來源：內容來自半導體行業觀察（ID：icbank）原創，作者：李壽鵬，謝謝！
在昨天題為《新晶片為何叫驍龍888？高通是這樣說的！》的文章中，我們大概談了一下高通全新一代旗艦，當中也講到了高通為何在這顆晶片的命名上打破常規。不過從小米創始人雷軍昨天發布的一個微博以及行內人的討論熱度看來，高通這個新產品也的確是讓人眼前一亮。
但令人眼前一亮的並不止這個晶片的命名。在昨天看到高通對驍龍888做的深入解讀以後，我們發現最硬核的其實是這個新旗艦的設計。在具體談每個細節之前，筆者先總結一下大家對驍龍888高度關注的幾個點：
- 採用三星5nm工藝打造
- 搭載了基於Arm X1內核、A78內核和A55內核設計的Kyro 680 CPU
- 搭載了高通最新的X60基帶
- 搭載了高通最新的GPU Adreno 660
- 搭載了高通新一代DSP Hexagon 780
- 搭載了高通首個三核ISP Spectra 580
此外，驍龍888還集成了高通第三代5G數據機及射頻系驍龍X60和高通FastConnect 6900移動連接系統，同時還支持全新的Type-1 Hypervisor。這就讓該晶片在能通過5G與WiFi與外界連接的同時，還能夠以全新方式在同一終端上，在不同應用和多個作業系統之間進行數據的保護和隔離。
下面，我們來逐一解讀驍龍888的各大亮點。
三星5nm工藝加持
其實在昨天的發布會上，關於新晶片的製造工藝，高通並沒有談到太多，他們只是一嘴帶過，驍龍888採用了三星的5nm工藝。值得一提的是，高通的上一代旗艦使用的是TSMC的7nm工藝，這對於高通來說，也算是一個新嘗試。
從之前semiwiki的報道我們看到，三星的5nm工藝比7nm的密度提高了25％，性能提高了10％，功耗降低了20％。相比之下，台積電的5nm密度提高了1.8倍，性能提高了15％，功耗降低了30％。為此semiwiki認為，三星的5nm工藝在跟台積電相比會有一些劣勢。
但筆者在這裡需要強調的是，上述的分析僅供參考，並不代表三星這個工藝的真正實力。具體情況，我們可以可以等相關機構將A14和驍龍888進行剖片解析（如果有的話），才能獲得。
但我們可以肯定的是，在採用了三星的5nm工藝以後，三星驍龍888的產能應該會後顧無憂，這是一個絕對的利好。據最近的媒體報道，因為蘋果A14和蘋果M1的出貨超預期，給台積電的5nm帶來了產能緊張的狀況。而包括博通在內的多家公司，也對台積電的5nm工藝虎視眈眈。這時候擁有產能優勢的三星就成為高通的明智之選。
全新設計的CPU
在上一代的驍龍865的CPU Kryo 585的設計上，高通採用了「A77（1）+A77（3）+A55（4）」的設計。據高通的介紹，在這個設計中，有一個A77內核是性能大核，另外三個A77核心則充當大核，再加上四個A55的內核，這就可以滿足了高中低等不同性能應用的需求，並且在功耗上有了更好的表現。
來到驍龍888上，高通在其搭載的CPU Kyro 680上同樣採用了「1+3+4」的設計。這個新CPU在大核和小核分別選了Arm的A78和A55，這是順理成章的。而在性能核方面，高通也跟隨Arm的路線圖，選擇了性能更強的X1內核。
高通的這個決定，從某個角度看，可以看做是智慧型手機SoC進入新階段的象徵。
熟悉智慧型手機SoC發展的讀者應該了解，在過去多年裡，為了滿足終端應用的運算需求，手機SoC從單核走向了多核。而為了兼顧性能和功耗，Arm推出了Big.Little架構。引入了大小核概念，與手機晶片廠商一起渡過了這個難關。
而進入最近幾年，為了更精細地處理任務，華為和高通這兩家廠商都開始採用「性能核+大核+小核」的設計，而Arm推出的X1，可以說是迎合這種趨勢的順勢而為。這是Arm在今年五月發布會上除A78以外的又一個亮點。
正如anandtech在一篇文章中所說，Arm的現有業務模型旨在打造可滿足最廣泛客戶需求的CPU IP。但在這就帶來了一個問題，那就是你不能過度關注PPA三角形的任何一個區域而又不折中考慮其他兩個區域。
