高通骁龙 888主要芯片组功能包括比2020年提高 25% 的 CPU 性能、35% 的图形提升、超快的集成 5G 网络以及改进的 AI 和图像处理能力——所有这些都包含在一个基于最新 5nm 制造工艺的微型封装中。骁龙 888 还为游戏玩家、开发人员以及注重安全的人引入了许多新功能。
高通骁龙 888 规格
CPU 和 GPU：涵盖基础知识
让我们从更深入地了解 Snapdragon 888 内部的架构变化开始我们的演练。我们将从 CPU 和 GPU 开始，它们是日常性能的基石。
正如预期的那样，高通是Arm CXC 计划的成员，授予其使用共同开发的 Cortex-X1 CPU 内核的权限。Cortex-X1 是 Arm 路线图中更大、更强大、更耗电的衍生产品，比 Arm 最新的 Cortex-A78 进一步提升约 23%。就像去年一样，高通已经将这些 CPU 放入了一个三层集群。不过，这是高通首次在单一芯片组设计中使用三个不同的 CPU 内核。
Qualcomm 的 Kryo 680 CPU 集群由一个主频为 2.84GHz 的强大 Cortex-X1 和一个 1MB 的大型二级缓存组成。下面是三个大的 Cortex-A78 内核，每个内核具有 2.4GHz 峰值时钟和 512KB 的二级缓存，缓存比去年增加了一倍。最后，四个具有 128KB L2 缓存的低功耗 Cortex-A55 内核达到了 1.8GHz。时钟速度与去年相同，表明保守的性能提升以换取更长的电池寿命。这表明多核处理的增益有限，而单个 Cortex-X1 将在需要更大单线程计算能力的场景中产生更有意义的差异。
核心集群配备了大容量 4MB 三级缓存和 3MB 系统缓存，与骁龙 865 相比也没有变化。尽管与去年相比，大 Cortex-X1 和 A78 内核的二级缓存增加了一倍。高通一定已经发现了一些性能优势，通过为这些大核心提供更多附近的内存来使用，但以牺牲一些额外的硅面积为代价。Cortex-A78 每个内核比 A77 小 5%，为额外的缓存留出了更多空间。最终，骁龙 888 的 CPU 性能和能效提升了 25%。后者的大部分可能来自向 5nm 的迁移以及更高能效和面积效率的 Cortex-A78。
转向 Adreno 680 GPU，高通将其图形芯片的内部运作保持在胸前。但该公司正在宣传将性能提升 35%，这是几代以来最大的提升，同时仍能提供 25% 更好的电源效率。
高通最新的 GPU 支持将亚像素渲染作为显示引擎的一部分，这可以提高表观显示分辨率。在下一代游戏机和 PC GPU 中发现的可变速率着色也已进入架构。这可以在受支持的游戏中将着色器渲染要求降低 40%，从而将性能提升多达 30%。尽管高通很可能将其纳入整体 35% 的性能声明中，但对于不支持此功能的游戏而言，收益可能会更加有限。
Adreno 680 还包括新的机器学习指令，可将 AI 性能提高 43%。这些指令包括用于 16 位和 32 位浮点数的 4 输入混合精度点积和波矩阵倍数。这让我们很好地了解了 Snapdragon 888 的其他一些重大变化：人工智能。
5G 和人工智能：一些急需的改变
机器学习 (AI) 处理是高通现代计算异构方法的关键部分。2018 年的Snapdragon 855在 AI 处理组合中引入了 Tensor 加速器。2020 年，骁龙 888 将 Hexagon 780 DSP 内部的标量、张量和矢量处理单元“融合”在一起，共享内存量增加了 16 倍。
最终结果是在单元内实现无缝工作负载共享，并将三种处理器类型之间的交接时间移动工作负载提高 1,000 倍。此外，标量处理器的性能提升了 50%，而 Tensor 的计算能力是上一代的两倍。结合 CPU、GPU 和 DSP 功能，Qualcomm 声称每瓦的 AI 性能提高了 3 倍，整体 AI 计算提高了 26TOP。这比 Snapdragon 865 的 15TOPs 增加了 73%。
但是，我们应该对 TOP 的说法保持谨慎。TOP 没有告诉我们用于计算该数字的工作负载类型的任何信息，这使得比较非常困难。此外，很少有工作负载会同时最大化 Snapdragon 888 的各种 AI 内核，尽管高通表示在某些情况下可以这样做。
也许更重要的是，高通也为开发人员提供了一些新的机器学习工具。新的 Qualcomm AI Engine Direct 充当 Android NN、TensorFlow Lite 和 Qualcomm SDK 的入口点。这将帮助开发人员充分利用 Snapdragon 的功能，无论他们喜欢哪种流行的框架。Qualcomm 的 AI 平台现在还支持开源 TVM 编译器，使开发人员能够使用 Python 而不是 C 或汇编语言进行编程。利用整个 Qualcomm AI 引擎比以往任何时候都更容易。
