高通骁龙 8 Gen 2 旗舰平台技术解析:性能能效升级,AI 无处不在

2022-11-19 10:21IT之家 (汐元)

11 月 16 日,高通在 2022 骁龙技术峰会上正式发布了全新一代旗舰移动平台骁龙 8 Gen 2。作为下一代旗舰智能手机标配的运算处理平台,骁龙 8 Gen 2 融入了诸多行业领先的技术创新,旨在树立网联计算的新标杆,凭借面向整个平台的开创性 AI 智能设计,赋能非凡的移动体验。

关于骁龙 8 Gen 2 移动平台,相信大家已经对它的基本参数了然于胸。但是在基础参数背后,骁龙 8 Gen 2 还拥有很多可能被大家忽略的技术创新和功能细节。这里IT之家就为小伙伴们将骁龙 8 Gen 2 的技术细节逐一汇总,让大家更好地了解这款即将在明年各大旗舰手机中出镜的处理器芯片。

一、Kryo CPU,性能提升

首先我们来看全新一代的 Kryo CPU,它基于新一代 ARMv9 指令集,采用台积电 4nm 制程工艺,核心架构为 1 个 Cortex-X3 核心,最高主频 3.2GHz ,以提供高单线程性能。还有 4 个性能核心运行在 2.8GHz,分别是 2×Cortex-A715 和 2×Cortex-A710 的组合,以更好地处理多线程工作负载。最后,还有 3 个效率核心,频率为 2.0GHz。整个 Kryo CPU 拥有 8MB 的三级缓存。

之所以采用“1+2+2+3”的四簇架构,高通方面称一个重要原因是为了实现对 32 位应用更好的兼容,因为最新的 Cortex-A715 核心取消了对 32 位应用的支持,只支持 64 位应用,所以高通在性能核心阵列中加入了两枚 Cortex-A710 核心。

在全新架构的加持下,特别是 4 枚性能内核的引入,让全新 Kryo CPU 在性能上相比骁龙 8 Gen 1 提升 35%,同时能效提高达 40%。

内存支持方面,Kryo CPU 现在支持 LP-DDR5X,频率高达 4200MHz(高于 LP-DDR5 的 3200MHz),存储支持新的 UFS 4.0。

二、Adreno GPU

1、基础提升

今年骁龙 8 Gen 2 平台的 Adreno GPU 也迎来多项重要的升级,这是 Snapdragon Elite Gaming 游戏体验的核心。

具体来说,全新 Adreno GPU 首次支持 Vulkan 1.3 API 图形接口标准,让 Vulkan 性能提升高达 45%。同时这一代 Adreno GPU 还内置了游戏后期处理加速器,通过硬件加速让游戏处理性能提升高达 75%

总体而言,新一代 Adreno GPU 性能提升了 25%,能效提升高达 45%

全新 Adreno GPU 在显示体验上也有升级,目前可以支持市面上所有的 HDR 格式,例如 HDR 生动(HDR Vivid)、HDR10/10+、杜比视界(Doby Vision)。其中对 HDR Vivid 的支持是个亮点,这是中国自主的高动态范围视频标准,随着骁龙 8 Gen 2 对这个标准的支持,相信未来会有更多 HDR Vivid 内容的产出。

此外,Adreno GPU 还支持 OLED 老化补偿技术,可以对 OLED 长期使用后出现的画面显示不均匀、次像素渲染和烧屏等问题进行补偿,更可延长屏幕的使用寿命。

对手机屏幕显示规格方面,Adreno GPU 也有升级,现在支持显示 2K 分辨率 144Hz 和 4K 分辨率 60Hz,这意味着接下来可能会出现很多同时支持 2K 144Hz 刷新率的手机。

2、硬件级移动光追

对于骁龙 8 Gen 2 来说,今年 Adreno GPU 最大的看点,无疑是首次引入了对硬件级移动光追技术的支持。

所谓光线追踪,就是用计算来模拟“每一条”光线运行的轨迹、效果,比如光线的反射、折射、散射和色散等等,从而来实现无限逼近于真实的画面光影效果。要完成这件事,需要非常强劲的算力来加持。所以在骁龙 8 Gen 2 的全新 Adreno GPU,高通加入了专门的移动光线追踪加速单元,来负责光追效果的处理。

