從單核、雙核、四核再到八核直至今年的十核處理器HelioX20,聯發科大有將芯片做成“石榴”的野心,這也是被高通最為鄙視的一點。不過,自從推出八核驍龍615、810導致打了自己臉之后,這次高通終于痛定思痛,把驍龍820成功拉回了四核道路上。
高通的心思你不懂
其實上面的理解只是代表了大多數人的看法,還存在著另外的解讀。如果按照消費者心理去解讀,高通的策略其實根本沒有打臉之說,甚至其策略是相當睿智的。
眾所周知,消費者已經被教育出了這樣一個概念:“核越多手機性能越好”,終端廠商也樂于采用這種傻瓜式的營銷方式,促使芯片廠商不斷升級CPU的核數。不過要注意這只是低檔手機慣用的套路,這個階段充斥著炒作、跑分等的蠻干氣息。而在高端手機方面,尤其是以蘋果為代表的一些品牌,往往更多是把使用體驗放在了首位。這也就解釋了為什么高通近日同時推出了兩個中檔八核處理器驍龍430/617,而驍龍820則是回歸到了四核。
四核怎么對抗10核
雖然注重使用體驗是好的,但普通人怎么看這個“4”字都感覺在“10”面前差了太多。那么高通如何用四核來與八核甚至10核競爭呢?
高通執行副總Murthy Renduchintala博士曾公開表示,核的數量并不是最重要的,重要的是質量。內核的表現要從三個屬性來看,一是單線程的基準測試,二是多線程的基準測試,三是達到相應的性能級別。驍龍820采用自主定制的Kyro微架構,此外,還搭配了Adreno 530的GPU、Spectra ISP、Hexagon 680 DSP,完全勝任智能手機工作所需的動力。
也就是說,高通自信采用“四核芯+四點技術”的方式完全可以在“核戰”中取勝。那么問題來了,這些都是什么玩意?
Kyro微架構
微架構是移動處理器CPU的核心科技,它在很大程度上決定了CPU的性能和功耗。目前市面上幾乎所有給手機用的移動處理器,無論是MTK、三星、華為,還是高通自己,都采用了ARM官方的標準微架構“Cortex-A”。不過,最流行的兩款ARM標準微架構--Cortex-A53和Cortex-A57有些問題未解決。比如單個A53核心TDP(設計熱功耗)約300mW左右,而工作單個A57核心TDP高達3W,兩者之間功耗相差近10倍!
另外是所謂的“big.little”大小核結構,簡單任務時A57核心休眠只啟用A53核心,復雜任務時A53、A57一起上。然而,由于A53和A57的指令吞吐和緩存是互相獨立的,如果某個App需要在A53和A57之間切換運行,那么在A53和A57核心之間切換延遲最多可達毫秒級,這是很多手機卡頓的罪魁禍首。
高通驍龍820如何用“四核+四點”對抗聯發科的“石榴”戰略
所以要解決A53、A57之間功耗和性能的矛盾,最佳方案就是打造一個新的微架構,這個新架構必須擁有接近于A57的性能,功耗卻向A53看齊,所有的App都在統一、高效的核心上運行,不必來回切換,這就是高通Kyro誕生的目的。
從一些零星的資料來看,Kyro的流水線執行單元應該比較接近A53,但使用了類似于A57的亂序執行結構(Out of order),同時,高通自己的動態電壓調整和動態頻率調整控制技術也不會少,保證每一毫瓦電力消耗都能獲得更多的性能。
有意思的是,高通驍龍家族中凡是采用了自主架構的驍龍處理器都戰績輝煌,而采用原本的ARM Cortex-A架構的處理器卻沒有那么成功。
Adreno 530 GPU
Adreno 530是高通的下一代圖形處理芯片。其前一代產品Adreno 430已經陸續擊敗了Mail-T760、蘋果iPhone 6搭載的PowerVR GX6450等諸多強者,性能、功能均完爆對手。
按照高通官方公布的數字,Adreno 530功耗比Adreno 430降降低40%,而計算性能則提升40%。Adreno 530的另一項重大改進是支持OpenGL ES 3.1+AEP(Android 擴展包)、Renderscript以及全新的OpenCL 2.0和Vulkan計算標準,同時引入64位虛擬尋址,GPU與CPU的虛擬內存(SVM)地址實現了統一。看不懂沒關系,以上這些其實是說明GPU今后不僅僅能做圖形運算,還能干更多比如渲染網頁上的動態元素和特效、處理美顏照片等等工作。虛擬內存地址統一意味著GPU和CPU協同工作的效率更高了。
Adreno 530還支持HDMI 2.0,能以60fps的幀率在超高清(HUD)顯示設備上播放Rec.2020標準的4K HEVC視頻。最后是增強過的EcoPix和TruPalette技術,能帶來更長的電池續航時間和更出色的像素質量。
Spectra ISP
Spectra ISP即高通的圖像信號處理器,其優勢是可以提供更少的拍照延遲。Spectra ISP本身也是雙核、14位精度設計,強大的處理能力同時支持三個攝像頭,每秒拍攝30張2500萬像素圖片和零快門延遲(ZSL)。
其次是更出色的圖像質量。Spectra ISP增加了專門用于抗噪聲和彩色偽影校正的硬件電路,讓照片畫質更出色。對焦方面也有增強。Spectra ISP支持PDAF相位對焦/對比對焦/激光對焦,并且提供了一個統一的自動對焦框架,能把多種對焦技術混合使用。
接下來是更先進的帶寬壓縮技術,Spectra ISP采用最新MIPI串行C-PHY接口,內部總線的吞吐能力提高,數據傳輸起來更順暢,抗干擾性能也更出色,這一切體現到攝像頭上就是反應更快、延遲更小。
最后,Spectra ISP能直接把RAW級別的拜耳原始數據無損傳輸至DSP進行預處理,這意味著驍龍820內部各個部件之間協同處理圖像的能力變得靈活,有助于實現一些更高級的拍攝效果。
Hexagon 680 DSP
Hexagon 680最大的特點就是支持“Hexagon矢量擴展”(Hexagon Vector Extensions/HVX),可執行圖像處理應用中的計算負載,比如虛擬現實、增強現實、圖像處理、視頻處理、計算視覺等。這意味著,以往在CPU/GPU上相對更費電的任務可以交給DSP去更高效率地做了。
Hexagon 680的任務就是盡可能多地接收圖像處理工作,因為現在很多此類工作,比如HDR視頻、HDR圖像合并、低光圖像增強等背后的算法在不同的軟件、版本之間是截然不同的,無法通過固定功能硬件執行。
如果沒有Hexagon DSP,它們只能交給CPU或者GPU,效率不高,最終影響用戶體驗,比如拍照有延遲(速度慢)、影響電池續航、拉高系統溫度等。另外,Hexagon 680還加強了電源管理,整合了低功率島(LPI),號稱可節能最多三倍。
永久告別核戰?
雖然目前來看高通暫時從“核戰”中成功脫身,但也并不意味著其就此告別核芯數量上的升級,畢竟手機可實現的功能越來越多,用戶期待的性能越來越變態,總有一個節點是“升核”才能解決的坎。而且高通并沒有完全否定多核的好處,“我們的未來不需要十核,盲目地搞十核,而且CPU上沒有任何定制的功能,都是簡單的功能,無法給用戶帶來增強的用戶體驗。”——說明一方面高通可以直接搞12核,另一方面高通也在等合適的條件。