在anandtech的作者看來，Arm的CPU內核在過去多年來一直生活在Apple CPU內核的陰影下，因為Apple經驗豐富的晶片團隊，讓其晶片的單核擁有無以倫比的性能。這就給Arm帶來了已困擾，那就是他們究竟能不能打造如此強大的內核？而X1的推出，就是為了解決這個問題的。
據介紹，Cortex-X1是基於Arm的一個名為「Cortex-X Custom Program」項目設計的，該項目是基於Arm前幾年發布的「Built on Arm Cortex Technology」項目所做的改進。在這種授權模式下，Arm允許客戶在新的微體系結構的設計階段早期進行協作，並要求對配置進行自定義，例如更大的重排序緩衝區（ROB），不同的預取器或接口自定義，以更好地集成SoC設計。（欲深入了解Arm的全新架構，可以查看《Arm全新CPU深度解讀》）
高通公司正是該許可模式的主要受益者。
「驍龍888是全球首個採用Arm Cortex X1架構的移動平台，這是一個全新的架構，可將CPU性能提高25%，並且我們還將整個CPU叢集的整體功效提高了25%」，高通技術公司產品管理副總裁Ziad Asghar在發布會上強調。
從高通提供的數據我們可以看到，高通的CPU的X1內核主頻為2.84Ghz、帶有1MB的L2緩存，三個A78大核則有2.4Ghz主頻、512KB L2緩存，A55小核的主頻則為1.8Ghz，緩存也做有128KB。
集成的X60基帶
在本文開頭提到的那篇文章中，我們講到，驍龍888是高通首顆集成了5G基帶的8系列處理器。但因為在上一代的驍龍865中，高通並沒有將X55基帶嵌入其中，這就引致大家的廣泛討論。在問到為何做出這樣的選擇時，Ziad Asghar告訴記者：「對高通來說，集成數據機並不是一個很難的問題，而公司在產品設計的時候會根據需求選擇效果更好的方式」。
而作為高通第三代5G數據機及射頻系統，高通驍龍X60也的確能帶給消費者更好的體驗。
根據Ziad Asghar的觀點，X60是世界上最先進的集成式5G數據機及射頻系統。從高通提供的資料我們則可以看到，驍龍X60支持5G Sub-6GHz載波聚合和毫米波，能夠提供高達7.5Gbps全球最快的商用5G網絡速度。通過支持幾乎全球所有主要網絡，該數據機及射頻系統還支持出色的網絡覆蓋，包括利用動態頻譜共享（DSS）技術實現全國範圍的5G網絡覆蓋。
在高通總裁Cristiano Amon看來，動態頻譜共享（DSS）技術將使更多國家實現全國性的5G覆蓋。因為DSS使5G和4G能夠使用相同的頻譜，那就意味著能更快、更容易地向5G過渡。「DSS還為實現5G獨立組網提供了基礎，開啟新的業務模式和服務的大門，充分利用5G的低時延、服務質量和安全性的優勢」，Cristiano Amon強調。
此外，驍龍888還支持全球5G多SIM卡功能，從而實現國際漫遊、在一部手機上同時管理個人和工作號碼，並優化每月套餐資費。
「憑藉領先的X60，驍龍888成為首款在FDD和TDD上增加5G載波聚合等關鍵特性的移動平台——而所有這些都是在一個非常緊湊的、集成式解決方案中實現的」，Ziad Asghar強調。他進一步指出，在搭載了X60後，驍龍888為運營商帶來了極大的靈活性，能給全球更多的網絡帶來最佳的5G體驗。
其實在筆者看來，無論高通在基帶上交出怎樣亮眼的成績，也都是在意料之中的。因為這是他們成立三十多年來，一直都在研究的技術。從某種意義上看，這也是高通賴以吃飯的核心。業內一直流傳的「買基帶，送AP」說法就是對高通基帶技術的認可。
對於筆者來說，高通在5G基帶上面最讓人印象深刻的是這不僅僅是一個基帶，而是包含了射頻系統。這也是有可能在行業內引起巨變的部分。（關於高通射頻及其對行業的影響，可以參考此文《高通射頻，前景幾何？》）
高通之前的介紹也表示，X60推出的新的Qualcomm QTM535 mmWave天線模塊比上一代產品要小，並且可以採用新穎時尚的mmWave智慧型手機設計，並具有改進的mmWave性能。
Adreno 660的賦能
據高通所說，Kryo 680和Adreno 660能夠提供持續穩定的高性能，這是驍龍移動平台一直以來的優勢。而從上文中，我們已經看到了Kryo 680的卓越。至於Adreno方面，這也當然是高通的絕對優勢領域。
