智东西(公众号:zhidxcom)
文 | 心缘

智东西12月4日夏威夷报道,北京时间12月5日,高通骁龙技术峰会第二天,高通进一步揭晓了年度旗舰芯片骁龙865的性能细节。

所有发言人将“骁龙865”称为“猛兽”,并号称为了打造这款芯片投入了10000名工程师。而且全方位展示其5G、AI、摄影、游戏、安全的所有细节,并高调宣称做到业界最好。

昨天还因为外挂5G基带而饱受争议的骁龙865,到底有没有满足“真香”定律呢?

下面,我们先一睹为快这款芯片的最大亮点:

高通骁龙865性能全解密!外挂5G真相公开,AI、拍摄、游戏“真香”

1、制程:采用台积电7nm制程工艺(骁龙765/765G采用三星7nm EUV制程工艺);

2、连接:支持Sub-6和毫米波的“5G”,最高下行速率达7.5Gbps(此前5G SoC均不支持毫米波频段),支持动态频谱共享(DSS);支持WiFi 6协议。

3AI引擎:内置新张量加速器LPDDR5内存算力达15TOPS,较上一代提升2倍。

4、低功耗:采用高通传感器中枢和低功耗摄像头,使得摄像头耗电<1mW、多词语音唤醒耗电<1mA,并提供可扩展传感器架构。

5、CV-ISP每秒可处理20亿像素,每个时钟周期可处理4个像素;率先支持8K@30fps视频、杜比视界视频、960 fps不限时视频录制;边录边拍:支持4K HDR视频拍摄和64MP拍照;支持最高2亿像素图像;通过与谷歌合作首次实现动态调节景深格式。

6、游戏:率先支持144Hz刷新率提供端游级正向渲染,首次在安卓系统支持可更新的GPU驱动程序,Snapdragon Elite Gaming性能较上一代提高25%

7、安全:首次集成安全处理单元(SPU),支持双卡双待

8、CPU采用全新Kryo 585架构,包括一颗2.84GHz A77、3颗2.4GHz A77、4颗 1.8GHz A55,相较上一代,性能和能效各提升25%

9、GPU采用Adreno 650架构,较上一代图像渲染能力提升25%,能效优化35%

根据GeekBench4的公开数据,骁龙865在的跑分为单核4303、多核13344,超过麒麟990 5G,但单核明显与苹果A12还有差距。

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一、连接:真5G+WiFi 6,适用全球多国

通信是手机第一大核心功能。人们用手机最关心的一般有两件事——通话信号好不好、移动网络快不快。

这次骁龙865的两个亮点,一是支持WiFi 6协议,二是号称5G最强,不过最富争议的地方也在5G上。

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WiFi方面,骁龙865外接新一代WiFi 6高通FastConnect 6800子系统,最快1.8Gbps,时运行2.4G和5G频段,支持8路上行链路MU-MIMO,可同时连接两个独立的蓝牙耳机。

通过引入Qualcomm aptX Voice技术,骁龙865成为首款以无线方式支持蓝牙超宽带语音(SWB,Super Wide Band)的移动平台,能为无线耳机提供清晰音质、更低时延、更长电池续航和更高链路稳定性。

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5G方面,骁龙865旨在让全球不同国家的消费者都能使用。

骁龙865通过外挂第二代骁龙X55调制解调器及射频系统,包含5G能耗节省、智能传输、宽带包络追踪、信号增强等多种技术,从而支持更广网络覆盖、更快数据传输和全天电池续航。

该系统支持SA、NSA、动态频谱共享(DSS)、全球5G漫游,并支持多SIM卡,同时适用于Sub-6和毫米波5G最大下行速率达7.5Gbps,4G最大下行速率达2.5Gbps

外挂的优势就是通信速率快,被吐槽的缺点也很多,比如功耗大、占空间、发热严重、影响续航能力等等。

虽说高通仍选择外挂5G基带,这并不代表它技术不过关,因为集成5G基带同时支持毫米波的难度确实比较大。

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从上图可见,此前三星、联发科华为所做的5G SoC都“阉割”了毫米波,三星能支持毫米波的Exynos 990也选择的是外挂方式。

高通中国区董事长孟樸在与媒体交流时解释说,骁龙865采用外挂方式,一方面是考虑最佳连接、最佳计算性能,另一方面想兼顾仍有4G旗舰手机需求的厂商。

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高通产品管理高级副总裁Keith kressin表示,早些年高通都采用集成基带的方案,但8系列不再使用集成方案,高通未来在低层级的产品上尝试更多的集成方案。

