這些天，高通在夏威夷召開的第三屆驍龍技術峰會，在本次峰會上，萬眾矚目、期待已久的驍龍 8 系列旗艦移動芯片 Snapdragon 855 終于揭開詳細面紗。正如峰會第一天高通所說，驍龍 855 移動平臺是全球首款全面支持數千兆比特 5G 連接、業界領先的人工智能（AI）和沉浸式擴展現實（XR）的商用移動平臺。
與此同時，也正如大多數人所知，驍龍 855 也將是下一代頂級旗艦智能手機標配的移動芯片。這枚采用全新芯片架構基于 7 納米制程工藝而打造的芯片，帶來了更高性能提升、更持續的電池續航，同時在影像、音頻、流媒體、游戲和 XR 等各個方面都迎來了顯著的體驗改進。
這一次高通除了強調驍龍 855 為首個 5G 移動平臺，支持 Sub-6GHz 低頻率以及高頻毫米波（mmWave）之外，同樣非常重視的還有 AI 人工智能和機器學習能力方面的體驗升級。下面，就讓我們一起來看看，驍龍 855 在 CPU 和 GPU 等各方面的究竟有那些值得關注的改進。
驍龍 855 芯片規格參數
高通驍龍 855 是一枚 7 納米工藝八核心設計的芯片，這次高通的核心結構設計與 ARM 的 DynamIQ CPU 集群設計略有不同，具體為 1 大核 + 3 中核 + 4 小核的設計。大核基于 ARM 最新 Cortex-A76 設計，可以提供非常高的峰值性能，3 個中核同樣也是 Cortex-A76 定制，4 個小的核心基于 Cortex-A55。
不過，與上一代驍龍 845 芯片相比，驍龍 855 并沒有大幅提升 CPU 核心的時鐘頻率。高通強調，自家的 Kryo 485 CPU 集群由于是基于 ARM 最新的 Cortex-A76 進行半定制設計，所以其 CPU 性能相比上一代還是提高了 45%。毫無疑問，這個提升幅度對于要求 CPU 性能更高的應用程序來說是已經是非常大的的提升了。
驍龍 855 集成了更強大的 Adreno 640 GPU。據高通描述，驍龍 855 的 GPU 性能比上一代芯片提升了 20%，同時還能繼續保持業界領先水平的每瓦特能效。可以預計的是，其游戲性能與競爭對手 ARM 的 Mali-G76 相比將再次保持領先地位。關鍵是，Adreno 640 GPU 還支持 Vulkan 1.1、HDR 和 PBR 基于物理渲染的全新游戲體驗。
驍龍 855 集成了新的 ISP 圖像信號處理器，支持 4K HDR 視頻內容錄制，相比上代功耗節省 30%。在 ISP 當中，包含了 Cinema Core、H.265 和 VP9 視頻解碼器，可提供 7 倍的能效增益。其他還包括支持最高 120fps 的 HDR10+ 視頻播放和 8K 視頻解碼，并支持 8K 360 度全景視頻播放。還有其他熟悉的特性，如 aptX 支持，包括對 aptX Adaptive 的硬件支持，以及對快速充電的支持也依然在列。
更智能的 Kryo 485 CPU 配置
相比過往的基于 big.LITTLE 的 4 + 4 八核設計的 CPU 配置而言，全新演進的 ARM DynamIQ 集群技術更加靈活，主要是由于共享集群的設計和共享 L3 緩存的引入，使得每個核心單獨的 L2 緩存具有更大的靈活性。這意味著，單個 CPU 內核可以根據特定的性能點和大小進行定制，而且仍保留了在同一個集群中緊密統一的優勢。因此，采用 " 小、中、大 " 分層的結構未來會變得越來越流行。
雖然華為麒麟 980 也是基于 Cortex-A76 定制，但高通的驍龍 855 芯片更充分利用了這一優勢，從而選擇 1 + 3 + 4 的設計，而不是傳統的 4 + 4 配置，其中 "1" 和 "3" 都是相同的架構，然后在頻率上提供差異，并且所提供的緩存配置也明顯有所不同。