作為手機SoC開發者陣型中最早自研GPU的企業，高通在這方面的戰績彪炳。但在之前，Adreno其實原本是ATI旗下的移動GPU部門，其前身也有另一個名字——Imageon。在本世紀初AMD收購ATI的交易中，Imageon也隨之變成了AMD的資產。但「新東家」看不上這個業務，便以區區6000萬美元的價格將其賣給了高通，這就為高通的SoC貢獻了一塊重要拼圖。而根據官方數據顯示，自 2005年首次面世以來， 高通Adreno GPU已累計出貨超過25億顆。
來到全新一代的Adreno GPU上，高通也沒有掉鏈子。
Ziad Asghar告訴記者，Adreno是移動行業中最高效的圖形IP。而在今年的Adreno 660 GPU上 ，高通在圖形渲染性能上實現了同比最大的飛躍。數據顯示，新GPU的圖形渲染速度較前代平台提升高達35%。但在能耗方面則降低了20%。
除此之外，高通還專注於持續性能和可用性能，為GPU增加了全新的尖端特性。這意味著更多的遊戲可以打破幀率的限制，同時讓玩家在智慧型手機上暢玩更久。
「Adreno不僅僅是一個圖形引擎，它還包括一個世界級的顯示引擎，可實現最佳的圖像質量」，Ziad Asghar強調。「高通Adreno 660 GPU的AI性能提升了43%。通過如4輸入混合精度點積，以及波浪矩陣乘法等新的指令集，可加其快浮點運算」，高通技術公司高級產品經理Hsin-I Hsu補充說。
Ziad Asghar告訴記者，通過驍龍888，高通在顯示部分增加了新的硬體（如Demura和亞像素渲染技術），以進一步提高智慧型手機顯示的圖像質量。尤其是在遊戲方面，藉助這個新的GPU，高通給消費者帶來了全新的體驗。
高通技術公司公共關係高級經理Macey Davis在驍龍峰會上指出，高通公司致力於移動遊戲創新已有20多年。而在所有的這些技術變革中，高通一直引領著創新。其中，尤其以高通Snadragon Elite Gaming憑藉諸多首次，在移動端實現的突破性特性一直處在創新的前沿。
「作為行業首個將面向特定遊戲的GPU驅動更新和端游級正向渲染等端游級特性引入移動端的企業。我們非常自豪能通過我們的創新，讓開發者充分利用硬體，為遊戲玩家提供真正令人驚嘆的體驗」，Macey Davis強調。
在驍龍888上，高通Snapdragon Elite Gaming將再次把另一個首次在移動端實現的特性帶給移動遊戲，那就是可變解析度渲染（Variable Rate Shading）。從Macey Davis的介紹我們得知，到目前為止，被稱為VRS的可變解析度渲染——僅在高端PC和下一代專業遊戲機上實現支持。
他同時指出，由全新高通Adreno 660支持實現的可變解析度渲染，將有助於減少GPU工作負載，同時顯著增強遊戲性能。這將使下一代移動遊戲能夠以更快的速度和更高的解析度運行，同時仍保持最高的視覺保真度。此外，GPU工作負載的減少也能降低功耗，從而讓玩家更長時間的進行遊戲。
「當渲染每一幀時，GPU為每個像素執行一個著色程序來計算它的顏色。這意味著360萬像素被著色。可變解析度渲染允許開發人員指定著色器程序以2個或4個像素為一組僅運行一次，然後將這些顏色結果重新復用於周圍的像素著色。而通過可變解析度渲染，你可以僅使用140萬像素對整個幀畫面進行著色。這將會使整體著色的總像素數減少40%，從而大大降低GPU工作負載。這一特性將讓開發者在不犧牲視覺逼真度的情況下創造更具有沉浸感的遊戲體驗」，Macey Davis說。
第六代AI引擎
據高通方面介紹，驍龍888在AI架構方面實現了重大突破。整體全新設計的第六代高通AI引擎包括了全新高通Hexagon 780處理器，將AI與專業影像、個人語音助手、頂級遊戲、極速連接和更多功能進行結合，賦能頂級移動體驗。
高通技術公司高級產品經理Hsin-I Hsu則從多個方面，闡述了這個新引擎的優勢。
首先，高通重新設計了Hexagon處理器。據介紹，全新的高通Hexagon 780處理器具有我們平時所說的融合AI加速器架構。為了解析什麼是融合，Hsin-I Hsu以驍龍865的Hexagon處理器為例。他指出，高通在上一代旗艦中擁有標量、張量和向量加速器。
