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高通骁龙845全解析:AI is Changing Everything

时间:2017-12-07 20:10:08 来源:本站 阅读:3203286次

原标题:高通骁龙845全解析:AI is Changing Everything

今年是高通推出骁龙处理器的第十个年头,作为当前智能手机最重要的芯片厂商,除了启用自主芯片的苹果外,每一家主流厂商旗舰都会采用骁龙处理器,正因如此,每一年高通的进步,往往都能一定程度反映在来年旗舰的具体功能中。

在第二天的高通骁龙技术峰会上,高通正式为我们解析了下一代旗舰骁龙845移动平台的技术要点,相较功耗和性能都已经足够令人满意的骁龙835移动平台,骁龙845再一次针对性能以及功耗进行改进,并针对时下热门的AI、XR等需求加以优化。

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AI is changing everything:

高通相信,每个产业、我们生活的每一个细节,都会被AI所改变,它无处不在,却又很难被普通人察觉。基于更强的处理性能,在高通骁龙845中,AI开始从云端走向终端,这意味着在进行AI运算时,时延变得更低,用户也无须再仰赖网络,由于本地化,消费者的隐私数据也会变得更安全。

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转换到实际体验中,AI本身也将影响到手机中的一切基础体验,比如个人健康监控,随着使用的增加,AI会记录下普通用户的个人身体状况,并定制出最适合你的健康计划;在热门的游戏方面,AI能够对用户本身的操作逻辑和习惯进行侦测,随后会在网络状况或是系统资源不足时提前做出预判以保证游戏的顺利进行;当手机拍照时,机器学习还能自动对用户的构图、对焦点进行预判,从而提高相机的表现。

以上这些只是AI在运用中的一小部分,其实它本身也能令我们的手机变得更为安全,当前高通也已经与Face++、谷歌、Facebook以及商汤科技等顶尖公司进行合作,在Moto、Google应用以及OPPO手机中都已经实现了人脸识别和物体识别的案例,类似的功能都是基于以往的高通骁龙处理器,在高通骁龙845移动平台中,这些运算的效率将会更高。

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事实上,虽然今年被科技界称之为AI元年,越来越多的厂商也开始讲AI的内容,但其实高通骁龙845移动平台已经是高通旗下第三代支持神经网络运算的旗舰SoC高通骁龙,不过高通并没有效仿华为集成NPU的做法,而是依旧集合内部组件进行分散AI运算。从820开始,通过Hexagon DSP、Adreno GPU以及Kryo CPU的异构架构运算,多部件的组合已经提供了相应的功能。

AI对体验的改进并不是纸上谈兵,在高通骁龙845中,你无时无刻能够感知到它所带来的功能变化。比如,现在风格化滤镜已经不仅能够用于照片,通过AI计算,视频也能获得实时风格化滤镜预览;深度信息的侦测也可以变得更快,单摄模式下也足够获得美丽的背景虚化照片;而AI运算也带来了更精准的人脸识别算法,至此,高通骁龙845移动平台也能在SoC中提供类似于iPhone X的结构光以及3D侦测的人脸识别特性。

同时,机器学习本身也令语音变得更出色,高通骁龙845能够提供个人语音甄别,一旦学习成功,它就会自动从杂音中识别你的语音,至此,即便在嘈杂的环境里,你依旧能够自然地实现语音交互。

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当然,这只是骁龙845移动平台在AI中的一小步,依靠高通所提供的SNPE神经网络引擎SDK,开发者还能实现更多的功能。值得一提的是,高通SNPE神经网络引擎SDK就像是一个通用的神经运算平台,它能够兼容Google TensorFlowLite、Oaffe2、CNTK、MxNet等多个神经元架构,这意味着开发者无需进行太多更改,直接就能将代码和算法套用到装配有高通骁龙845移动平台的设备中。

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XR现在更精彩:

在今年,高通首次提出了XR拓展显示的概念,其集合了AR、VR以及MR,高通骁龙835移动平台是首款支持XR的移动处理器,而XR也是高通骁龙845移动平台的重点。

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对于头戴设备而言,沉浸式体验的实现取决于体感操作以及视觉实现,在体感方面,高通骁龙845移动平台除了继续支持6DoF的六自由度感应外,还提供了Room-Scale以及SLAM技术,这意味着它能够独立实现类似于HTC vive那样的空间定位效果,从而在移动中帮助头戴显示器用户避免与墙壁碰撞,并在安全的范围内实现精确动作捕捉。

