來源：雷鋒網
驍龍 888 帶著 CPU、GPU 和 AI 性能的顯著提升，和小米 11 一起拉開了小米新十年的序幕
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作者 | 量衡
新 SoC 的發布節點，直接左右旗艦手機的發布周期。剛在 12 月發布的驍龍 888，不但打破了歷史規律，還帶著 CPU、GPU 和 AI 性能的顯著提升，和小米 11 一起拉開了小米新十年的序幕。
小米 11 首批 35 萬臺之后，已多次連續放量，不少人已經體驗到 2021 年的新旗艦。" 一人內測，全民公測 " 的酷安上，小米 11 的關鍵詞已霸榜許久。
驍龍 888 注定會是 2021 年旗艦手機的標配，在它的身上可以觀測到高通對未來的構想，也能預測未來一年移動端的趨勢。
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暴漲的 GPU 和單核性能
高通今年從臺積電 7nm N7P 工藝切換到三星 5nm LPE 工藝。對比三星上一代的 7LPP，三星承諾同性能下的功耗降低 20％，同功耗下性能提高 10％，面積減少 20％。
構架方面，驍龍 888 更新到 Kryo 680，超大核是 2.84GHz Cortex-X1 構架，配備了 1MB 的 L2 緩存；大核是 3 個 2.24GHz 類 A78 核心，每核 L2 緩存翻倍到 512KB；而小核仍然是 4 顆 1.8GHz 的類 A55 構架。
Cortex-X1 是安卓陣營迎來的第一個公版超大核：6 條整數流水線，5 解碼 8 發射的前端，有真 •PC 級的四條帶 FMA 的 NEON，是移動端浮點堆料的極致。相應的，X1 的芯片面積是 A78 的 2.3 倍，峰值性能是 A77 的 1.3 倍，機器學習性能提升 2 倍。
和 X1 同代的御用搭檔 A78，IPC 比 A77 提升 7%，主要負責 " 提升能效比、節省芯片面積 "，以達到更好的面積和功耗均衡。CPU 集群維持 4MB 的 L3 緩存，高通官方解釋，這是難度和緩存配置之間的平衡。此外，驍龍 888 支持最高支持 4*16bit 3200MHz 的滿血 LPDDR5 內存。
我們通過對比小米 11（驍龍 888）和小米 10 Ultra（驍龍 865），可以看到驍龍 888 在 GeekBench 和 RAR 的單核測試上，給出了安卓陣營多年沒出現過的 25% 單核性能提升。高通更在乎持續輸出，所以在頻率設定上相對保守，多核提升在 11%-18% 之間。
在安卓陣營，單核性能一直沒有得到應有的重視。但實際上，在當今的情況下，提升單核性能的效果和 " 性價比 " 都明顯更高，會更加影響應用加載、切換、超大型游戲的體驗。
對比需要深度優化的多核性能，單核性能的影響簡單直接。在應對很多（其實是大部分）多線程優化不佳的日常 APP 和游戲時，單核性能的提升效果遠高于多核性能。游戲中大量的游戲畫面元素、移動、NPC 動作等，都需要 CPU 運算后再交給 GPU。而《原神》等跨平臺的大型游戲的出現，讓移動端的 CPU 壓力空前絕后。
強大的單核性能，除了降低開發人員的壓力，還無需額外優化就能直接提升大部分應用的基礎使用體驗。但在功耗敏感的移動端，無法像 PC 端那樣提升頻率，所以超大核的出現是必然的。
反映到這一代旗艦手機的基礎體驗，驍龍 888 單核 25% 的提升，即便是出廠 MIUI 12.0 系統，依然讓小米 11 的系統操作出奇地流暢。監控頻率可以看到發現，驍龍 888 的 X1 調度比較積極。
小米 11 在微博、貼吧、淘寶這些傳統 " 巨型 "APP 的流暢度都上了一個臺階。應用開啟、應用多開、切換等多種場景的感知，都出乎預料地明顯。這時候再回來看，2.3 倍的芯片面積，仿佛又顯得有 " 性價比 " 了。