「但在驍龍888的Hexagon處理器上，我們對其進行了重新設計，所以現在這些加速器之間的物理距離幾乎消失了。不僅如此，我們還在這三個不同的加速器之間添加了一個很大的共享內存，這樣一來，這些加速器可以更快、更高效地共享和移動數據」，Hsin-I Hsu說。
從他提供的數據我們可以看到，在某些用例當中，數據交互時效最多可提高上千倍。
與此同時，高通還對這些加速器本身也進行了提升。據Hsin-I Hsu介紹，新加速器的標量加速器的性能提升了50%，而張量加速器的處理速度是前代的2倍。
為了兼顧性能和功耗，高通在提升上述性能的同時，還同步提升了加速器每瓦特性能——與前代相比提升至其3倍之多！高通AI引擎的其他部分也進行了升級，如前文談到的Adreno 660 GPU提升，就是當中一個代表。
得益於這些新設計，驍龍888的AI算力達到了26 TOPS！在基準測試數據方面，基於行業標準的AI模型，驍龍888的峰值性能遠遠領先競品。「高通的技術專長一直是在不犧牲功耗的前提下保證平台的強大性能。從這款產品的表現我們可以看到，在每瓦特性能上，高通仍是佼佼者」，Hsin-I Hsu表示。
為了讓AI在驍龍888中全天候運行，高通還在去年的基礎上，推出了更加智能的第二代高通傳感器中樞。
Hsin-I Hsu表示，高通為其增加了一顆專用的、始終開啟低功耗AI處理器。這種額外的AI處理能力使高通可以將Hexagon處理器高達80%的工作負載分擔給高通傳感器中樞，從而實現更加省電的目的。據了解，高通傳感器中樞進行所有處理所需的功耗僅僅不到1毫安。
為了要確保開發者能夠輕鬆訪問高通傳感器中樞。高通還與谷歌就其最新的TensorFlow Micro框架開展合作，面向Hexagon處理器和高通傳感器中樞上的AI處理器進行優化。這樣高通的OEM合作夥伴和開發者就能夠開發出他們自己的情境感知應用程式，同時最大程度利用我們的硬體。
「舉例來說，藉助第二代高通傳感器中樞，我們能夠減少Hexagon處理器上「Ok，Google」偵測算法38%的負載」，Hsin-I Hsu告訴記者。
Hsin-I Hsu進一步指出 ，高通為其傳感器中樞打造的另一個炫酷的特性就是讓其與終端其他所有部分進行通信。例如你的麥克風，各種傳感器以及數據機、Wi-Fi和藍牙等連接功能，這樣的話高通的傳感器中樞就可以從終端所有部分實時收集數據，並創建情境感知用例。
為了更方便客戶開發，在發布新的AI引擎同時，高通還介紹了其第六代神經網絡處理SDK。高通技術公司技術副總裁Jeff Gehlhaar告訴記者，高通神經網絡處理SDK已在全球超過5億台Android終端上為出色的AI體驗提供支持！高通神經網絡處理SDK的提升包括對更多模型的支持，以及對搭載驍龍計算平台的筆記本電腦上微軟Windows 10 AI用例的支持。
「在驍龍865上，我們推出了Hexagon NN Direct，讓開發者可以從他們的應用程式中直接訪問Hexagon。這一方式受到了廣泛認可，因此，我們在驍龍888上針對這一方式做出進一步重要升級——即為整個移動平台帶來統一的Direct應用程式接口的能力。這個引擎Direct的設計初衷就是在驍龍888上首次帶來了一個跨整個驍龍平台的統一AI應用程式接口」，Jeff Gehlhaar說 。
而對於開發者或OEM廠商來說，可以充分利用這一解決方案的優勢，跨驍龍平台使用第五代和第六代AI引擎。
Jeff Gehlhaar表示，通過這個解決方案，高通擴展並增強了其AI軟體解決方案的功能，為開發者提供了直接訪問硬體的途徑，當中不僅針對Hexagon 780處理器，還包括Adreno GPU和高通Kryo CPU。
此外，高通還擴展了用於AI加速器的、支持Hexagon的開源編譯器TVM。那就意味著開發者現在可以用幾行簡短的Python代碼編寫自定義運算元，為Hexagon編譯，並能將其直接插入高通AI引擎Direct框架。