驍龍 855 大內核更大的共享 L2 緩存，頻率比麒麟 980 2.6GHz 高出 9.2%，達到 2.84GHz 峰值頻率，兩者結合使其能夠將在需要的地方產生更高的性能，可以說這個配置就是為了更高的單線程性能設計，而且可持續時間更長。同時，在驍龍 855 中大核配了 512kb 的 L2 緩存，三個中核頻率為 2.42GHz，并各有 256kb 的 L2 緩存，4 個 1.8GHz 主頻小核的每個核心各有 128kb 的 L2 緩存。
現在 Android 處理較為繁重的多線程任務已經相對輕松了，而且應用程序實際用例中，也很少需要多個突發的峰值高性能單線程。ARM 很清楚這一點，所以只需配置一個大核心，就能為低端設備提供巨大的體驗提升，例如采用 1 + 7 或 2 + 6 DynamIQ 設計的八核 CPU。第二和第三核心也需要提供一定性能，但這些核心通常不需要保持相同水平的持續峰值性能。而較小的內核，一般只用于后臺處理或低功耗并行任務。
簡單地說，驍龍 855 通過專注于一個非常高性能的核心，整枚芯片獲得了更持久的性能和更高的效率。其實對于更多樣化的 CPU 設計配置而言，重點還是因為 DynamIQ 的調度比傳統的 big.LITTLE 更加仔細和智能，將任務分配到更適當的內核，從而更加行之有效。對此，高通在現場放出驍龍 855 與競爭對手在應用啟動時間的對比圖，雖然沒有點名，但都知道這兩個對手就是蘋果 A12 和麒麟 980。
話說回來，驍龍 855 之所以在打開應用程序上領先，并不能代表這就是 CPU 的原始性能體驗領先，因為可能只是芯片組本身調度程序和架構的作用。當然了，軟件優化如今已經變得越來越重要，過去兩年時間里，高通的驍龍 8 系列旗艦芯片通過軟硬件結合，提供的響應速度和反應性方面表現已經十分出色了。
性能更強勁的 Adreno 640 GPU
GPU 圖形處理單元一直是高通旗艦芯片的強項，這一次驍龍 855 所集成的 Adreno 640 GPU 變得更強勁了，高通也意識到手機游戲崛起的趨勢，至少與其他傳統游戲平臺相比，手游如今成為了游戲主流戰場。在技術規格方面，按照高通的傳統依然沒有披露太多新 GPU 的詳細細節，而是簡單的提供了的提升的數字。
高通表示，Adreno 640 GPU 能夠帶來高達 20% 的圖形渲染速度提升，同時還能繼續保持業界領先水平的每瓦特能效。其實這是比較保守的數據了，與過往提升相比較小，更像只是利用了 7 納米工藝制程的進步而已。不過，在整枚驍龍 855 芯片中，GPU 占據的空間非常小，僅為 10.69 平方毫米，所以得到這個提升說明高通已經增加了核心處理原件的數量，否則更小。
根據高通在現場的介紹，Adreno 640 GPU 支持 FP32 和 FP16 浮點運算，在此基礎上增加了 50% 的 ALU（算術邏輯單元）數量。這就表示，相比上一代 Adreno 630 GPU 來計算，Adreno 640 每核應該有 384 個 ALU，共計 768 個 ALU。了解這方面的機友應該注意到了，如果是這個級別的 ALU 數量，所提供的性能提升應該不止 20%。所以很容易發現，高通實際已經降低了 Adreno 640 GPU 的處理頻率。
高通在現場還展示了驍龍 855 和驍龍 845 在特定腳本上以 40fps 的速度運行 PUBG 的對比，結果顯示最新芯片在相同的負載下功耗降低了 28%。
