從1973年紐約曼哈頓街頭撥通世界上的第一通電話,到下一個十年,電影《華爾街》中Michael Douglas通過一臺支持模擬信號的手機,在華爾街叱咤風云。而到了3G/4G時代,人們用手機收發郵件、觀看視頻、社交媒體,智能手機的體積越來越便攜,性能卻越來越強大,成為如今絕大多數人們的信息中樞。而對于當前的智能手機,平臺無疑是最重要的部分。而對于旗艦智能機,每一代的驍龍旗艦平臺則是絕大部分旗艦手機的最優之選。截止目前,已經擁有超過160款已經商用或者正在開發的移動終端設備采用了驍龍845。而對于2019年的各家旗艦,最期待的無疑還是驍龍855。
在18年底驍龍年度技術峰會上,高通正式展示了最新一代商用平臺驍龍855,并且在現場基于原型機進行了跑分測試。我們今天就根據已經公布的芯片信息,并且結合跑分數據,來對驍龍855的性能有更多的了解。
首先是驍龍855的基本信息:驍龍855采用最新的7nm工藝,Kryo 485架構,一顆主頻為2.84GHz的超級內核、三顆主頻為2.42GHz的性能內核、四顆主頻為1.8GHz的效率內核,1+3+4的三簇八核心;GPU為Adreno 640,性能上有20%的提升,支持Vulkan 1.1;在AI方面,高通驍龍855支持第四代多核人工智能引擎AI Engine,AI性能較驍龍845提升了3倍;驍龍855采用了Spectra 380 ISP,集成了大量硬件加速的計算機視覺(CV)。而在高通最拿手的基帶方面,驍龍855采用了X24 LTE modem,最高支持LTE Cat20,并且能夠支持外掛X50 5G基帶。總的來看,高通驍龍855在各方面,都達到了目前移動平臺的最高水平。
Kryo 485:
對于一款處理器的性能,架構是決定其性能非常重要的一部分。一直以來,高通在架構上都走在移動平臺設計的最前列,半定制化的設計使得高通每年的旗艦SoC在性能上都比采用公版架構的競品在性能/功耗上有所領先。舉個不太恰當的例子,假如ARM的公版相當于開發商交付給你的一間毛坯房,而高通所做的就是將這間毛坯房根據自己的需要,繼續進行精裝修。既保證了符合ARM公版的規范,又針對自己的需求進行了優化。
驍龍855采用基于Cortex-A76半定制化打造的Kryo 485,并且在BIG.Little的架構上進一步升級,考慮能效和CPU叢集之間的平衡,在這一代如引入“超級內核”(Prime Core)的概念。其實高通在對于CPU調度的歷史上可以追溯到2012年的APQ8064,采用aSMP(異步對稱式多核)技術,讓每一顆CPU以不同的主頻運行。而之后進化到BIG.Little架構,再次引入了擁有不同主頻的異步CPU來實現更高能效。而對于如今的超級內核,高通希望能夠通過一個超高主頻的CPU來保證極限性能,剩下的CPU保證日常使用,來實現性能與功耗之間的平衡。
因此可以看到,驍龍855上搭載那顆2.84GHz的超級內核,對比麒麟980最高的2.6GHz,性能核心2.42GHz對比麒麟980的1.92GHz,整個在性能方面都顯得更加激進。這樣的策略,也造就了驍龍855成為自驍龍800以來性能較上一代提升最為顯著的一代CPU。根據官方數據,驍龍855相比驍龍845在性能上提升了45%。而從跑分也可以看出,無論是安兔兔的362110分,還是Geekbench單核3507、多核11254分,都體現了驍龍855跨越式地提升。
而對于功耗,在驍龍技術峰會上的展示,驍龍855在一些日常使用與游戲場景下,峰值功耗均小于驍龍845。這點我們也只能等到拿到商用量產機,再進一步測試。
Adreno 640:
在GPU方面,安卓的世界里,Adreno說一恐怕也沒人不服。可以看到,對于各大手機芯片廠商,能做CPU的還有幾家,但能自主設計GPU的可以說是鳳毛麟角。此次驍龍855采用Adreno 640,高通一貫在Adreno上并不會公布太多技術細節,根據官方宣稱,Adreno 640相比Adreno 630在性能上提高了20%,而在功耗上依然保持了業界領先的能耗比,并且搭載集成式微處理器來控制功耗,降低CPU功耗過載的高效驅動,保證Adreno 640的高能效。
另外,在Adreno 640上,高通增加了50%的算數邏輯單元(ALU),我們知道,Adreno 630的ALUs是512,那么Adreno 640則應該為768 ALUs。并且Adreno 640針對FP16(半精度)和FP32(單精度)進行優化。筆者猜測,這樣的增加,一方面是用來針對圖形渲染處理能力,一方面或許是用來進行AI運算。而且值得一提的是,Adreno 640支持Vulkan 1.1、高動態范圍(HDR)和基于物理渲染(PBR)。
跑分數據,Adreno 640相比于Adreno 630的整體跑分上并沒有明顯優勢,各項數據也都是只有“略微”地提升。這也印證了我們之前的判斷,增加的ALU,主要是用來為AI提供計算。
Hexagon 690:
在AI方面,驍龍855采用第四代AI Engine,官方給出的數據是能夠實現超過每秒超過7萬億次運算(7TOPs),相比驍龍845整整提升了3倍。盡管很多人都對高通并未在驍龍855中加入獨立NPU這件事有疑問,但高通還是以真實的性能進行了回應。在驍龍855中,高通依靠Hexagon 690處理器來實現“傳統DSP+AI算法”的組合,整個Hexagon 690包含一個全新設計的Hexagon張量加速器和四個Hexagon向量擴展內核,達到驍龍845向量處理的兩倍,并且還增加了四線程標量內核,綜合實現了專有的、可編程的AI加速。不僅如此,包括我們前面所說,針對Adreno 640增加50%的ALU,以及在Kryo 485上新增了對全新的點積指令的支持,整個這一套下來,才使得驍龍在沒有獨立增加APU的前提下,有了實質性算力上的提升。
值得一提的是,可以看到,整個Hexagon 690的面積,比Kryo485和Adreno 680都大。
而且在軟件方面,驍龍855不僅支持第一代高通AI Engine上推出的神經SDK,而且還在Android O上加入了對Google NN API的支持,在Android P上新增對更多算子(operator)的支持,已經對TensorFlow Lite的支持。針對于AI開發者來說,在編程時能提供更加便利的靈活性。
跑分并不能準確還原驍龍855:
對于安卓手機,高通驍龍855儼然是目前移動平臺中的絕對王者。明顯提升的CPU性能,依舊領先的GPU性能,以及“大躍進”式AI性能地提升,都使得驍龍855在性能方面成為2019年旗艦手機的首選,毫無疑問。甚至開個玩笑地說,最近兩年,手機圈每年的開年大戲,不就是看誰家能首發驍龍最新一代的移動平臺么?
但除此之外,跑分只是一個分數,從某種意義上,它可以反映CPU、GPU這些性能的指標。但這也只是一個超高集成度平臺的一部分。而在比如連接性、拍照性能和一些娛樂性能方面,跑分暫時還沒辦法完全體現這些功能。比如驍龍855上提供的X24 LTE modem,最高支持LTE Cat20,并且支持6GHz以下的毫米波頻段,為多人VR游戲、AR購物等這些功能打下基礎。這些都是跑分所無法涉及的。我們也期待在后續拿到基于驍龍855的商用量產機后,進行更多功能的體驗。