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在视觉方面,高通仍旧提出了视觉子系统的感念,其运用到了Adreno GPU的运算以及Spectra ISP的捕捉。骁龙845移动平台内置有Adreno 630 GPU,相较Adreno530 GPU,它有着30%的渲染提升,图形吞吐速度提升2.5倍,同时运算功耗也降低了30%。比较重要的特性是视觉聚焦,虽然这也是高通骁龙835移动平台就已经拥有的特性,但在高通骁龙845中有了不少进步。

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高通骁龙835(左)与高通骁龙845(右)渲染功耗对比

在头戴设备中,首先传感器会对用户的双眼进行检测,根据目光焦点的不同,GPU会进行不同程度的渲染,在上一代,GPU会以焦点为圆心,随后向外进行扩散式的渲染,而在骁龙845移动平台中,Adreno630 GPU首先会将画面进行方块切割,随后对眼部注视的部分进行详细渲染,而其他部分会逐步模糊。

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Adreno630 GPU具备执行中断功能,系统会根据渲染的优先度进行渲染顺序的调整,比如当用户快速跳转画面时,GPU会优先保证当前画面的处理,有选择性的放弃之前无需求的渲染,因此视觉子系统负载过高时,Adreno630 GPU的功耗表现以及运算速度,都比上一代更领先。

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视觉子系统的另一个组成,就是Spectra 280 ISP,这是一块支持捕捉高达64bit高动态范围色彩的ISP,它还能能够进行最高1600万像素60fps的多帧合成,这意味着配备骁龙845移动平台的智能手机将会进一步提升弱光下的拍摄性能。而另一大改变则在于4K拍摄,最高60fps的Ultra HD Premium画质摄录在清晰度方面再次提升,用户也能够直接拍摄HDR10标准的高动态视频内容。

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高通相信,基于高通骁龙845移动平台的智能手机未来将会在DxOMark的评分中取得100分以上的成绩。

SPU来了,现在你的手机或许变得更安全:

随着智能手机在我们生活中扮演的角色越来越重要,它所掌握的隐私内容也变得越来越多,我们日常的照片、文档都需要得到保护;其次,手机支付已经变得习以为常,如何能够保障移动支付安全也是高通骁龙845移动平台急需解决的问题。

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在高通骁龙845移动平台中,根据保护内容的差别,SoC本身会进行不同级别的安全分类。首先是HLOS,这是系统级别的内容,它会被CPU进行软加密;其次是安全支付级别,在CPU中有一块TrustZone芯片,安全支付会采用硬件加密;而在最高级别,高通骁龙845移动平台新加入了一块Secure Processing Unit,这是一块支持独立运算的处理单元,它本身与Adreno GPU、Hexagon685DSP同级,由于SPU本身具备独立供电,因此它能够在CPU、GPU之外进行独立运算,可以直接将安全威胁挡在硬件之外。

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在实际案例中,SPU将会对我们每个人的生物验证信息进行加密,比如我们语音、虹膜、人脸以及指纹信息都会被储存在高通骁龙845移动平台的SPU中,通过软件以及硬件双重加密后,会直接被加密进SPU。由于一切在本地SoC中,因此生物信息无需再进行云端读取,相对会更为安全。

同时,SPU本身也支持Android8.0的秘钥储存,包括你文件、图片加密,都会有不同的秘钥进行的加密,这些内容将会全部加入SPU中,相较TrustZone加密,级别会变得更高。

最高1.2Gbps,X20 LTE已超神:

连接是移动设备重要的组成,在这方面,高通认为永远没有终点,特别是对于旗舰手机来说,它们自然要用上更快的网络。在高通骁龙845移动平台中,将会提供比高通骁龙835更快的网络连接。

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在高通骁龙845移动平台中内置有第二代千兆调制解调器X20 LTE,其支持最高Cat.18下行速度,但这并不仅仅意味着更快的速率,同时也会带来更稳定的网络速率。X20 LTE最高支持5载波聚合,更多信道也会带来更好的信号表现,而4X4 MIMO本身令X20 LTE具备更好的信息接收能力,相较高通骁龙835中的X16 LTE调制解调器,表现提升20%。

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X20 LTE调制解调器也将提供双VoLTE语音功能,现在双SIM卡已经无需区分主卡和次卡,现在两张SIM卡在装配有高通骁龙845处理器的手机中,都能获得最快的LTE连接。高通骁龙845移动平台增加了诸多WiFi协议,虽然在支持项目上与高通骁龙835类似,但整体的连接体验和效率会变得更高。反映到实际表现,连接速度将提升16倍。

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高通骁龙845原生支持Bluetooth5.0,协议,现在它添加了蓝牙广播功能,这意味着当用户连接分体式蓝牙耳机时,可以直接对左右声道的耳机进行广播,而不是像当前那样,仅对一边进行蓝牙连接,因此,整体的连接稳定性会变得更好。

