新SoC的发布节点 直接左右旗舰手机的发布周期。刚在12月发布的骁龙888 不但打破了历史规律 还带着CPU、GPU和AI性能的显著提升 和小米11一起拉开了小米新十年的序幕。

小米11首批35万台之后 已多次连续放量 不少人已经体验到2021年的新旗舰。“一人内测 全民公测”的酷安上 小米11的关键词已霸榜许久。

骁龙888注定会是2021年旗舰手机的标配 在它的身上可以观测到高通对未来的构想 也能预测未来一年移动端的趋势。

暴涨的GPU和单核性能

高通今年从台积电7nm N7P工艺切换到三星5nm LPE工艺。对比三星上一代的7LPP 三星承诺同性能下的功耗降低20％ 同功耗下性能提高10％ 面积减少20％。

构架方面 骁龙888更新到Kryo 680 超大核是2.84GHz Cortex-X1构架 配备了1MB的L2缓存；大核是3个2.24GHz类A78核心 每核L2缓存翻倍到512KB；而小核仍然是4颗1.8GHz的类A55构架。

Cortex-X1是安卓阵营迎来的第一个公版超大核：6条整数流水线 5解码8发射的前端 有真•PC级的四条带FMA的NEON 是移动端浮点堆料的极致。相应的 X1的芯片面积是A78的2.3倍 峰值性能是A77的1.3倍 机器学习性能提升2倍。

和X1同代的御用搭档A78 IPC比A77提升7% 主要负责“提升能效比、节省芯片面积” 以达到更好的面积和功耗均衡。CPU集群维持4MB的L3缓存 高通官方解释 这是难度和缓存配置之间的平衡。此外 骁龙888支持最高支持4*16bit 3200MHz的满血LPDDR5内存。

我们通过对比小米11（骁龙888）和小米10 Ultra（骁龙865） 可以看到骁龙888在GeekBench和RAR的单核测试上 给出了安卓阵营多年没出现过的25%单核性能提升。高通更在乎持续输出 所以在频率设定上相对保守 多核提升在11%-18%之间。

在安卓阵营 单核性能一直没有得到应有的重视。但实际上 在当今的情况下 提升单核性能的效果和“性价比”都明显更高 会更加影响应用加载、切换、超大型游戏的体验。

对比需要深度优化的多核性能 单核性能的影响简单直接。在应对很多（其实是大部分）多线程优化不佳的日常APP和游戏时 单核性能的提升效果远高于多核性能。游戏中大量的游戏画面元素、移动、NPC动作等 都需要CPU运算后再交给GPU。而《原神》等跨平台的大型游戏的出现 让移动端的CPU压力空前绝后。

强大的单核性能 除了降低开发人员的压力 还无需额外优化就能直接提升大部分应用的基础使用体验。但在功耗敏感的移动端 无法像PC端那样提升频率 所以超大核的出现是必然的。

反映到这一代旗舰手机的基础体验 骁龙888单核25%的提升 即便是出厂MIUI 12.0系统 依然让小米11的系统操作出奇地流畅。监控频率可以看到发现 骁龙888的X1调度比较积极。

小米11在微博、贴吧、淘宝这些传统“巨型”APP的流畅度都上了一个台阶。应用开启、应用多开、切换等多种场景的感知 都出乎预料地明显。这时候再回来看 2.3倍的芯片面积 仿佛又显得有“性价比”了。

GPU方面 高通Adreno系列在安卓阵营独孤求败了很多年 在骁龙888上又带来了高通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时实现。

同样使用小米11（骁龙888）和小米10 Ultra（骁龙865）对比参考 低压力场景的提升在27%到35%左右 提升最大的是3D Mark的Wild Life大压力测试 幅度达到53% Vulkan模式下的GFXBench Aztec场景也有43%的提升。

而骁龙865的Adreno 650 就算超频到905MHz GFX曼哈顿场景也“只有”110fps（默频骁龙865是90fps）。但骁龙888的Adreno 660 在840MHz就已经有118fps 部分用户都跑到125fps以上了。骁龙888 GPU的同频性能 依然比超频到905MHz Adreno 650高15%以上。

性能之外 骁龙888还有隐藏技能。Adreno 660是首个在移动端引入可变速率阴影（VRS）技术的GPU。VRS是桌面平台刚上的新增特性 能在VR/XR等场景中 降低非注视区域的着色精度 大大降低GPU的压力。在VR/AR还在构建发展的阶段 看到高通积极地提供相关特性 无论是游戏厂商还是用户 大家都是非常欢迎的。

第六代AI引擎：60%的算力提升

和其他芯片厂商不同 在CPU、GPU和调制解调器之外 高通每年都会“花很多笔墨”聊Hexagon DSP。而高通的AI构架 也是各个厂商中最特殊的。从AI部分的提升 能看到高通在方向和策略上的考量 以及未来一年移动AI的发展趋势。

