地表最强:骁龙845告诉我们,高通是这样玩人工智能的

12-08 08:26

今天,是骁龙技术峰会的第二天。高通的年度旗舰移动平台——骁龙845,终于正式对外发布了。

这款使用三星第二代10纳米FinFET工艺(10LPP)制程生产的移动平台,堪称迄今为止,全世界性能最强大的移动芯片。

更重要的是,从骁龙845的身上,我们看到了在这个人工智能潮涌的时代,高通更理性的布局姿势: 它并没有在单一芯片上追求人工智能性能的极致,而是在集成化、生态化的方向上,走出了一条自己的路径

作为最受业界关注的芯片,骁龙845的规格、性能和参数已经随地可查,所以本文会简单带过, 重点讲一些个人的分析判断

先来看下面的第一张图。它概括了骁龙845的总体性能,具体来说,又细分为 沉浸感、AI、安全、连接性和性能 这五个主要方面。

请注意上面加黑的这5个词。

高通每一代旗舰处理器产品,都会提前3年做规划,先了解客户需求,倒推出架构,再跟运营商、手机、软/硬件、云等所有环节的合作伙伴讨论,根据搜集的信息设计新的芯片,在此过程中,还会进行多轮测试修改,以确保产品交付时完美可用。

所以,这5个方面,也可以看作 过去这3年来,面对市场需求,高通的判断与应对的关键词。

上图中,有一个名词是XR。这是高通的定义,是虚拟现实(VR)、增强现实(AR)和混合现实(MR)的技术统称。

再来详细看一下它的特性和规格。里面细节太多,就不一一展开了。

下面重点讲讲我个人的理解:

一、关于连接。

1、多天线、波束赋形、毫米波等技术,都是5G阶段的核心技术,也能在千兆LTE阶段就提前启动部署。它们在骁龙845上都有体现,这 既能提升自身性能,也能为5G时代的下一代产品做好技术铺垫。

比如,它支持4×4的MIMO(Multiple Input Multiple Output,多入多出),它的WiFi是802.11ad,支持60GHz毫米波频段,支持高达4.6G的峰值速率。

另外,它也是全球第一个支持5载波聚合的。

2、通信市场的竞争,很多时候胜负都在场外。比如频谱的规划,每个国家都不一样,而且 作为不可再生资源,无线频谱越来越稀缺,5G的到来还将进一步加剧可利用频谱的复杂性,所以,能不能更好地支持频谱规划,也相当重要。

在这方面,骁龙845已经有意识地进一步做了强化。在它的配合下, 运营商只需要10M的授权频谱加上少量非授权频谱,就可以将网络升级为千兆级LTE。

3、提供1.2Gbps网络速率(LTE Cat.18标准),支持双卡VoLTE。不需要再分主卡副卡了,相信一年后,这就会成为大批中国手机厂商新的功能噱头。

二、沉浸感。

1、这个词很有意思,过去它主要被各家厂商使用于VR领域,但在这里,其实更应该视为高通对客户体验的集中表述。

我个人的理解是,高通是用它来形容, 移动设备给用户的体验越来越真实,逐渐突破现实与虚拟壁垒 ,这样的一个大方向。

而且,这个词也有更好地包容性,无论是手机、XR还是其他设备。

所以,比如色元从8位到10位、色域从709 SDR到2020 HDR,GPU的性能提升,以及动作补偿时域滤波,多帧降噪等音频、视频、拍摄功能的优化,也都是包含在了"沉浸感"里面。

2、按照高通负责人在峰会上的表述,骁龙845能 让手机拍照媲美专业单反,HDR 4K视频拍摄比肩好莱坞……

这样的形容,毫无疑问有水分。

但无论如何,以它DXOMark mobile图像质量基准测评高达100的评分(iPhone X的得分是94),加上增稳、降噪、虚化等高度关联体验的技术优化,还是非常值得期待的。

比如,在骁龙845上能够在一秒钟内,捕获60张1600万像素的的照片……

比如,高通甚至用单摄像头就搞定了人像虚化……

3、这两年,VR/AR火了一阵,又逐渐消沉,整体市场一直起不来,其中因素有很多,有技术的,有市场的,甚至是技术与市场之外的。但可以注意到,很多细微的变化都在一步一步累积,总有从量变到质变的转折爆发之时。

骁龙845不一定会是最后一根的稻草,但 它对"沉浸感"的优化,必然会是对这个新兴行业的又一次有力推动。

4、骁龙845支持的SLAM(实时定位与地图构建,simultaneous localization and mapping)技术,对于机器人、无人机、或其他智能设备的行动和交互能力非常关键。

简单解释一下,这个技术能做什么:将一个设备放到未知环境的未知位置时,要让它一边确认自己的位置,不断描绘出环境的完整地图,一边实时构建和调整自己的移动计划(Path Planning)。

