用戶的構圖、對焦點進行預判,AI還可以在拍照時自動識別場景,針對場景進行實時優化,從而提高相機的成像表現。

事實上從很早開始,高通就開始了終端側的AI運算研究,在高通驍龍800系列處理器登場之初,高通就曾經通過模仿人腦計算結構,推出了一款名為“Zeroth”的神經元運算處理器,它與當下熱門的NPU類似(Neural Processing Unit),相較傳統的CPU與GPU運算,Zeroth本身能更快地對外界信號作出反應,並且保持低功耗的運轉。

不過Zeroth神經運算處理器並非為移動設備設計,因此在芯片尺寸和開發環境上與智能手機的需求背道而馳。為了更好的滿足智能手機的終端側AI運算,高通在驍龍660 AIE移動平台上提出了Qualcomm AI Engine人工智能引擎。

和單純的NPU芯片相比,AI Engine人工智能引擎完全將AI運算的任務交由高通驍龍移動平台的各個軟硬體組件協同完成,其中我們熟悉的Hexagon DSP、Adreno GPU以及Kryo CPU紛紛參與其中。如此一來,AI運算無比變得更為靈活,在硬體上通過異構計算可以滿足不同場景下合理調動不同部件,從而滿足AI的各類不同需求。畢竟目前市場上從中端至中高端乃至旗艦市場,仍然以驍龍移動平台為主,倘若一刀切的定義AI應該由單個組件完成,恐怕眾口難調。

在軟體部分,高通驍龍移動平台也引入了全新驍龍神經處理引擎(Neural Processing Engine),支持Android NN API、Hexagon Neutral Network (NN) 等軟體。同時,高通也已經與諸如商湯科技、曠視科技等國內外諸多AI算法公司合作,以拓展AI Engine人工智能引擎在實際應用中的表現。

因此,即便沒有NPU,通過高通驍龍AI Engine人工智能引擎,哪怕是像高通驍龍835這樣的上一代旗艦移動平台,也能夠快速地支持AI應用以及功能的實現。而當前主流的高通驍龍845、710以及670移動平台,已經具備完整的AI Engine人工智能引擎,對於Android開放生態而言,高通的解決方案無疑令手機廠商能夠更靈活的實現AI。

手機取代相機,更強ISP來幫忙

不管相機廠商如何強調單反相機強大的拍攝性能,亦或是微單相機又如何在畫質與便攜兩方面尋求平衡,都無法規避一個重要的事實,那就是智能手機已經成為普通人最重要的拍攝工具。在那些遊客如炬的景點中,我們看到最多的往往並不是舉著重型單反的攝影師,而是輕鬆拿著智能手機哢嚓一張的普通人,我們手中的這個小玩意兒為我們留下一張張人生的回憶。

不過受限於CMOS尺寸和手機鏡頭的限制,智能手機的成像畫質注定無法與厚重的“長槍短炮”相媲美,然而得益於軟硬體的不斷更新,在智能手機一畝方寸的體積內卻實現了諸多新奇實用的新玩法,而它們的秘密,都藏在高通驍龍移動平台中。

如果將一張曝光合適,對焦準確的照片比作一道精美的菜肴,那麽我們熟悉的鏡頭和傳感器就像是料理中使用的鍋碗瓢盆,但眾所周知,真正決定一道菜口味的並不僅限於廚具,如果沒有掌杓大廚精湛的功夫,再優秀的食材都無法發揮作用,而 ISP就像是個經驗豐富的大廚,能夠將各類原料繪製的美味可口。

在CMOS完成一張照片的影像信號采集後,ISP會將它們進行銳化、降噪、色彩優化等處理,免去了用戶後期手動操作的麻煩,因此ISP算法的優劣可以說直接影響了成像品質。深諳這一點的OEM廠商早早就重視起了ISP的地位,比如錘子在T1時代就不遠千里的在日本尋求富士通獨立ISP的優化。但目前在智能手機中,運用最廣泛的,還是高通驍龍移動平台的集成ISP方案。

在高通驍龍845移動平台中就內置有Spectra280 ISP,這是目前性能表現最為優異的ISP方案,除了依舊配備14位雙ISP結構,還支持驅動最高3200萬像素單攝影頭以及1600萬像素雙攝影頭,原生提供增強HDR功能,巨大的資訊吞吐量保證了高像素照片以及多幀合成技術能在按下快門的瞬間完成。而這些黑科技,確保了手機廠商能夠充分釋放CMOS的威力。Spectra 280 ISP也具備當下最詳盡的雙攝影頭支持,不管主流的黑白+彩色方案,亦或是長焦+廣角方案,它都能幫助模組獲得最快速的多幀合成能力。

在日常拍攝中,能否抓拍到一瞬間的驚喜畫面,除了需要我們隨機應變的反應力,也取決於設備本身的對焦性能,高通驍龍820中,Hexagon已經作為協同方參與到對焦中來,而高通驍龍845移動平台則更進一步,依靠Hexagon DSP以及Spectra ISP,帶來了更為可靠的混合自動對焦架構。

