第二代骁龙8挪动平台解析：功能架构大升级 AI成为万金油

　　【手机之家】如今，芯片厂商发布新品的节奏变得越来越快，往年高通总是在12月初发布旗下旗舰芯片，今年相较于以往发布时间提前了近一个月。北京时间11月16日，高通在2022骁龙峰会期间推出全新旗舰移动平台——第二代骁龙8。手机之家受邀前往现场，近距离更深入了解这款产品的特性。本篇文章就AI、影像系统、性能架构以及光追四方面带你全面解析第二代骁龙8。

　　高通作为边缘侧AI推理领军企业，迄今为止AI产品出货量超过20亿，此次骁龙峰会上，更是着重强调了AI方面的设计和升级，同时，几乎每一项新升级都提到了AI在功能中的参与程度以及重要性。高通技术公司产品管理副总裁Ziad Asghar就表示：“AI是贯穿所有技术的关键领域。以最快的速度和最低的功耗运行多个神经模型，才能带来最佳表现，比如更快地回答一个问题，或者更快地将照片分类。”

　　此外，第二代骁龙8具备INT4精度AI计算能力。高通技术公司产品管理副总裁Ziad Asghar指出，“与INT8相比，INT4将带来60%的能效提升和90%的AI推理性能提升。具体来看，从32位浮点运算到4位整数运算，我们将能耗降低了惊人的64倍。”

　　第二代骁龙8创新性在传感器中枢内置双AI处理器并加入了专用供电系统，基于微切片推理、激活函数加速、分组卷积加速、张量加速器性能，最终带来了高达4.35倍的AI性能提升。第二代骁龙8也是首个支持变革性的INT4 AI精度格式的骁龙移动平台，在持续AI推理方面能够实现60%的能效提升。

　　性能提升后的AI在端侧能实现什么？高通给出的第一个答案是“感知外部世界”。高通传感器中枢作为高通AI引擎的一部分，能够分析手机的音频、视觉和传感器信息侦测到的周围环境信息并做出相应调整。

　　举一个非常简单的例子，当我们靠近手机时，机身内部各项传感器收集到脚步声等环境信息后，实现人员靠近后自动亮屏。或是当你浏览重要文件或使用社交软件聊天时，前置摄像头感知到超过两人注视屏幕，就会自动隐藏掉重要消息提示。目前市面上部分品牌已经推出过类似的功能，但此次高通将其整合在芯片层级，不仅算力更强、功耗更低，厂商还可以根据自身功能需求更灵活的进行开发定制。安全方面，传感器收集的信息将被安全保存，绝不会离开传感器中枢。

　　高通给出的第二个答案是物理直连ISP，第二代骁龙8的Hexagon处理器和QualcommSpectra ISP之间，增加了一个名为“Hexagon直连”的物理连接，在两者之间创建直接通道。高通将其称之为移动行业首创的“认知ISP”。其实际作用我们放到ISP部分统一进行分析。

　　高通给出的第三个答案是优化网络连接，第二代骁龙8所使用的骁龙X70，是全球首个和唯一一个配备5G AI处理器的调制解调器及射频系统。AI在其中能起到什么作用呢？它可以实时优化多种关键参数和条件，比如信道状态反馈、毫米波波束成形、天线调谐和其他自适应功能，在终端上实现无与伦比的连接速度、覆盖、时延和电池续航提升。实际上目前已有的“高铁模式”、“电梯模式”就是基于场景分析后的网络信号针对性优化，当AI加入后，未来适配的场景将会更多，信号连接也更稳定。

　　有关连接性在这里多说几句，借助全球首个和唯一一个支持高频多连接并发的Wi-Fi 7解决方案FastConnect 7800，第二代骁龙8将开启Wi-Fi 7时代。高频多连接并发技术能实现Wi-Fi 7峰值速度，高达5.8Gbps，比Wi-Fi 6速度高一倍以上，并且时延低于2毫秒。FastConnect 7800还带来先进的双蓝牙技术，实现蓝牙连接范围和配对速度翻倍。

　　高通在会上给出的第四个答案是自然语言处理（NLP），早在2019年，谷歌就在Android平台上推出“Live Captions”实时字幕翻译功能，但仍需要网络连接才能实现。与需要连接云端的在线连接相比，基于设备端的AI技术离线运行，相关音频默认不会离开用户设备，从而保护隐私安全。在诸如飞机、高铁等网络不佳的环境也不会影响实时字幕的使用。

　　第二代骁龙8显著提升了Hexagon处理器并增加硬件加速，更加快速高效地运行Transformer网络，在自然语言处理用例上显示出独特的优势。小米AI实验室机器翻译负责人李响出席2022骁龙峰会现场并表示，凭借第二代骁龙8移动平台的强大AI性能，小爱翻译能够让用户在小米手机上解决语言障碍问题如查单词语音翻译、拍照翻译、图片翻译等。未来双方将落地更多终端侧AI应用，为用户带来带来更安全、更卓越的AI体验。