虽然集成可以节约成本和空间,但据他介绍,高通发现在旗舰手机上使用分离的AP+BP方案同样能达到很好控制性能和功耗,而且能在设计时提供更灵活的空间设计。对于OEM厂商而言,这一方案更能适应5G发展需求,能让芯片更快走向商用规模化。

高通骁龙765/765G也是5G SoC,采用三星7nm EUV,且同时支持Sub-6和毫米波,但作为中端芯片,它对Sub-6要求没那么高,一定程度上可能为了保毫米波而牺牲了Sub-6的部分性能。

其实支不支持毫米波这事儿跟国情有关。

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这是昨天高通总裁Cristiano Amon亮出的一张PPT,可以看出,美国在毫米波的推进上速度是最快的,欧洲、日本、韩国预计明年普及毫米波,而我国预计到2021年及以后。

当前我国商用5G建设主要仍聚焦在Sub-6频段,对毫米波的刚需暂时没那么大,也就是说,5G基带芯片支不支持毫米波短期内对国内手机用户没太多影响。

二、AI:算力达15TOPS,支持实时语音翻译

作为明年各大安卓旗舰机的动力引擎,骁龙865的性能和AI算力一直非常受关注。

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据悉,迄今已有10亿终端设备用上高通的AI技术。骁龙865中几乎每一部分都与AI有关,其AI性能提升尤其归功于内存、GPU、DSP的提升,算力达到15TOPS,是上一代的2倍。

现场演示了实时语音转文字+英文译中文功能,号称是靠骁龙865支持,如果完全没走云端,其性能真的相当出色。

另外现场也演示了骁龙865如何支持音频风格变换,即老外说一句话让机器用翻译成中文,机器的发音方式就像老外讲中文一样,带着浓浓的外国腔。

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该芯片采用LP-DDR5内存,将带宽提升30%

Adreno 650 GPU新增AI混合精度指令集,将运算速度提升2倍,支持FP32、FP16的计算加速。

重头戏在Hexagon 698 DSP上,采用新张量加速器,其TOPS性能是前代张量加速器的4倍,同时运行能效提升35%,支持INT8和INT16计算。

DSP中采用深度学习带宽压缩技术,能将终端数据无损压缩50%,数据精度不会受到任何损失,从而减少内存传输,节省能耗。

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如图,骁龙865直接和两家友商对比,在几个分类网络上的峰值性能和能效都明显更高。

另外骁龙865还通过采用全新高通传感器中枢(Sensing Hub),以极低功耗支持健康感知、安全防护、文本识别、语音识别等功能。

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强化AI功能不仅靠硬件,还有与多种软件、工具包的结合。

比如骁龙865支持PyTorch、TensorFlow、ONNX等多种AI框架,为了让他们在移动端跑的更流畅,还专门升级高通神经处理SDK

高通神经处理SDK与安卓神经网络API配合,可为开发者带来更多访问与接入,能将Hexagon处理器速度提升3-5,并将语音识别功能从云端移至手机端,节省3能耗,能效提升30%

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该平台不仅提供超过160个算子,而且支持用户自定义算子。

为了支持更高效的移动端AI开发,高通打造Hexagon NN Direct工具来支持TensorFlow Lite,比如字节跳动就使用这一工具来用卷积神经网络CNN)处理超分辨率任务。

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再比如Loom。ai一个相当有意思的AI应用也通过这个工具来使用多种CNN,使得用户可通过3D人像化身和其他人开视频会议。

因为骁龙865提供足够的性能和功效,这个3D人像化身可以实时同步用户的动作和表情,而且随意切换自己喜欢的背景,既能提高生产效率,也让开会变得很有趣。

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另外新的高通AI模型效率工具包(Qualcomm AI Model Efficiency Toolkit),能将模型压缩3,同时精度损失不到1%还能通过面向INT8的无数据量化和quantization aware training,将每瓦性能提升4

Snapchat工程高级总监Yurii Monastyrshyn表示,高质量视频帧率至少要30fps,通过骁龙865支持,其速度是原来使用CPU的4倍、使用GPU的2倍。