遥想2017年 主流旗舰只有0.6TOPS的AI算力 独立的NPU也才2TOPS不到。但后来从骁龙855的7TOPS 到骁龙865的15TOPS 再到骁龙888的26TOPS 移动端对AI算力的渴求依然见不到尽头。

和常见的独立NPU不同 高通是CPU+GPU+DSP等多部件的异构AI 宣称可以比独立的DSP+机器学习推理引擎方案 提供更高的性能和灵活性。而当中的Hexagon 780 其实是骁龙888上提升最大的部分。

以前Hexagon 600系列中的标量 张量（Hexagon Tensor Accelerator HTA）和向量（Hexagon Vector eXtensions HVX）功能 在Hexagon 780被融合在一起 成为一个整体式IP。

融合后 不同执行引擎间的工作负载切换时间也更短 性能和能效都提升巨大 标量执行能力提高了50％ 张量执行吞吐量直接翻倍翻。SRAM增加16倍后 狂涨的内存池 能运行更大的机器学习推理模型。

几乎推倒重构的构架 配合X1超大核2倍的机器学习性能和暴涨的浮点性能、AI性能提升43％的Adreno 660 每瓦性能提升3倍的Hexagon 780 让骁龙888可以提供远高于前代的26TOPS算力。

在机器学习基准测试MLPerf中 骁龙888的性能最高提升4倍 远超IP块在执行单元的理论计算吞吐量改进（新内存体系的优势？）

夸张的AI性能 有什么用呢？高通技术公司产品管理副总裁Ziad Asghar提到 AI性能大幅提升的主要来自客户的需求。现在移动AI一大部分应用场景都是图像处理 是近年来手机拍照水平突飞猛进的重要原因之一。

虽然被吹得很玄学 但移动AI可笼统理解为“为各种AI算法设计的硬件加速器”。而这些AI算法 早就应用到拍照（成像处理、拍照辅助、图像识别等）、语音通话降噪、语音识别、翻译、人脸解锁、手写识别、游戏和XR体验支持等大量领域。

高通的异构AI设定 是高通移动平台“关注均衡和功耗的设计思路”的产物。在骁龙865首次集成的传感器中枢 也已经升级到第二代 并集成性能提升5倍 但功耗不到1毫安的专用低功耗AI处理器。后者可以提供低功耗的全天候AI待命能力 并分担Hexagon 780 80%的工作负载。

其在“Ok Google”侦测算法上 可以降低38%的负载 并为陀螺仪、麦克风等需要全天候实时收集数据的传感器 提供更多的可能性（已被用在汽笛声、婴儿哭声的低功耗监测等场景上）。

计算摄影：AI+拍照

AI是“计算摄影”的基础 小米11发布会重点说的夜景视频拍摄和众多拍照提升 背后是骁龙888全新的三ISP和Hexagon 780。

在小米11上 除了骁龙865时代就有的AI换天功能 现在夜景模式也能用来拍摄视频 大幅提升夜景视频的画面亮度和降噪表现。夜景视频可理解为每秒拍摄超过24张超级夜景照片 是ISP和AI算力暴力提升的直接效果。

在拍照过程中 AI也负责提供非常基础的HDR+硬件加速能力 能进行画面降噪、重新着色、自动校色（让色彩表现更加真实或更加吸引眼球）等操作。像把单摄玩出花的Google 就已经依靠AI 提供了背景虚化、全景、Motion动图（类似iOS平台的Live Photo）、AR实时追踪贴图、超分辨率放大、超级夜景等多种功能。

除了效果提升 也有很多是关于拍照易用性和趣味性的提升。例如骁龙888融合AI的3A算法 能提高对焦速度。虹软基于Spectra 580和第六代高通AI引擎推出“傻瓜相机”功能 可以自动跟踪人物 自动进行画面缩放变焦等。

在高通AI Engine的支持下 骁龙888可以做到4K 30FPS的实时背景抠图 CV-ISP硬件计算视觉加速器也能提供60fps实时景深识别的人像、背景分割和替换 人体追踪、物体识别/追踪的效果。

而相同CMOS、同样是MIUI的小米11和小米10 Pro 是非常适合用来对比ISP和AI对拍照影响的样本。得益于骁龙888的ISP和AI性能 小米11 不论取景框预览画面、1亿像素模式、HDR、夜景等多帧合成场景 画面的高光压制、鬼影、伪像、颜色还原等部分 都有明显提升。

总结：安卓阵营大跨越的一年

这是小米多年来 首次在1年内发布两台数字系列旗舰 骁龙888机型的量产时间远比以前早 为下一代产品留下了充足的准备时间 不禁让人猜想 高通是不是在憋着什么大招。

高通做的是SoC移动平台 在他们眼中 除了绝对性能 均衡也是核心指标。骁龙888在CPU单核性能和GPU性能上的提升 直接抬升了安卓旗舰日常操作的流畅度 以及应对跨平台大型游戏的能力。而AI和DSP的倍数级提升、传感器中枢上的低功耗AI处理器 则成了高通新的护城河。 责任编辑:tzh