看到這裡也許有用戶要問了,對焦性能的優劣不應該與CMOS或是鏡頭本身的對焦馬達有關嗎?為何負責音影片解碼運算的Hexagon DSP會參與到其中呢?事實上,這與Hexagon DSP中的低功率島有關,它負責了手機中所有傳感器的啟用,通過手機攝影頭的進光量或是光線傳感器,Hexagon DSP能夠告知ISP啟用何種對焦模式。

當前,高通驍龍845移動平台已經被廣泛運用於各大旗艦手機中,它不僅為用戶提供著澎湃動力,也讓手機成為普通人日常記錄生活的好幫手。

網速有多快?全在手機的貓

我們已經無法想象沒有手機的日子。在移動互聯網時代,手機作為每個人的連接終端,不僅是我們便捷生活的基礎,也肩負著打發我們每一個無聊午後的重任。餐廳排隊,手機中免費的益智小遊戲消磨著難熬的時間;通勤路上,微信、微博向全世界證明你還活著;便利店買一頓早餐,移動支付免去了你掏出錢包找零錢的尷尬。可以說,沒有智能手機的一天,我仿佛會變回沒有靈魂的原始人。

因此,當手機網速變慢,我們就將備受煎熬,而有關手機網速的全部奧秘,也在那顆小小的手機芯片中。現今的智能手機已經進入了體驗時代,手機芯片已經不再是單純的CPU、GPU的概念,比如當前最為普及的高通驍龍移動平台,就集成了CPU、GPU、ISP、DSP以及Modem,所有的體驗都能通過這一塊小小的芯片搞定,而關乎網絡的連接性能,自然就是Modem的責任啦。

這裡說到的Modem其實與我們傳統意義PC所採用的“貓”概念一致,它決定了設備本身連接網絡、處理資訊以及發送資訊的速度,還保障了Wifi連接的速率,可以說,你的手機能不能在地鐵、電梯這樣極端的環境中接收到網絡信號,保證數據與伺服器的同步,完全取決於這塊小小的Modem。

而這恰恰也是高通驍龍移動平台的優勢所在,在當前高通驍龍845移動平台中內置有第二代千兆調製解調器X20 LTE,其支持最高Cat.18下行速度,但這並不僅僅意味著更快的速率,同時也會帶來更穩定的網絡速率。X20 LTE最高支持5載波聚合,更多信道也會帶來更好的信號表現,而4X4 MIMO本身令X20 LTE具備更好的資訊接收能力,相較高通驍龍835中的X16 LTE調製解調器,表現提升20%。

X20 LTE調製解調器也提供雙VoLTE語音功能,現在雙SIM卡已經無需區分主卡和次卡,現在兩張SIM卡在裝配有高通驍龍845處理器的手機中,都能獲得最快的LTE連接。高通驍龍845移動平台增加了諸多WiFi協定,雖然在支持項目上與高通驍龍835類似,但整體的連接體驗和效率會變得更高。反映到實際表現,連接速度將提升16倍。

自X16 LTE調製解調器開始,高通已經掌握了千兆下行速率,而X20 LTE將下行速率再次提升20%。事實上,基於載波聚合技術的演進,千兆網絡也將成為5G技術發展的基石。早在3GGP制定LTE Release 13標準時,提出了千兆下行速度的目標,要實現此目標必須應用大規模載波聚合技術(Massive Carrier Aggregation)。運營商的頻段資源是分散在不同頻段上的,一個設備只能使用單個頻段的載波。但載波聚合技術能夠將多個連續或者非連續的分量載波聚合獲取更大的傳輸帶寬,從而獲取更高的峰值速率和吞吐量。

在LTE Release 13上3GPP是希望用5個載波實現1Gbps下行速度,商品化時高通(Qualcomm)驍龍X16 LTE調製解調器隻用了4個20MHz載波實現了1Gbps。但隨著網速提升,載波數量必須提升,高通驍龍X20 LTE調製解調器為實現1.2Gbps下行速度已經動用了5個20MHz載波。5G要實現數Gbps下行速度必須繼續增加頻寬、增加載波,千兆LTE網絡開始應用大規模載波聚合千兆網絡是5G最好的試煉。

2016年,高通已經推出了第一塊支持5G網絡的調製解調器——X50 LTE調製解調器,上個月,高通也宣布了下一代7nm工藝打造的系統級芯片台將可以與X50 5G調製解調器搭配,成為首款支持5G功能的移動平台。而在此之前,諸如小米、Moto等廠商已經率先帶來了5G商用商品,它們都將在2019年正式與消費者見面。

手機不止處理器那麽簡單

隨著移動市場的蓬勃發展,智能手機能夠處理的日常任務也已經變得越來越多,這意味著單純的處理器性能提升已經無法滿足紛繁多變的使用場景。通過多組件的協同工作,高通驍龍移動平台不僅為旗艦手機們提供著澎湃動力,同時也帶來了更為優異的使用體驗,這恰恰就是高通領先友商的優勢所在。

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