基于硬件加速的光追性能,让骁龙 8 Gen 2 每秒能处理数百亿次光线相交,尽管这与现实中光线相交的数量还相差较远,但已经足够渲染出栩栩如生的细腻光影效果。

因为计算颗粒度几乎无法达到真实光线数量等原因,直接计算出的光影效果难免会有噪点。而高通为 Adreno GPU 的光追单元加入了骁龙阴影降噪器,以此解决噪点问题。这是专门面向 Adreno GPU 开发和优化的,与目前其他端游级解决方案相比,速度快 4 倍

大家可以通过图片来观看阴影降噪器的效果,经过处理后,原来如同砂粒般的阴影不复存在,效果的确变得更加柔和自然。

硬件级移动光追为游戏画面带来的提升主要体现在三个方面,一个是软阴影,即高保真的半影渲染,其二是光线的反射,在光滑物体表面上可精准呈现物体倒影,其三则是环境光遮挡,也就是周围环境的光影效果也变得细腻、真实。

目前,支持骁龙 8 Gen 2 硬件级移动光追的首批游戏中,《逆水寒》手游无疑是最引人关注的代表。

在发布会后的 Demo 展示区,IT之家也体验到了《逆水寒》手游对光追支持情况的演示,可以看到,在打开光追后,手游的画面确实出现了更多真实的倒影、细腻的阴影效果,看起来更加栩栩如生。

最后值得一提的是,目前虚幻引擎 5 Metahuman 框架也针对高通骁龙 8 Gen 2 做了优化,这让我们接下来能在游戏中体验到更加真实的人物形象。

三、AI Engine

在今年高通官方的宣讲中,没有刻意强调骁龙 8 Gen 2 内置的是“第八代”AI Engine,或许,这与这一代骁龙 8 Gen 2 平台中,AI 几乎做到了无处不在有关。

在今年全新 AI Engine 的 Hexagon 处理器中,高通将 Tensor 张量加速器的尺寸增加了一倍,从而可以大幅提升神经网络计算的效率。

1、专用供电系统

全新 AI Engine 的另一大升级是引入了专用的供电系统。此前,AI Engine 的不同模块如 CPU、GPU、Hexagon 处理器等,它们的供电线路某种程度上是属于同一路的,这样比如当 Hexagon 处理器进行神经网络计算时,会不自觉地把 CPU、GPU 等模块唤醒,尽管可以用软件控制开关,但还是会造成漏电,从而带来效率上的损失或功耗上的增加。而骁龙 8 Gen 2 中,Hexagon 处理器拥有了单独的供电系统,这样它就不会影响其他的单元,更能灵活精细地调控性能,从而带来效率上的提升。

2、支持 INT4

此外,骁龙 8 Gen 2 的 Hexagon 处理器也是全球首个支持 INT4 运算单元,INT4 由于数据量很小,所以相比 FP32 等在处理一些轻度的、或者精度要求不高的运算时拥有明显更高的效率优势,或者在同样的运算时间里,INT4 相比 FP32 等能够运算更多的模型。这就能够在保证运算质量不变的情况下,为新 AI Engine 的效率带来的很大的提升。

比如下面这张图,左边为使用 INT8 拍摄的电影模式视频,右边是使用 INT4 运算拍摄的电影模式视频,两者最终呈现在画质上的差别几乎看不到,但实际 INT4 的效率却要高很多。

3、Hexagon 直连

在骁龙 8 Gen 2 中,现在 Hexagon 处理器能够直接访问 AI Engine 的其他模块,比如 GPU,传感器中枢等等,这样就避免了和外部 DDR 内存做频繁交互,从而达到降功耗、提升效率的目的。

4、支持微切片推理

全新 AI Engine 还有一项升级是支持微切片推理。因为神经网络的运算是分层的,过去进行运算的做法是将每一层的数据放到 SoC 外部的 DDR 内存中进行存取,这样做一方面数据量、运算量大,另一方面访问内存的频次会很高,而微切片推理则可以将每一层的数据切分成小块,然后先放在 SoC 内部的内存中进行读取,在处理完后会再通过算法将数据整合,一次性地做外部内存的读写,从而减少访问外部 DDR 的次数,实现功耗的降低,同时运算效果也会得到提升。

5、传感器中枢

在全新 AI Engine 的传感器中枢中,高通也带来了新变化。相信去年关注骁龙 8 Gen 1 的同学还记得,去年高通在传感器中枢中加入了一枚小的 AI 处理器,用于处理一些情境感知任务。而在骁龙 8 Gen 2 中,高通为传感器中枢又增加了一枚 AI 处理器,这样在双处理器的加持下,传感器中枢的 AI 性能提升了 2 倍,同时内存也提高了 50%。