在普通人看来,仿佛没有任何难度,但对机器来说, 定位与移动需要使用地图,但构建地图又需要机器人的行动来建立,这需要相当复杂的算法和极高的运算量。

自1988年首次提出,全球很多顶尖机构已经在这个问题上研究了接近30年,但 在此之前,SLAM大多需要专门定制的传感器,比如激光雷达、声纳或立体相机,或是高性能的桌面级GPU支持 。甚至直到现在,低成本、高性能的SLAM也还是一些人工智能产品主打的核心技术优势之一,比如华硕的机器人小布(Zenbo)。

而现在,骁龙845实现了芯片级的SLAM支持,对于那些需要移动和避障的移动智能设备来说,都称得上一场春夜喜雨。

三、安全

加入独立的安全处理单元(SPU),独立保存 指纹、虹膜、语音、人脸等生物识别信息及其他敏感信息,这是大势所趋,不用多说了。

唯一的问题是,高通内置了安全加密芯片,就意味着所有品牌的旗舰手机,都内置安全加密片了。

所以,不管金立怎么想,但确实是时候想想新的广告词了……

四、AI + 性能

终于说到重点了。

1、最近两年,人工智能是整个科技行业最热的概念,没有之一。在一片鱼龙混杂、泥沙俱下的大环境下,它已经给很多行业带来了巨变,也带来了不少行业困惑。

比如,芯片厂商怎么去吃人工智能蛋糕?或者说, 怎样应对人工智能可能带来的变革洗牌?

依靠深度学习红利,Nvidia的GPU一夜翻身农奴把歌唱,这让大家看到了机会,也看到了威胁。到现在,几乎所有芯片厂商都在人工智能方向拿出了自己的思路与产品。

当然,CPU、GPU、NPU、DSP到底哪个更适合人工智能,各家厂商屁股坐的位置不同,实力基础不同,想法自然也都不同。

作为移动通信行业的老大,高通自然也不会缺席。此前,高通对外曾表示, 会有专用的硬件架构来支持人工智能。

2、而现在, 在骁龙845身上,我们看到了这个基于矢量计算的硬件架构。

在接受媒体专访时,高通高级副总裁兼移动业务总经理Alex Katouzian表示, 高通芯片的AI运算从骁龙820就已经开始,而骁龙845已经算是第三代,其处理能力则达到了前代的3倍。

3、不过,要更深刻地理解高通的人工智能战略,不能仅仅看DSP的架构提升。

而是要看下面这一张图:

以NPE(Neural Processing Engine, 骁龙神经处理引擎)为核心,将CPU、GPU、DSP组成一个异构AI平台,再与合作伙伴的应用形成协同,共同构建起来的一个人工智能业务生态,才是高通人工战略的全景。

所以,与麟麟970这类通过授权IP,依靠NPU集中执行人工智能任务的SoC不同,骁龙845采用 异构AI平台,对人工智能的运算进行了分布式调度。

比如,对浮点运算能力(floating point capability)需求较高的算法,主要在GPU运行;主要需要定点运算能力(fixed point capability)的算法,则放在DSP上完成。

"如果仅仅去看每颗独立内核的规格,它们都各有所长,但人工智能时刻都在发生变化,市场在迅速变化,算法也在不断变化,与单一的定制硬件相比,更加多样的、灵活的人工智能硬件,在目前是更优选择。"Alex Katouzian表示,根据高通分析,结合DSP与GPU的效果是最好的搭配,而且还需要优化库(libraries)、SDK和框架的配合,才能确保AI高效运行。

此外,还会充分调度CPU和其他各个单元的资源与能力,对不同的电压域和频率域进行匹配,最终实现 最佳的性能/体验与最低的功耗/发热量的平衡。

比如,下面两张图片,就是在不同任务场景下,骁龙845单元的不同点亮情况(红色代表 任务 负载,深红色代表主任务负载)。

(拍照场景,以ISP单元为核心,其他单元协同)

(XR场景,以GPU为核心,其他单元协同)

" 点亮的单元越多,功耗和性能的均衡效果越充分 。"高通管理产品总监Gary Brotman说。

另外,骁龙神经处理引擎SDK也会帮助软件开发者和OEM厂商,把骁龙845的硬件优势直接部署到应用当中,利用硬件加速AI运行,从而进一步降低功耗。

4、降低功耗,增加续航这么重要吗?

是的。相当重要

以当前的芯片、电池及相关技术现状,在极端情况下, 如果人工智能运算火力全开,甚至可以在半小时内耗光一部普通智能手机的全部电量。

显然,这是用户实际使用体验不可能接受的。

高通此前在中国和美国的消费者调研显示,美国有65%的受访者希望能随时上网,51%的人需要更强的续航;中国刚好相反,51%的用户希望连网,60%消费者更注重续航。

不论如何,反正 连接性和续航力都是用户最主要的诉求。

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