Snapdragon 888 的另一个重要变化是集成了Snapdragon X60 5G 调制解调器。许多基准规格看起来与上一代相似，包括 7.5Gbps 下行和 3Gbps 上行的峰值毫米波速度。但是，X60 还引入了 sub-6GHz FDD 和 TDD 载波聚合，以及跨 sub-6GHz 和 mmWave 频段的聚合，以帮助实现这些理论峰值速度。载波聚合对于提高速度和容量非常重要，因为它允许同时通过低频段、6GHz 以下和毫米波频谱发送数据。在未来的 5G 独立网络上拨打电话还支持 Voice-over-NR，但我们将不得不等待运营商在这方面的支持。
但也许最重要的是，X60 集成到了骁龙 888 中，这与去年的骁龙 865 搭配外部 X55 调制解调器不同。由于 5nm 晶体管密度的增加，高通现在可以将其最新的 5G 产品与其他处理组件安装在同一芯片上，而不必担心散热问题。集成意味着在使用 5G 时更小的占地面积和更高的电源效率可延长电池寿命。由于制造商不必购买两个芯片，成本也可能下降，但高通不会对芯片组定价发表评论。
所有其他额外费用
坚持联网，FastConnect 6900 功能块支持 Wi-Fi 6、Wi-Fi 6E和双无线电蓝牙 5.2 功能。这包括对最新的蓝牙 LE 音频标准的支持。因此，网络功能仍然处于现代标准的最前沿。高通公司的第二代传感器中心还有一个新的 AI 处理模块，旨在卸载始终在线场景的处理。该模块在不到 1mA 的电流下运行，但比上一代传感器模块强大 5 倍。高通表示，它认为 Hexagon AI 处理器可以卸载大约 80% 的任务，这应该是电池寿命的福音。
对于游戏玩家，Snapdragon Elite Gaming 现在包括 Qualcomm Game Quick Touch。该功能旨在降低触摸响应延迟，从 60fps 的 20% 到 120fps 标题的 10% 不等。这里不需要任何开发工作，因此游戏玩家一拿到下一代手机就会受益。
相机功能也进行了一系列改进。Spectra 580 ISP 从双处理器设置过渡到三处理器设置。这允许同时处理三个并发处理链，可用于同时捕获来自三个摄像头的视频流或一次对三个独立的图像传感器执行实时处理。总体吞吐量从每秒 2 千兆像素提高到 2.7 千兆像素，处理能力提高了 35%。
此外，Snapdragon 888 现在拥有使用 HEIF 文件容器的 10 位 HDR 图像捕获。这些额外的颜色数据将确保您的图像在 HDR 显示器上查看时呈现最佳效果。现在还有使用交错 HDR 传感器的 4K 计算 HDR 捕捉。我们之前已经看到交错传感器使用同时长、中和短曝光来生成漂亮的 HDR 图像。现在视频也可以受益。ISP 还能够每秒捕获 120 张 12MP 图像和低至 0.1 勒克斯的低光图像。还有用于自动对焦、自动曝光和自动白平衡的新 AI 算法。总体而言，2021 年智能手机将具有更多照片和视频的灵活性。
另一个有趣的注意事项是，Snapdragon 888 是第一款符合内容真实性倡议(CAI) 的智能手机相机芯片组。从本质上讲，制造商可以包含加密安全的元数据来验证照片和视频的来源——在网络上漂浮着越来越令人印象深刻的深度虚假内容的世界中，这很方便。其他安全举措包括引入从桌面计算空间借来的 OS Hypervisor。这允许个人用户和应用程序在他们自己的安全虚拟化操作系统空间中运行——如果您想将敏感工作和个人信息分开保存在同一设备上，这也很方便。我们需要拭目以待，看看手机制造商是否真的实施了这些附加功能。
对 Snapdragon 888 智能手机有什么期待
2021 年中一系列搭载 Snapdragon 888 的智能手机已经问世。三星 Galaxy S21 系列、一加 9 系列、小米 11和华硕 Rog Phone 5等都在使用高端芯片。
更高效的 CPU、GPU 和 AI 处理器与集成的 5G 调制解调器一起构建在 5nm 制造工艺上，这对电池寿命来说是个好消息。与此同时，新的成像、机器学习和安全功能充实了下一代手机的可能功能。尽管它仍然是一个渐进的演变，而不是一夜之间的游戏规则改变者。
基准测试受到的影响更大，有些设备难以维持与去年设备相比的性能提升。其他报告表明，SoC 在发热和耗电方面运行得有些慢。预期的游戏收益也没有完全体现在每个基准测试中。但一般来说，性能改进是有待实现的。特别是在强大的 Arm Cortex-X1 内核提供的单核改进方面。
有趣的是，并非所有搭载高通芯片的高端智能手机最终都可能搭载骁龙 888。该公司还推出了骁龙 870，这是 2020 年骁龙 865 Plus 的升级版。该芯片组正在为更实惠的旗舰智能手机提供动力，这些智能手机不需要高通最新的花里胡哨，例如摩托罗拉 Edge 20 系列。