關于最新的 GPU 支持的屏幕也得到了升級，現在最多可以支持到兩個 4K HDR 顯示屏的設備，相當于雙屏機或可折疊設備都可以上兩個 4K HDR 屏幕。同時，GPU 在解碼放了進行了增強，首次在移動設備上實現對 4K 120fps HDR10+ 播放的，而且新增的硬件加速 H.265 和 VP9 解碼能效更高，功耗降低 7 倍，并可播放 8K 360 VR 視頻。
AI 人工智能的改進
在移動領域乃至整個科技行業，當前 AI 是十分流行而且還會一直持續下去的流行詞。不過，談 AI 人工只能就離不開機器學習，高通驍龍 855 芯片通過內部改進 Hexagon 技術，并增加了相應的運算能力，可以實現每秒超過 7 萬億次運算（7TOPs），希望能夠給用戶帶來更實在的體驗提升。
高通為驍龍 855 集成了第四代多核高通人工智能引擎 AI Engine，其 Hexagon 690 增加了兩個額外的向量處理單元，使組件的向量處理運算能力增加了一倍。更具體來說，上一代 Hexagon 680/685 包含有 4 個標量處理單元和 2 個 1024b 的向量處理單元，而全新一代 Hexagon 690 則包含了 4 個 1024b 的 HVX（Hexagon Vector eXtensions）向量擴展處理單元，所以處理能力是之前兩倍。
不過，高通針對 Hexagon 690 最重要的改進在于，首次引入了全新的 HTA（Hexagon Tensor Accelerator）張量加速器，為特定的復雜機器學習任務提供更高的吞吐量。所以高通吹噓稱，驍龍 855 與前代移動平臺相比可實現高達 3 倍的 AI 性能提升，而與華為麒麟 980 相比，性能提升最高可達 2 倍。
需要說明的是，高通第四代多核高通人工智能引擎 AI Engine，依然是異構機器學習方案，結合 Hexagon DSP 和新的 HTA 張量加速處理單元，再借助更強的 GPU 和 CPU 完成終端側神經網絡運算。
向量處理單元在機器學習任務中被大量使用，大多數都專注于 INT8 進行優化。高通驍龍 855 中 DSP 的向量單元非常適合于基礎的機器學習運算，例如用于分類的向量單元運算。而新的 HTA 張量處理單元，最多可支持 16 位的數據，主要為更為復雜的向量矩陣結構或多維向量數組服務，通常用于復雜的深度學習算法，例如對數字圖像做實時卷積處理。張量本質上是更大的向量矩陣，封裝了連接到一起的數據，可以是顏色、大小和形狀，也可以是跨 RGB 圖像顏色組合的特征。高通稱，集成 HTA 的關鍵原因就是為了做更強大的圖像處理。
很顯然，高通驍龍 855 通過集成全新的 HTA 張量加速處理單元，大幅提升了機器學習算法的性能和能效。高通表示，在未來的芯片中還會繼續提高 HTA 的性能。總之，驍龍 855 在 AI 應用中將更快、更準確、更高效，例如能夠更好的處理圖片，如更快完成更準確的背景虛化效果和圖片識別，當然還包括語音檢測識別，以及基于 XR 的頭部和身體運動追蹤。
眾所周知，從 Google Pixel 2 系列開始，谷歌旗艦機的圖像處理能力之所以強大，原因就在于配備了自主研發的 PVC ( Pixel Visual Core ) 芯片。如今高通驍龍 855 的圖像處理核心能力，經過改進計算機視覺（CV）ISP 及釋放 Hexagon 690 的 AI 性能，其出色的異構計算性能配合下也能夠與之相匹敵了。
全球首款計算機視覺（CV）ISP