GPU 方面，高通 Adreno 系列在安卓陣營獨孤求敗了很多年，在驍龍 888 上又帶來了高通 GPU 史上最大的性能提升。840MHz 的 Adreno 660，性能提升 35%，能效比提升 20%，且性能和能效比的提升能同時實現。
同樣使用小米 11（驍龍 888）和小米 10 Ultra（驍龍 865）對比參考，低壓力場景的提升在 27% 到 35% 左右，提升最大的是 3D Mark 的 Wild Life 大壓力測試，幅度達到 53%，Vulkan 模式下的 GFXBench Aztec 場景也有 43% 的提升。
而驍龍 865 的 Adreno 650，就算超頻到 905MHz，GFX 曼哈頓場景也 " 只有 "110fps（默頻驍龍 865 是 90fps）。但驍龍 888 的 Adreno 660，在 840MHz 就已經有 118fps，部分用戶都跑到 125fps 以上了。驍龍 888 GPU 的同頻性能，依然比超頻到 905MHz Adreno 650 高 15% 以上。
性能之外，驍龍 888 還有隱藏技能。Adreno 660 是首個在移動端引入可變速率陰影（VRS）技術的 GPU。VRS 是桌面平臺剛上的新增特性，能在 VR/XR 等場景中，降低非注視區域的著色精度，大大降低 GPU 的壓力。在 VR/AR 還在構建發展的階段，看到高通積極地提供相關特性，無論是游戲廠商還是用戶，大家都是非常歡迎的。
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第六代 AI 引擎：60% 的算力提升
和其他芯片廠商不同，在 CPU、GPU 和調制解調器之外，高通每年都會 " 花很多筆墨 " 聊 Hexagon DSP。而高通的 AI 構架，也是各個廠商中最特殊的。從 AI 部分的提升，能看到高通在方向和策略上的考量，以及未來一年移動 AI 的發展趨勢。
遙想 2017 年，主流旗艦只有 0.6TFOPS 的 AI 算力，獨立的 NPU 也才 2TFOPS 不到。但后來從驍龍 855 的 7TOPS，到驍龍 865 的 15TOPS，再到驍龍 888 的 26FTOPS，移動端對 AI 算力的渴求依然見不到盡頭。
和常見的獨立 NPU 不同，高通是 CPU+GPU+DSP 等多部件的異構 AI，宣稱可以比獨立的 DSP+ 機器學習推理引擎方案，提供更高的性能和靈活性。而當中的 Hexagon 780，其實是驍龍 888 上提升最大的部分。
以前 Hexagon 600 系列中的標量，張量（Hexagon Tensor Accelerator，HTA）和向量（Hexagon Vector eXtensions，HVX）功能，在 Hexagon 780 被融合在一起，成為一個整體式 IP。
融合后，不同執行引擎間的工作負載切換時間也更短，性能和能效都提升巨大，標量執行能力提高了 50％，張量執行吞吐量直接翻倍翻。SRAM 增加 16 倍后，狂漲的內存池，能運行更大的機器學習推理模型。
幾乎推倒重構的構架，配合 X1 超大核 2 倍的機器學習性能和暴漲的浮點性能、AI 性能提升 43％的 Adreno 660，每瓦性能提升 3 倍的 Hexagon 780，讓驍龍 888 可以提供遠高于前代的 26 TOPS 算力。
驍龍 888 官方測試成績
在機器學習基準測試 MLPerf 中，驍龍 888 的性能最高提升 4 倍，遠超 IP 塊在執行單元的理論計算吞吐量改進（新內存體系的優勢？）
夸張的 AI 性能，有什么用呢？高通技術公司產品管理副總裁 Ziad Asghar 提到，AI 性能大幅提升的主要來自客戶的需求。現在移動 AI 一大部分應用場景都是圖像處理，是近年來手機拍照水平突飛猛進的重要原因之一。