　　笔者在前文介绍认知ISP时挖了一个小坑，这里就将这个坑给埋上。凭借第二代骁龙8的认知ISP，可以实时运行被称为“语义分割”的AI照片编辑技术。这一技术能将好看的照片变成令人惊艳的照片。

　　何为“语义分割”？当我们使用修图软件修一张图的时候，我们会针对人物、面部、天空、草地等进行优化，甚至美颜时，会针对性调整自己的眼睛、鼻子、嘴、头发，背景等元素。而“语音分割”则基于神经网络识别并将不同的元素进行分割，并基于算法对不同的元素进行实时优化调整。

　　而上述提到的操作，通过认知ISP强悍的算力可以在我们拍摄照片和视频时实时运行，甚至在拍摄之前运行。最终，经过认知ISP编辑后的图片，天空会更蓝，草地会更绿，皮肤会更平滑，照片和视频将令人惊艳。

　　此外，高通为实现更大幅度的体验提升，还选择与CMOS厂商进行联调优化。其中三星ISOCELL HP3这颗2亿像素图像传感器专门面向第二代骁龙8移动平台进行优化，能够在骁龙平台上支持采用re-mosaic像素重排技术实现高分辨率照片拍摄。还能够在全部拍摄模式下支持HP3，包括2亿像素模式、面向极暗光拍摄的5000万像素或1250万像素的合并模式、能够拍摄极致动态范围视频的单帧逐行HDR模式，以及能够拍摄具有超清细节的超大视频的8K视频模式。

　　另一个厂商是索尼，索尼IMX800以及1英寸的索尼IMX989是首批面向骁龙调优的QDOL HDR图像传感器。这两颗图像传感器都首次采用了索尼全新的QDOL4技术，将视频的每一帧融合4次曝光，为视频拍摄带来极致的HDR效果。

　　第二代骁龙8一改以往1+3+4架构，转为了“1+4+3”，采用台积电4nm制程，KryoCPU包含1个超级内核（主频3.2GHz）、4个性能内核（主频2.8GHz）、以及3个效率内核（主频2.0GHz），官方宣称带来35%的性能提升和40%的能效提升，是近几代骁龙芯片中性能和能效提升最明显的一代。

　　其中，4个性能内核是2个Cortex-A715+2个Cortex-A710组合，由于ARM在A715中砍掉了32位应用的支持，因此手机安装32位应用时更多需要依靠A710运行。

　　同时，Adreno显示子系统也实现了重要的显示增强特性，成为首个和唯一一个支持全部主要HDR格式的平台，包括HDR Vivid、HDR10、HDR10+和杜比视界。

　　首次支持光线追踪应当是此次第二代骁龙8 GPU升级的最大亮点。由于光在同种均匀介质中沿直线传播，光线追踪顾名思义就是通过在场景中设置虚拟光线，然后追踪并记录这些光线与场景中物体之间碰撞的信息，然后在用这些信息来生成画面的一种技术。光线追踪的意义就是利用算法来模拟真实世界中的光线的物理特点，在虚拟世界中做到呈现符合物理规律的阴影、反射和折射以及全局光照等光影效果，让游戏中的物体更加具有真实感。

　　会上高通透露，一方面基于硬件加速的光追性能，每秒能够处理数百亿次光线，可以体验到在光滑表面上精确地反射和逼真的投射阴影渲染等图形效果。值得一提的是，第二代骁龙8是第一个低于5瓦的实时光追GPU，意味着即使增加移动光追技术后，对GPU的负载提升并不算大。因此在运行大型游戏时，能更好的控制发热以及续航。OPPO资深图形产品经理田一真更是透露：“一个完整的动画场景，具有超过80万个三角形。以720P画质运行，我们可以在启用光追时保持稳定的60 FPS。与上一代相比，我们将光追渲染效率提高5倍，并将CPU工作负载减少至十分之一。”

　　另一方面，基于Adreno GPU的开发和优化，骁龙的阴影降噪器与目前其它端游级解决方案相比，速度快4倍。在现场的演示demo中，我们可以明显感知到开关光线追踪前后水面、器皿表面以及光影上的差异。同时，第二代骁龙8首次支持最新的Vulkan 1.3 APIs，虚幻引擎5 Metahuman框架也针对这颗芯片进行优化，让玩家能够在游戏中体验逼真的人物角色。

　　光追仍是一项面向未来的技术，目前《逆水寒》手游展示基于硬件加速的实时光追特性，伴随着硬件光追普及，未来高通、OEM厂商以及游戏开发商将充分发掘光追技术的潜能。

　　尽管第二代骁龙8的实测数据尚未公布，但目前包括华硕ROG、荣耀、iQOO、Motorola、努比亚、一加、OPPO、红魔、Redmi、夏普、索尼、vivo、Xiaomi、星纪时代/魅族和中兴宣布将采用第二代骁龙8，商用终端预计将于2022年底面市。不久的将来，我们就可以在量产机上率先体验到这颗全方位升级的旗舰芯。