骁龙845的6大重点性能介绍

美国当地时间12月6日,北京时间今天凌晨,高通正式发布了骁龙845移动平台,公布了骁龙845的详细细节参数。跟昨天高通预告的一样,骁龙845的关注点主要放在了拍照、虚拟现实、人工智能、安全性、连接与续航能力这六大用户需求。下面我们来一一介绍。
三星最新10nm lpp工艺
作为全球首款基于10nm的移动处理器,高通上一代的骁龙835在发布之时可谓是吸引了无数的眼球。当时的骁龙835是基于三星的第一代10nm finfet (lpe)制程,时隔近一年之后,骁龙845也已升级到了三星的第二代10nm lpp制程。
就在11月29日,三星就宣布开始大规模量产第二代的10nm lpp制程,而其量产的芯片应该就是三星自家的exynos 9和高通的骁龙845。
根据三星官方公布的数据显示,相较于之前的10nm lpe工艺来说,针对低功耗产品所研发的第2代 10nm lpp制程,可使性能提高10%,功耗降低15%。而且,由于该制程是延续于已经量产中的 10lpe 制程,所以将可以大幅缩短从开发到大量生产的准备时间,并提供更高的初期生产良率,因此更具有市场竞争优势。
全新kryo 385内核,性能、能效大幅提升
在cpu内核方面,与芯智讯此前猜测的一样,骁龙845此次所采用的kryo 385 gold大核是基于arm cortex-a75修改的;而作为小核的kryo 385 silver则是基于arm cortex-a55修改。
其中,四颗大核kryo 385 gold拥有4×256kb的二级缓存,四颗小核kryo 385 silver则配备了4×128kb二级缓存,虽然相比之前的骁龙835略有缩小,但是这个二级缓存都是独立的存在的,而且骁龙845还首次加入了2m的三级缓存,同时借助于arm新的dynamiq big-little技术,骁龙845的八颗核心都可以直接共享2mb三级缓存进行信息交换,也就是说四颗大核可以调用的缓存达到了3mb,四颗小核可调配的缓存达到了2.5mb,相比之前的kryo 280来说提升了1.5-2倍。
具体性能方面,高通公布的信息显示,kryo 385 gold的主频为2.8ghz,性能相比之前的kryo 280大核提升了25-30%。不过需要注意的是,之前的kryo 280的主频仅2.45ghz。也就是说,这个大核性能的提升有部分是来自于cpu主频的提升。
另外,前面提到,kryo 385 gold是基于arm cortex-a75修改的。根据arm之前公布的资料就显示,10nm的cortex-a75主频可以提升到3ghz主频,性能是cortex-a73的1.2倍,kryo 280就是基于cortex-a73修改的。如此看来,高通此次骁龙845大核心的性能提升主要还是依赖于arm的新的内核,以及10nm制程上的优化,当然自己对于内核的一些改进和优化也起到一些作用。
骁龙845的小核心kryo 385 silver的主频为1.8ghz,是基于arm cortex-a55修改的,虽然相比之前的kryo 280的小核(基于cortex-a53修改,主频1.9ghz)略有降低,但是性能却提升了15%。
总的来看,此次骁龙845在性能上确实还是有着不小的提升。更为值得一提的是,在性能提升的同时,能耗还得到了进一步的降低。根据arm公布的资料显示,10nm的cortex-a75的能效则是16nm cortex-a72的1.8倍左右。而cortex-a55在相同的频率与工艺条件下,内存性能最高可达cortex-a53的两倍,效能比cortex-a53高15%。同时,借助于arm的dynamiq big-little技术(比如可以单独开启任意1-4个大核和任意1-4个小核,或者只开启1-4个大核或1-4个小核,不再像之前那样,要么八核全开,要么只开启四个大核,要么只开启四个小核),能够进一步优化大小核之间的调配,提升能效,延长电池续航时间。
新一代adreno 630 gpu:vr性能大幅提升
在gpu方面,此前骁龙835在gpu上的升级就不大,adreno 540的架构和骁龙820 adreno 530完全一样,只是做了一些优化调整。而此次骁龙845则首次采用了全新一代的adreno 630。