說到 ISP，驍龍 855 還改進了 ISP 圖像信號處理單元，也就是換上了雙核 14 位 Spectra 380 ISP，不過高通稱其為 " 全球首個 CV-ISP"，因為 Spectra 380 ISP 集成了大量硬件加速的計算機視覺能力，支持更加先進的圖像處理能力，從而實現最尖端的計算攝影和視頻拍攝功能。簡單地說，Spectra 380 ISP 由于能力更強，更能釋放 CPU、GPU 和 DSP 的工作負擔，高通稱為此功耗降低了高達 4 倍。
得益于新的 CV-ISP，搭載驍龍 855 芯片的手機將能夠實現基于硬件的深度感測，支持在 4K HDR@60fps 的狀態下實時進行視頻拍攝、對象分類和對象分割。這意味著用戶可以拍攝一段視頻并且精準地對選定的對象或背景進行實時替換，并且這一切操作都可以在能夠表現超過 10 億色的 4K HRD 分辨率下實現。
不僅如此，高通表示 Spectra 380 ISP 還是首個支持 HDR10+ 視頻拍攝的 ISP，能夠保留視頻超高的對比度和超過 10 億色的視覺效果呈現，同時在拍攝 4K HDR 視頻中功耗相比驍龍 845 降低了 30% 之多。另外，高通稱為了更高效地存儲 HDR 視頻，驍龍 855 現在也已支持 HEIF 編碼格式硬件加速，能夠將文件減小 50% 以便于更高效地存儲。
關于 HEIF 編碼格式的照片，高通提到了幾個點，除了常規圖像能縮小 50% 的文件大小之外，所保留的 HDR 圖片還能支持多種色域，支持存儲拍攝的視覺數據，支持存儲 RAW 完整數據，支持儲存深度圖數據，支持儲存 Alpha Mask 數據，支持儲存高速連拍數據，支持儲存動畫攝影數據，支持儲存 HECV 視頻數據。
用通俗的話來說，有了 HEIF 格式的照片，不僅高速連拍多張照片可以保存為一個文件，而且虛化景深和原始照片也可儲存為一個文件，包括多攝像頭手機拍攝的廣角、超廣角、長焦、標準視角的照片，同樣能保存為一個文件，無需用戶做出只選擇一張的舉措，可保留的數據更多。
驍龍 855 本身沒有集成 5G 調制解調器
盡管高通一直表示驍龍 855 是全球首款商用 5G 的移動平臺芯片，但該芯片內部集成的調制解調器并不支持 5G，還需要配合外掛的驍龍 X50 調制解調器。這就表示，即便明年大量旗艦都用上了驍龍 855 芯片，但如果 PCB 主板沒有安放 X50 調制解調器，那么也無法支持 5G。不過高通表示明年驍龍 855 旗艦都支持 5G，有可能是將芯片和基帶打包成一個訂單。
驍龍 855 集成的是驍龍 X24 LTE 調制解調器，這是全球首個支持 LTE Category 20 的調制解調器，支持千兆比特 4G 連接，下行速度可以達到 2Gbps，這里主要得益于 4x4 MIMO，7x20 MHz 載波聚合，256-QAM7 提高速度。上行速度在 3x20 MHz 載波聚合下，也能達到 316 Mbps 的速度。說實話，這些理論速度聽起來很嚇人，但仍取決于真實網絡連接速度。
而外掛的驍龍 X50 5G 調制解調器，支持 Sub-6GHz 低頻率以及高頻毫米波（mmWave），在我們中國國內的 5G 建設中，已經確認將首先使用這一頻段。高通表示，5G 帶來了快速響應和前所未有的速度是數千兆比特連接。不過，不管怎樣，2019 年許多智能手機和網絡仍將主要基于 4G。
另外，在連接性其他方面，驍龍 855 屬于 Wi-Fi 6-ready 移動平臺，支持 802.11ax-ready、802.11ac Wave 2 和 802.11a/b/g/n。高通表示，Wi-Fi 6-ready 為移動平臺提供強大的下一代 Wi-Fi 性能，諸如 8 × 8 探測機制的先進特性可以更高效地服務更多終端（與 4 x4 探測終端相比，效率提升高達 2 倍），目標喚醒時間（Target Wakeup Time）能效比提升高達 67%，同時支持最新 WPA3 安全。