「作為在驍龍平台的首創，這將使開發者和OEM廠商能夠打造個性化的體驗，並擴展高通AI引擎Direct。我們計劃與開源社區分享我們的貢獻，並歡迎開放合作」，Jeff Gehlhaar說 。
三核ISP、安全及通信其他
據高通介紹，全新的驍龍888的優勢還包括了其ISP、安全和 對WiFi 6以及WiFi 6E的支持。
首先看ISP方面，據Ziad Asghar介紹，憑藉全新Qualcomm Spectra 580 ISP，高通首次在驍龍平台上支持三ISP。這意味著基於其設計的智慧型手機可以從三個不同的視角捕捉三路不同的影像流，然後決定哪一張照片或哪一個視頻最適合你，並將它們組合在一起，創造最佳的拍攝體驗。用戶還可以通過120fps捕捉超高速運動狀態的高解析度圖像，或同時拍攝三個4K HDR視頻。計算HDR賦能的全新4K HDR視頻拍攝實現了色彩、對比度和畫面細節方面的顯著提升。
「Spectra 580還將支持被稱為單幀逐行HDR傳感器的最新傳感器技術，這也是首次由高通達成在移動平台中引入計算HDR的成就」，Ziad Asghar說。
據介紹，Qualcomm Spectra 580 ISP的處理速度提高到每秒27億像素，與前代對比像素吞吐率提高了35％。Qualcomm Spectra 580 ISP還首次採用全新低光架構，這讓其即使在近乎黑暗的環境中，也能拍攝出更加明亮的照片。
此外，驍龍888還支持10-bit色深HEIF格式拍攝，讓用戶能夠捕捉超過10億色的照片。
再看安全方面。據介紹，驍龍888引入了業內首個使用Hypervisior和符合CAI標準的攝像頭的安全解決方案，來更好的保護消費者的數據安全性。高通技術公司產品管理高級總監Saritha Sivapuram告訴記者：「該特性以前僅在台式機上流行，主要用於在其各自獨立的安全空間中運行多個作業系統。而驍龍888將是首個支持Type-1 Hypervisor的驍龍移動平台」。
Saritha Sivapuram進一步指出，與台式機計算一樣，高通的Hypervisor可以在智慧型手機上啟用同一作業系統的多個實例，並可在它們之間即時切換。這樣的話你就可以擁有一個專用於自己工作應用程式的作業系統實例，以及一個用於個人應用程式的獨立作業系統，或者你甚至可以運行一個完全不同的作業系統。
「高通的Hypervisor在硬體內部製造了隔離，保護每個環境的安全性和私密性。我們也認為能夠以不同的方式使用Hypervisor。而對於應用程式來說，其未來可能是擁有自己作業系統的應用程式」，Saritha Sivapuram接著說。
從他的介紹我們得知，Hypervisor不但可以隔離應用程式，還可以使該應用程式的數據完全不受主作業系統內應用程式的影響。這就使得高通Hypervisor可以為應用程式開發人員開啟一個值得信賴的全新世界，讓他們可以在每個應用程式中創建全新的私密體驗。
「Hypervisor只是驍龍晶片組所賦能的眾多技術之一，其實我們的安全技術已從驍龍晶片擴展到了雲端」，Saritha Sivapuram表示。
通過與Truepic展開合作，驍龍888還能夠拍攝符合CAI（Content Authenticity Initiative）標準、擁有加密印記的照片（CAI是一項由Adobe倡導的開放標準，用於驗證數字內容來源）。
再看連接方面。前面我們談到了5G蜂窩通信，但其實包括WiFi、藍牙在內的通信能力，也是考量手機SoC性能的一個參數。而擁有有多系列無線產品的高通似乎已經面對這種情況做好了準備。
據介紹，驍龍888平台採用了近期推出的高通FastConnect 6900移動連接系統，能夠提供目前移動Wi-Fi業界最快的Wi-Fi 6速度（高達3.6Gbps），並且支持Wi-Fi 6E的全新6GHz頻段。通過支持藍牙5.2、藍牙雙天線、高通aptX套件、廣播音頻和先進的調製及編碼技術優化，FastConnect 6900移動連接系統還能夠提供清晰、可靠且響應迅速的全新藍牙音頻體驗。
「驍龍888是我們多年研發創新的巔峰之作，我們相信它會為頂級移動體驗樹立一個全新的標準，帶來用戶所期待的體驗」，高通技術公司全球產品市場高級副總裁莫珂東最後說。