根据高通公布的数据显示,adreno 630相比之前adreno 540性能提升了30%,能效比提升30%,显示吞吐量提升了2.5倍。
前面提到,虚拟现实体验将是骁龙845重点关注的一个点,所以,骁龙845此次也加入了全新的adreno foveation技术,即支持对于眼球视网膜中央凹的追踪。
人类的眼球只有眼球中央凹(fovea centralis)附近的区域有较高的分辨率,而周围的分辨率会急剧降低,甚至还达不到中央的1/10。所以,vr设备可以利用这一特性,在设备中加入对于眼球中央凹追踪的追踪,当用户看向某个方向的时候,设备只需对这一个范围进行高清晰度的渲染,其他区域进行低清晰度渲染即可,这可以极大的降低gpu的负荷(不再需要全局的高清晰度渲染),提升效率,降低能耗,同时可以确保用户无论看向哪个方向都能够获得最佳的视觉体验。有数据显示,采用这一技术可以将渲染性能提升2-3倍。
新一代spectra 280 isp:提供强大的拍照和视频拍摄性能
拍照性能是骁龙845另一个主要的关注点,而isp芯片则是影响拍照性能的关键。骁龙845此次整合了全新的spectra 280 isp,虽然与之前的spectra 180一样,支持3200万像素单摄像头或1600万像素双摄像头,不过,spectra 280加强了在暗光环境下的表现,支持超高品质的拍照和视频拍摄体验。
目前dxomark上评分最高的智能手机是搭载骁龙835的google pixel 2,而未来搭载骁龙845的设备上市之后,高通表示将有信心能突破100,继续保持领先地位。(芯智讯注:google pixel 2之所以能够得到98的高分,也得益于其采用了索尼的dual pixel图像传感器。另外,pixel 2还配备了一颗未激活的图像处理和机器学习协处理器——pixel visual core)。
另外,spectra 280还支持10bit色深,能够带来更好的色彩还原能力,能够让拍摄的照片看起来更加自然。色域也从骁龙835的rec.709提升到了rec.2020,能够支持更多的色彩,可以让照片实现更高的亮度、饱和度和对比度,尤其是在高光环境下的表现会更出色。与其前代产品对比,骁龙845能够捕捉高动态范围色彩信息提升了64倍。
在视频拍摄方面,得益于spectra 280 isp的加持,骁龙845可支持4k 60fps的超高清视频拍摄,编解码支持h.265 4k 60fps。官方宣称能带来好莱坞级别的画质体验。
同时,骁龙845还能够拍摄480fps的720p慢动作视频。而在此之前,只有索尼的旗舰机xz premium和旗舰xzs能够达到比这更高的级别,可以以近1000fps的帧率拍摄1080p视频。而这主要得益于索尼在今年2月初最新研发的三层堆叠式cmos传感器(加入了一层dram缓存)。而骁龙845开始对于高清慢动作视频的支持,则有望快速在高端智能手机当中普及这一出色的视频拍摄体验。
此外,骁龙845还支持视频视觉处理,可以将部分视频图像插入静态照片当中,实现更好的拍摄效果。算法方面,骁龙845还支持动作补偿,可以将拍摄视频时临近的帧图像补偿到当前帧上,实现更高的亮度和清晰度。
android版的face id
早在今年8月份,高通宣布和***公司奇景光电展开合作,将推出三款基于高通新一代的spectra isp(spectra 280)技术3d感知技术的解决方案,包括虹膜生物认证模组、被动深度传感摄像头模组和主动深度传感模组。
其中,“主动深度传感模组”则采用的是与苹果iphone x一样的结构光3d感测技术,支持3d人脸识别和3d建模。
随着此次骁龙845的发布,高通也开始在芯片和软件层面加入了对于这三款模组,特别是对于3d人脸识别和3d建模的支持。
高通xr扩展现实
在3d建模方面及动作捕捉方面,虽然骁龙845与之前的骁龙835一样也是支持室内空间定位及6自由度的识别,但是骁龙845还加入了实时定位(slam)以及对自动识别周围的物体的支持,与vr结合使用,可以将周围的环境进行建模并融入到虚拟现实当中,从而实现诸如避免墙壁碰撞等特性,同时还可以对用户的手势动作进行捕捉与虚拟现实进行进行交,从而为用户提供实现更好的沉浸式体验。高通将其称之为xr(扩展现实)。