更重要的是,它能够处理更多的场景用例了,例如语音、音频的处理、智慧感知摄像头、GPS、活动识别、近脸检测、人体检测、眼球追踪、手势检测等等。

在上面这些新特性的加持下,骁龙 8 Gen 2 的全新 AI Engine 实现了整体高达 4.5 倍的性能提升,而能效也有 60% 的升级,这是一个很大的进步。

而所有这些特性升级,还有一个更重要的意义,就是推动骁龙 8 Gen 2 的 AI Engine 向着认知 AI 的方向发展

认知 AI,顾名思义,就是让 AI 以拥有接近人类认知的能力为目标,也就是说 AI 能理解人的想法,情绪、需求,然后在此基础上提供服务。比如,骁龙 8 Gen 2 已经能实现基于情绪认知的内容标记和搜索,就像在相册中,AI Engine 可以分析照片表达的情绪,然后根据不同的情绪进行标记、分类,还能进行搜索。

当然,人类的情感是复杂的,想要做到这一点并不容易,但骁龙 8 Gen 2 的 AI Engine 已经迈出了第一步。

以进行视觉唤醒词、图像分类、关键词检测、异常检测等场景分析为例,骁龙 8 Gen 2 的性能相比前代提升可高达 8.8 倍。这可以说是一个里程碑式的进步。

四、Spectra ISP

骁龙 8 Gen 2 在影像方面升级的关键词也是 AI,新一代 Spectra ISP 是全球首个认知 ISP,它将 SP 的图像认知创新从二维拓展到了三维,助力开启下一代专业影像品质。

所谓从二维到三维,就是现在 Spectra ISP 不仅能认知平面影像的信息,更能从时间的维度分析上下文的语义。

实际实现时,是通过 Hexagon 处理器直连 Spectra ISP,Spectra ISP 为 3 ISP 架构,每个 ISP 都可以通过实时语义分割滤镜先对每一帧 2 维的画面做 8 层语义分割,然后再加入时间深度上的语义,就可以对每层应用做定制化处理,实现影像应用上的进一步发展。

有了这些新特性,Spectra ISP 作为认知 ISP,可以实现过去难以实现的很多新的功能特性。

1、虚化引擎 2

首先是拍摄人像模式的照片或视频时,Spectra ISP 可以实时调整质量,比如实时调整虚化的强度和形状等等,这些都是可以在取景器实时预览的。

IT之家在骁龙峰会的产品演示区也体验了新的虚化引擎,演示中可以看到,即便是视频,Spectra ISP 对人像的抠图也能非常精细,而且背景装饰灯在虚化散景的时候的确可以实时调整形状和虚化强度

2、导演模式

全新 Spectra ISP 可实现的另一项功能是导演模式,在这个模式中,影像系统可以根据画面的人物主体的变化实时切换对焦点,完成前后景深虚化的自然流转,就像真实导演手动变焦进行镜头调度那样自然。

3、Pro Sight

在新 Spectra ISP 的辅助下,骁龙 8 Gen 2 如今也能进行 Pro Sight 的视频拍摄,Pro Sight 视频的比特率相比普通视频提升 5 倍,可捕捉到更多的细节、同时有更少的噪点,以及更少的人为处理痕迹,这样用户可以对视频进行更大幅的后期处理。

此外,全新 Spectra ISP 还与谷歌安卓 13 合作,支持可接入骁龙影像特性的全新 API,同时可以拍摄 10-bit HDR 的视频以及 8K HDR 60fps 视频,支持 2 亿像素的照片拍摄。还有就是,全新 Spectra ISP 还接入了高通传感器中枢内的 AI 处理器,支持第三方神经网络处理体验,比如在此加持下的智慧感知摄像头让你举起手机,即可支付。

4、全球首个基于事件的视觉传感器

不仅如此,高通还和神经视觉技术公司 Prophesee 联合研发了全球首个基于事件的视觉传感器,这是一个事件驱动的传感器,能够实现亚毫秒级别时标时间,相当于每秒能捕获 10000fps 的数据,并且比标准方式少处理 10 至 1000 倍数据。同时,在这个事件驱动传感器的加持下,Spectra ISP 能够在被极端光线隐藏的情境下实现大于 120dB 的宽动态范围,而能效水平可以小于 10mW。

最后需要提及的是,在发布会上,高通还宣布了两款和索尼联合研发的传感器,分别为索尼 IMX800 和索尼 IMX989,前者为 1/1.5 英寸,后者为 1 英寸,这两款是针对第二代骁龙 8 专门调优的图像传感器。