雖然被吹得很玄學，但移動 AI 可籠統理解為 " 為各種 AI 算法設計的硬件加速器 "。而這些 AI 算法，早就應用到拍照（成像處理、拍照輔助、圖像識別等）、語音通話降噪、語音識別、翻譯、人臉解鎖、手寫識別、游戲和 XR 體驗支持等大量領域。
高通的異構 AI 設定，是高通移動平臺 " 關注均衡和功耗的設計思路 " 的產物。在驍龍 865 首次集成的傳感器中樞，也已經升級到第二代，并集成性能提升 5 倍，但功耗不到 1 毫安的專用低功耗 AI 處理器。后者可以提供低功耗的全天候 AI 待命能力，并分擔 Hexagon 780 80% 的工作負載。
其在 "Ok，Google" 偵測算法上，可以降低 38% 的負載，并為陀螺儀、麥克風等需要全天候實時收集數據的傳感器，提供更多的可能性（已被用在汽笛聲、嬰兒哭聲的低功耗監測等場景上）。
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計算攝影：AI+ 拍照
AI 是 " 計算攝影 " 的基礎，小米 11 發布會重點說的夜景視頻拍攝和眾多拍照提升，背后是驍龍 888 全新的三 ISP 和 Hexagon 780。
在小米 11 上，除了驍龍 865 時代就有的 AI 換天功能，現在夜景模式也能用來拍攝視頻，大幅提升夜景視頻的畫面亮度和降噪表現。夜景視頻可理解為每秒拍攝超過 24 張超級夜景照片，是 ISP 和 AI 算力暴力提升的直接效果。
在拍照過程中，AI 也負責提供非常基礎的 HDR+ 硬件加速能力，能進行畫面降噪、重新著色、自動校色（讓色彩表現更加真實或更加吸引眼球）等操作。像把單攝玩出花的 Google，就已經依靠 AI，提供了背景虛化、全景、Motion 動圖（類似 iOS 平臺的 Live Photo）、AR 實時追蹤貼圖、超分辨率放大、超級夜景等多種功能。
驍龍 888 融合 AI 3A 算法的快速對焦
虹軟 " 傻瓜相機 "
除了效果提升，也有很多是關于拍照易用性和趣味性的提升。例如驍龍 888 融合 AI 的 3A 算法，能提高對焦速度。虹軟基于 Spectra 580 和第六代高通 AI 引擎推出 " 傻瓜相機 " 功能，可以自動跟蹤人物，自動進行畫面縮放變焦等。
4K 30FPS 的實時背景摳圖
在高通 AI Engine 的支持下，驍龍 888 可以做到 4K 30FPS 的實時背景摳圖，CV-ISP 硬件計算視覺加速器也能提供 60fps 實時景深識別的人像、背景分割和替換，人體追蹤、物體識別 / 追蹤的效果。
一億像素樣張，細節放大對比
夜景樣張，細節放大對比
而相同 CMOS、同樣是 MIUI 的小米 11 和小米 10 Pro，是非常適合用來對比 ISP 和 AI 對拍照影響的樣本。得益于驍龍 888 的 ISP 和 AI 性能，小米 11，不論取景框預覽畫面、1 億像素模式、HDR、夜景等多幀合成場景，畫面的高光壓制、鬼影、偽像、顏色還原等部分，都有明顯提升。
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總結：安卓陣營大跨越的一年
這是小米多年來，首次在 1 年內發布兩臺數字系列旗艦，驍龍 888 機型的量產時間遠比以前早，為下一代產品留下了充足的準備時間，不禁讓人猜想，高通是不是在憋著什么大招。
高通做的是 SoC 移動平臺，在他們眼中，除了絕對性能，均衡也是核心指標。驍龍 888 在 CPU 單核性能和 GPU 性能上的提升，直接抬升了安卓旗艦日常操作的流暢度，以及應對跨平臺大型游戲的能力。而 AI 和 DSP 的倍數級提升、傳感器中樞上的低功耗 AI 處理器，則成了高通新的護城河。