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骁龙865还采用新一代超声波3D屏下指纹传感器3D Sonic Max,支持识别的面积是前一代的17,识别错误率降低到了百万分之一,支持使用两个手指进行认证。

三、拍摄:史上最大升级,支持8K和杜比视界视频

摄影的未来是计算摄影,将要支持主摄、长焦、人像、超广角、微距等多类摄像头。无论是人脸识别、各种识图软件还是AR互动,都要依赖摄像功能。

被称为“摄像头之王”的高通产品管理高级总监Judd Heape说,这是高通ISP有史以来最大的升级

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骁龙865采用自研CV-ISP Spectra 480,每个时钟周期可处理4个像素,可以每秒可处理20亿像素的速度来拍摄慢动作视频,捕捉每一毫秒的细节。

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它也是全球第一个移动端HDR 10+支持者,能呈现10亿种色彩

同时,它支持录制8K@30fps视频、4K@120fps视频,可录制流畅的4K慢动作,还是第一个支持960fps无时间限制拍摄高清动作视频的芯片。

过去我们用手机拍照定焦需要点屏幕中间的位置,但该ISP将自动对焦点升级到9倍,也就是说不管点屏幕哪里,都能即刻对焦,拍摄体验会明显提升。

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骁龙865还将支持四CFA(彩色滤光片阵列)图像传感器。

该芯片针对降噪加入专用硬件,在弱光环境下过滤噪点,同时保留纹理、边缘等细节,还能通过局部补偿功能增加细节,将录制视频期间的像素处理量提高40%并且将功耗降低16%,纹理清晰度增加18%

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过去边录边拍会受制于视频分辨率,4K最多达到800万像素,而现在骁龙865可支持每张6400万像素的拍照模式。手机最大可拍摄有2亿像素的图像,非常适合长焦远距离拍摄。

高通已经与世界各地图像传感器厂商合作,支持这么强大拍摄性能的移动终端2020年就会问世。

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上述图像处理能力主要依靠骁龙865顶部的三个模块:HiSpeed、EVA、HEIF。

HEIF格式图片可以节省50%的存储空间,可以实现视频照片混合、计算机视觉等功能。高通通过与谷歌合作首次实现动态调节景深格式,拍摄完的景深图还能保存下来和调整焦点等参数。

骁龙865全球第一次实现在移动终端上支持8K 3300万像素图像,目前它的多数竞品仅支持4K。

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此外,它还是世界支持第一个杜比视界视频拍摄的芯片,支持在4K HDR@60fps的状态下实时进行视频拍摄、对象分类和对象分割,使得每个人都有机会像专业创造者那样拍摄出细节丰富的大片

不仅如此,在十亿像素级高速ISP和第五代AI 引擎的共同支持下,终端可以快速、智能地识别背景、人像和物体,从而根据不同用例拍摄真正定制化的照片。

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尤其是图像语义分割,堪称是美颜“重度患者”的福音。

传统成像算法一做降噪就把整张图片都去噪声了,会导致部分地方造成不必要的细节损失。使用语义分割就能预先判断图像中每一部分分别是什么,再针对这一块的图像处理特征进行相应优化,既做到降噪,又保证该有的细节不缺失,同时实现色彩增强、美颜等功能。

另外高通与虹软合作,结合虹软全新智能多摄像头拍摄技术(简称多摄技术),可实现媲美单反相机的平滑自然变焦体验。

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在变焦过程中,虹软多摄技术还提供矫正超广角畸变、针对高倍变焦拍摄的防抖、

多摄技术通过与高通芯片协同,可带来高性能的场景检测能力、更丰富的景深特效能力、画质超清的影像增强能力。

可通过多摄手机实现平滑自然的智能光学变焦体验,虹软智能视觉算法还提供矫正超广角畸变、针对高倍变焦拍摄的防抖、智能光线调节等能力。

四、游戏:端游级正向渲染,首次实现144Hz刷新率

手游对手机来说举足轻重。游戏占所有智能手机支出的43%、所有应用商店消费的74%,每年手游收入达685亿美元,预计到2020年电竞观众将有5.18亿人。

高通游戏&XR市场销售总监Leilani DeLeon说,中国80%的游戏玩家想要专用的游戏手机。

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骁龙865面向游戏玩家做了很多相当有吸引力的升级。

除了将Snapdragon Elite Gaming性能较上一代优化25%外,骁龙865支持90fps绝地求生移动版合作,腾讯QQ飞车等游戏则能达到120 fps,还首次在移动终端实现144Hz刷新率,能给移动HDR游戏提供更高品质的显示和视觉保真度。