另外,高通也和三星进行了联合研发,推出了针对第二代骁龙 8 优化的 2 亿像素三星 ISOCELL HP3 图像传感器。

五、连接技术

在通信连接方面,骁龙 8 Gen 2 首先采用了此前发布的骁龙 X70 5G 调制解调器及射频系统。在骁龙 X70 中,高通引入了全球首个 5G AI 处理器,支持高通 5G AI 套件、高通 5G 超低时延套件、第 3 代高通 5G PowerSave 和 Sub-6GHz 四载波聚合等先进功能,可实现最高 10Gbps 的 5G 传输速度

同时,骁龙 X70 5G 调制解调器及射频系统还是面向全球市场的解决方案,支持全球几乎所有的 5G 网络连接,还支持面向全球市场的多 SIM 卡 5G+5G 双卡双通。

在 WiFi 方面,骁龙 8 Gen 2 搭载旗舰的 FastConnect 7800 连接系统,支持 Wi-Fi 7 先进特性,例如高频多连接并发技术,可同时利用两个 Wi-Fi 射频实现四路数据流高频连接,从而很大程度上缓解网络拥堵等问题。

同时在 FastConnect 7800 的加持下,骁龙 8 Gen 2 能够实现支持 HBS 的全球最快 Wi-Fi,在 6GHz 频段上的峰值带宽可达到 5.8Gbps,5GHz 上的峰值带宽则有 4.3Gbps,与前代相比速度提升 60%,同时持续时延低于 2ms,能效提升 30-50%,可做到更长的电池续航和更广泛的应用。

骁龙 8 Gen 2 还带来了更卓越的蓝牙技术,现在能够支持 LE Audio,这意味着搭载骁龙 8 Gen 2 的手机可以通过广播的方式将音频同时传送给多对蓝牙耳机,这样和小伙伴们分享音乐时就不用“耳机分你一半”了。

说到蓝牙耳机,在骁龙 8 Gen 2 上,骁龙畅听技术现在也支持动态空间音频了,可以通过动态头部追踪技术实现更具沉浸感的 3D 音乐。

然后,骁龙 8 Gen 2 在蓝牙信号接收范围方面也做了升级,现在接收范围可达到过去的 2 倍,而蓝牙功耗则降低 50%,更支持蓝牙 5.3 协议,以及 48KHz 无损音频串流,并将时延降低到 48ms。

六、安全

最后要说的是骁龙 8 Gen 2 在安全技术方面的升级。在 Snapdragon Secure 的保驾护航下,第二代骁龙 8 支持最新的隔离、加密、密钥管理和认证等功能,专为保护用户数据和隐私而精心打造。这些措施降低了骁龙 8 Gen 2 终端上数据泄密和被恶意使用的风险,比如,骁龙 8 Gen 2 特别加强了对摄像头信息的保护,这些信息在使用过程中仅仅会被安排在高通的可信执行环境中处理,而不会被开放的系统环境读取,同时始终不会离开终端。这样,数据就会得到更充分的保密。

同时,高通还与合作伙伴创迈思加强了 3D 人脸识别方面的数据安全,他们合作研发了全新的人脸识别技术,可以进行活体检测,区分真脸和假脸,让那些看起来很高质量的人脸模型也无法躲过这项技术的“双眼”。

结语

说到这,关于今年骁龙 8 Gen 2 的核心技术解读就告一段落了,可以说,今年的骁龙 8 Gen 2,最大的看点在于无处不在的 AI,无论是影像、音频、连接还是游戏等方面的体验,都有 AI 的深度参与。而在 AI 本身,“认知 AI”成为高通致力于推进的新方向、新阶段。“认知 AI”可以说是 AI 发展的一次“升维”,它让 AI 能够从上下文、时间轴的维度去理解人类的认知情感,这无疑是具有里程碑性质的。而骁龙 8 Gen 2 只是打开了这个新阶段的大门,未来的发展道阻且长,也需要整个生态的共同努力来实现。

当然,对于关注下一代骁龙 8 Gen 2 旗舰智能手机基本体验的同学也不用担心,因为骁龙 8 Gen 2 在整体的性能、能效方面相比上一代都有了非常长足的提升,而且在游戏、音频、连接、安全等方面也有众多新特性加入,相信大家后续在使用搭载骁龙 8 Gen 2 平台的旗舰手机时,会找到曾经熟悉的感觉。

文章价值:
人打分
有价值还可以无价值
置顶评论
    热门评论
      全部评论
      一大波评论正在路上
        取消发送
        软媒旗下人气应用

        如点击保存海报无效,请长按图片进行保存分享