不過，目前 Wi-Fi 6-ready 支持的設備很少，預計 2019 年會多一些。同樣，驍龍 855 也支持 60 GHz Wi-Fi，即支持 802.11ay 和 802.11ad，新一代 802.11ay 規范將 Wi-Fi 速度提升至前所未有的速度，理論上單流鏈路每個通道傳輸速度超過 44Gbps，最高可達 176Gbps。除了 Wi-Fi，藍牙 5.0 版本也原生支持，傳輸速度最高為 2 Mbps。
連接性方面還有一點，驍龍 855 芯片也增強了對 TrueWirelss Stereo Plus 技術的支持。高通表示，新技術優化了左右耳塞間的時延，同時降低功耗來延長每次充電后的使用時間，最終集穩定性、頂級音質和顯著低時延于一身，音頻體驗得到了大大提升。
其他方面還要提的是，驍龍 855 是首款支持 Qualcomm 3D 聲波傳感器的移動平臺，是全球首個支持屏下超聲波指紋識別的商用解決方案，也是唯一一個能夠穿透不同類型污漬準確識別指紋的移動解決方案。不過，這項技術是否問世具體還取決于手機制造商。有消息稱，三星明年初的 Galaxy S10 將會是第一臺提供 3D 屏下超聲波指紋識別技術的手機，其他廠商何時會提供暫時未知。
高通驍龍 855 是令人更滿意的旗艦芯片
就目前而言，縱觀市面上所銷售的智能手機，近兩年只要搭載驍龍 8 系列旗艦芯片的手機表現都相當令人滿意，包括驍龍 835 和驍龍 845，而驍龍 855 將會讓旗艦更令人滿意，在各個方面都有了比較明顯的改進。除了高通不斷宣傳 5G，以及更強的 AI 和機器學習之外，高通還進一步強調游戲性能，進行全方面的游戲優化。
為了讓游戲玩家相信性能提升，高通特別打造了全新的 Snapdragon Elite Gaming 體驗的平臺。根據介紹，該體驗包括 true HDR（超過 10 億色）電影級分級調色、電影級色調映射、要求頗高的基于物理渲染（PBR），以及對 Vulkan 1.1 圖形庫的支持。高通表示，在這個平臺優化的游戲，都能利用定制算法降低 90% 以上掉幀的，即便是要求極致的游戲，在驍龍 855 手機上也能流暢運行。
總的來看，驍龍 855 最主要的變化在于新設計的 CPU 配置，在 7 納米之下大量半定制優化后，可持續峰值性能更優秀，而且通過新增 HTA 張量處理加速單元極大的提高了 AI 人工智能性能。同時，高通對 CV-ISP 的調整，也更能滿足用戶對移動成像的需求。在這一切改進之下，驍龍 855 究竟實際表現如何非常令人期待。
當然，搭載驍龍 855 芯片的新旗艦手機還要等待一段時間，也就是 2019 年上半年的某個時間點。高通方面已經確認，驍龍 855 移動平臺現已向客戶出樣，搭載該平臺的商用終端預計將在明年上班開始全面出貨。
最后，再回頭來說說大家最關心的 CPU 性能提升，在新的架構和工藝下，45% 的提升已經符合預期了，參照華為麒麟 980 也差不多，其中的疑問就是不同內核如果保持相同的電壓水平，如何做到提升能效。而 GPU 性能提升略保守，ALU 數量增加 50% 卻只提升 20% 性能。至于新的 AI 單元加持后，驍龍 855 在這方面已經比華為麒麟 850 更強了，只等更成熟基于 AI 的應用。無論如何，也就是不管上述這一切如何改進，最終手機廠商主要宣傳驍龍 855 功勞，仍只會有自己優化軟件提高跑分這部分，ISP、DSP、AI 這些基本不會提到高通。
【來源：威鋒網】