高通表示,目前其已经和20多家行业内相关公司建立了合作,将会共同推动xr技术的发展。
第三代商用人工智能平台
去年阿尔法狗打败李世石,成功引爆了市场对于人工智能的普遍关注。而今年可以说时人工智能爆发式增长的一年,特别是集成人工智能内核的麒麟970以及苹果a11的发布之后,高通进一步在骁龙处理器上加码人工智能的也是必然。不过,此次发布的骁龙845并没有专门加入专用的人工智能核心。而是继续通过现有的cpu/gpu/dsp来加强对于人工智能的支持。
对此,高通高级副总裁兼移动业务总经理alex katouzian表示:“据我说知,华为的产品是获得的第三方授权,与高通实际下的功夫不同。高通从骁龙820就开始ai方面的研究,到骁龙845已经是的第三代了,而且ai计算效能是前一代的三倍。”同时,他表示,“高通没有独立的神经网络引擎单元,而是更弹性的机器学习架构,在通用平台内做内核优化,分布在cpu、gpu、dps等每个单元上,从而可以针对不同移动终端提供弹性调用各个处理单元。”
确实,早在骁龙820的时候,高通就已经加入了与人工智能相关的骁龙神经处理引擎。在今年年初的骁龙835国内的发布会上,高通就表示,对骁龙神经处理引擎软件框架进行了全新升级,除了支持caff、coffe2,还包含了对google tensorflow等神经网络和模型框架的支持,以及对具有hexagon向量扩展(hvx)特性的hexagon dsp的增强。增强了包括了对定制神经网络层的支持,以及对骁龙异构核心的功耗与性能的优化。
▲骁龙835的神经处理引擎
而骁龙845此次则采用了高通第三代的骁龙神经处理引擎,除了已支持的google tensorflow和facebook caffe / caffe2框架之外,现在还支持tensorflow lite和新的onnx,可帮助开发者轻松使用他们所选择的框架,包括caffe2、cntk和mxnet等。此外,骁龙845还支持google android nn api,还加入了对于fp32、fp16以及int8数据类型的支持,能够更加高效的进行人工智能运算。
此次骁龙845的cortex-a75/55都是基于arm最新的dynamiq技术,非常适合人工智能和机器学习,不仅可以更加自由的进行大核的配置和调配,而且arm还还加入了针对人工智能的指令集和优化库,arm v8.2版本的指令集将支持神经网路卷积运算,可以极大的提升人工智能和机器学习的效率。
据arm透露,针对人工智能和机器学习的全新处理器指令集在采用dynamiq技术的cortex-a75处理器在优化应用后,可实现比基于现有的cortex-a73的设备高50倍的人工智能性能,并最多可提升10倍cpu与soc上指定硬件加速器之间的反应速度。
此次,高通也表示,骁龙845的kryo架构cpu架构支持fp32以及int8。而adreno gpu则支持fp32以及fp16,这也使得骁龙845的cpu和gpu都能够很好的进行人工智能运算。
不过,实际上,高通骁龙的人工智能运算主要是由其dsp来负责的,可以将高通的hexagon dsp看作是人工智能内核,而目前市面上不少的人工智能处理就是基于dsp的。
根据高通此前公布的数据显示,在进行dnn运算时,同样的一个算法在其gpu上跑的速度要比cpu快4倍,如果在dsp上则要比cpu快8倍。在能效方面,gpu运算要比cpu节省8倍,dsp则可节省25倍。显然,相比cpu和gpu来说,dsp更适合做人工智能运算。
此次,骁龙845的dsp则由原来的骁龙835的hexagon 682升级为了hexagon 685,不仅延续了对于tensorflow、hvx的支持,也加入了对低精度的int8的支持。
显然,性能更强大的hexagon 685 dps,再加上arm的dynamiq技术以及高通自己的gpu,也给骁龙845的人工智能性能带来了大幅的提升。
高通表示,骁龙845的人工智能计算效能已经达到了骁龙835的3倍。
全新独立安全架构