职业eSports玩家Myth表示,电竞玩家往往希望帧数刷新率越快越好,144fps这个水平玩《堡垒之夜》已经非常棒了。

另外,骁龙865是首款在Android平台上支持端游级正向渲染(Desktop Forward Rendering)的移动平台,能在保证低功耗的前提下,支持游戏开发者引入端游级多动态光源和后处理,能创造影院级逼真的移动游戏体验。

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在OEM厂商提供Adreno GPU可更新驱动之后,骁龙865首次在移动终端上支持用户直接从应用商店下载GPU驱动,并通过谷歌协作,确保无缝对移动设备进行更新,不受手机版本限制。

高通还拥有自适应游戏性能引擎(Snapdragon Game Performance Engine),支持面向游戏的毫秒级优化,能实时监督工作负载,确保玩的过程尽可能顺畅稳定。

为了提升画质,骁龙865还支持超现实增强画质(Game Color Plus)技术,来增强细节,提升更高色彩饱和度。另外Adreno 650 GPU也支持Adreno HDR快速混合(Adreno HDR Fast Blend)特性,可以加速火焰、下雪等复杂粒子系统和渲染的重度混合,在部分操作能将性能提升2

五、安全:集成安全处理单元,支持双卡双待

在安全隐私这个越来越受大众关注的领域,高通也做足了功课。

骁龙865对其ISP、DSP、存储分别作做了安全优化。即使安装恶意软件,数据也不会被复制到安全区以外。

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该芯片中集成了安全处理单元(SPU),可提供面向摄像头安全、内容、存储、密码、访问等多重防护。

SPU首次集成在骁龙865上,是首款支持SIM双卡双待的SoC。

骁龙865还与谷歌合作,第一个在安卓系统上支持新的安全凭证API。

也就是说以后出门只要不落下手机,驾驶证、会员卡等各种主要证件都可以通过手机的卡包来出示。

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六、骁龙865从设计到实现全历程

根据高通高级副总裁Christopher Patrick介绍,骁龙865从2016年至今历时三年打磨而成,总计投入约1万名工程师

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第一年主要做研发IP,规划各种模块,界定平台要满足什么需求。比如确定图像质量增强、AI摄像头特征等需求,需要DSP调整的机器学习技术即在第一年完成。

第二年完成了产品定义,旨在满足系统级方案。例如在SoC层级,8K需要更好GPU、AI引擎、安全处理单元等组件。在之后的芯片级,需将各种子系统组合在一起。最终打造出手机级别的系统,完成硬件、软件和优化方面的设计。

第三年实现客户级别的合作,为支持数以百万级的用例而做大量调优测试,与业界合作伙伴在内容、技术、方法等各方面合作完成最终设计。

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结语:AI/摄像/游戏性能大升级

在发布会结束后的问答环节,高通三位产品技术发言人也解答了一些细节问题。比如两款新芯片分别选择三星和台积电代工,是因为高通认为台积电N7P和三星7nm EUV差别不大,高通出于量产优先和成本的考量,做出这一选择。

另外据高通产品管理高级副总裁Keith Kressin回应,此次高通在CPU上选择Arm的A77核心,没有用自研核心,是因为高通和Arm一直紧密合作,现在A77架构已经很不错,如果高通将精力放在架构魔改上回报率不高,不如将专注于提升其他芯片功能。

从GeekBench4上公开的跑分来看,骁龙865的CPU单核性能还没有追上苹果A12。不过此次骁龙865在AI、拍摄、游戏方面的大升级已算是诚意十足。

AI更像是生产工具,融入到包括拍摄和游戏的各种功能中,而无论是摄像的支持像素量和处理速度,还是游戏的屏幕刷新率,都将带给手机用户全新的甚至堪比专业设备的新体验。

明年,小米、OPPO、诺基亚摩托罗拉、黑鲨、酷派、iQOO、联想、魅族、努比亚红魔、一加、Realme、Redmi、坚果手机、TCLvivo、闻泰、中兴和8848等,均计划未来发布的5G移动终端中采用新的高通骁龙5G芯片。

那么在新的一年,市场上将涌现一批算力提速、拍摄性能飙升、游戏体验更爽的手机,为消费者带来更多选择。