第二代10nm工艺的Kryo385 CPU:

从高通骁龙800开始,几乎每一代高通骁龙800系列处理器都在半导体工艺方面有所进步,高通骁龙835是业界首款采用三星10nm FinFET工艺的处理器,而高通骁龙845移动平台则用上了最新的三星10nm LPP工艺,别看两者都是10nm制程,但LPP相较FinFET,在同等面积下,理论能带来10%的性能提升和15%的功耗降低,因此高通骁龙845移动平台在性能和功耗方面再次进步。

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全新Kryo385 CPU基于ARM最新的Cortex架构定制优化,虽然高通并没有确切的告诉我们Kryo385的原版出处,但外界普遍相信它的高性能核心来源于Cortex-A75,而性能核心来源于Cortex-A55。Kryo385 CPU依旧采用两簇核心管控4aSMP,最终性能核心频率达到2.8GHz、而效能核心频率达到了1.8GHz。

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根据官方的数据表示,高通骁龙845移动平台的CPU性能提升在25-30%,当然我们有理由相信这并不仅仅来源于频率的提升。事实上,现在每颗核心都有了独立的L2二级缓存,而高通还为CPU添加了2MB L3三级缓存,同时高通骁龙845移动平台的内存带宽也提升45%。在诸如APP加载时间、网页浏览以及VR应用中,更大的内存带宽不仅带来性能提升,同时也进一步压榨功耗,延长使用时间。

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高通拥有DSP运算已经有很长的历史了,Hexagon DSP在这一带进入了685版本,如今它也采用了异步计算架构,事实上,Hexagon 685 DSP不仅只是一块简单的用于处理语音和音频的解码器,它本身由于支持矢量计算,因此DSP已经能够有效的用于AI以及神经运算,其次诸如虚拟现实、增强现实、图像处理、视频处理、计算视觉等功能的实现都需要用到这一点。

高通骁龙845移动平台同时也更关注功耗,它支持全新QuickCharge4.0+,官方给出了15分钟充满50%的数据,同时它也支持USB-PD协议。关于高通骁龙845移动平台具体的硬件部分,也能参考下图:

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Galaxy S9和小米手机7已确定搭载,但骁龙845还不止于此

据悉,当前高通骁龙845移动平台已正式出货,而搭载这款移动平台的智能手机将在明年初正式上市,目前三星Galaxy S9以及小米手机7已经确定将会采用这块SoC,而究竟是三星继续拔得头筹,还是小米后来居上,这恐怕会成为明年年初科技界的一大看点。但无论怎样,高通骁龙845移动平台仍旧会是来年旗舰手机的标配,而随着AI在行业内的走热以及ARM笔记本的登场,相信未来也会在更多领域见到845的身影。

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最后,在峰会第二日Keynote结束之后,我们也Qualcomm Technologies, Inc.执行副总裁兼QCT总裁克里斯蒂安诺?阿蒙、Qualcomm Technologies, Inc.高级副总裁兼移动业务总经理Alex Katouzian聊了聊,以下是QA的记录:
提问:为什么在高通骁龙845中没有内置独立的AI模块:

答:因为高通本身考虑更为弹性的AI处理的硬件架构,比如GPU|CPU|DSP共同协作

由于不同区块的协作,AI处理性能和功耗表现都会更好。高通没有采用独立NPU,这是由于高通相信高集成的组件结合拥有更好的性能表现,而在设计之初,我们就需要考虑功耗以及性能的平衡。

提问:我们知道在高通骁龙835以及高通骁龙820时代,根据不同厂商的成本需求,SoC会有不同硬件的定制情况,请问这样的模式还会出现在845上吗?

答:根据OEM不同的需求,高通本身会提供不同SKU,至于在高通骁龙845上会提供什么样的硬件差异,这取决于OEM厂商与高通谈判的结果。

提问:今天Adreno630性能对比上一代有30%的提升,如果按照这样的计算,性能正好与A11相似,那么请问每一年高通的性能提升,是将苹果作为性能标准吗?

答:相比性能表现,高通本身更关注手机长时间使用的性能,从这一角度看,可以发现Adreno的表现是属于业界顶尖的,再长时间运行下,骁龙处理器相对会更稳定。

而关于第二个问题,由于苹果有着独立的生态系统,而高通并不为iOS提供GPU,因此两者是很难对比的。

提问:能不能聊聊博通呢?

答:当前其实很多信息都是公开的,因此我们并不会在这边再多做解答,我们坚信博通的邀约也正是体现了高通的价值所在。目前我们的管理团队关注的是5G网络的到来和NXP并购。

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