通常基于arm内核的芯片厂商在安全上都采用的是arm提供的trastzone技术(近期arm还推出了针对物联网的psa平台安全架构)。不过也有不少注重安全的厂商,在处理器之外还加上了单独的安全加密芯片。这一次,骁龙845则首次在soc当中加入了移动安全模块。
据高通介绍,骁龙845的移动安全模块当中,不仅支持trustzone,还加入了独立的安全处理器spu(secure processing unit),并拥有独立的内存,可实现单独运算。spu就等于是基于硬件层级的安全芯片,有自己的加密引擎,可以自己解密以及加密生成密钥。日常无论是指纹、人脸等生物认证信息、支付信息还是其他数据信息,都是需要经过这个spu安全处理单元进行加密保护。此外,高通还加入了独立的hlos操作系统,提供操作系统级的安全支持。
强大的连接性:1.2gbps峰值下载速率
骁龙853是全球首款集成千兆级lte基带芯片(骁龙x16)的移动平台,而骁龙845则集成了高通的第二代千兆级lte基带芯片——骁龙x20,这款产品是高通在今年年初发布的,依然支持非授权频段载波聚合,实现更高的速率。最高可支持下行lte cat.18,即1.2gbps,相比上一代的骁龙x16提升了20%。同时可支持5ca(载波聚合)、许可辅助接入(laa)以及最多三个聚合载波上的4×4mimo,并且还支持双卡双待双volte。
wi-fi方面,骁龙845支持最新的60ghz 802.11ad wi-fi,增加了对分集天线的支持,从而能实现更稳定的、速率高达4.6gbps的多千兆比特网络体验。同时,骁龙845还支持802.11ac wi-fi标准,不过骁龙845不仅优化了网络通讯协议,同时加入了首次快速连接设置,网络连接响应速度可以达到上代产品的16倍。双频并发(dbs)支持不断扩展的应用组合以及30%的运营级wi-fi网络容量利用率提升。
蓝牙方面,骁龙835的就已经开始支持最新的蓝牙5.0,能够提供高达2mbps带宽,是之前蓝牙4.2的两倍。骁龙845在这方面与骁龙835基本一致,不过此次高通还加入了自己的truewireless功能,支持一对多传输,支持用户能够同时向多个无线扬声器、智能手机或其他终端广播音频;另外,与前代产品相比,最多可将无线耳塞的功耗减少50%。
音频
音频方面,骁龙845此次采用的是与骁龙835一样的qualcomm aqstic音频编解码器(wcd9341),支持高保真级别的dac,支持32比特/384khz、115db信噪比(snr)和超低的105db thd+n,以及原生dsd hi-fi音频播放。此外,骁龙845也支持qualcomm aptx和aptx hd 蓝牙音频。同时,可实现增强的始终开启关键词检测和超低功耗语音处理,优化语音驱动的智能助手,从而使用户能够随时通过语音与终端进行交互。
续航性能大大加强
不论是三星10nm lpp工艺,还是arm最新的更加高效的cortex-a75/55内核,还是新的dynamiq big-little技术,都对于骁龙845的功耗控制带来了很大的帮助。高通表示,与前代产品相比,骁龙845采用全新的影像和视觉处理架构,在视频拍摄、游戏和xr应用上功耗降低高达30%。而全新的adreno 630,也使得图像性能和能效比相比前代提升了高达30%。
具体的设备续航时间方面,基于骁龙845的设备可以持续播放超过4小时的4k视频,支持3小时以上的vr体验时间,如果只是进行日常超强度的高清语音通话,则续航时间可达2天。
另外,与骁龙835一样,骁龙845依然支持高通自己的qc 4.0快充标准,15分钟即可充满50%电量。进一步增强了设备的续航性能。
小结:
通过前面的介绍,我们可以看到,相对于之前的骁龙835,此次发布的骁龙845的升级幅度还是相当大的。虽然,在cpu、gpu性能的提升上并不算大,但是针对用户关注的拍照/录影、虚拟现实、连接性、安全性、人工智能、续航这六大方面都进行了重点加强。可以说,高通骁龙845更多的将注意力从单纯的硬件参数上的提升,转移到了真正对于用户体验的关注和提升。

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