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 土狗蛋蛋 发表于: 2019-12-24 00:23:36|显示全部楼层|阅读模式

[2019年] 5G时代的平衡之道 骁龙865处理器如何搞好“三驾马车”

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源自:快科技
原文标题:5G时代的平衡之道 骁龙865处理器如何搞好“三驾马车”

  21世纪即将过去1/5,00-09年代人类社会出现了智能手机这个全新工具,10-19这十年里的尾声期又迎来了可能会影响科技与社会发展的催化剂──5G,它已经成为各个国家争先发展的热门技术,也是智能手机行业内的厂商夺取未来制高点的关键。
  5G时代,5G芯片依然是智能手机的基础,过去的一年中大多数5G终端都使用了高通的骁龙移动平台,目前全球已有超过230款搭载骁龙平台的5G终端上市或正在开发中,涉及计算、工业互联网、汽车等各个行业,其中最贴近我们生活的当然还是5G智能手机。

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5G时代的SoC会往哪个方向走?回首看看过去的4G芯片,CPU“不服跑个分”可以说是4G处理器性能一路狂奔的代表,但在5G时代,芯片不只需要关注CPU性能,GPU图形和游戏性能、AI人工智能、拍照处理也越来越重要,要兼顾的地方太多了,给芯片设计提出了更高的挑战。
  12月3日,高通在2019年度的骁龙技术峰会上正式发布了骁龙865移动平台,这就是他们面向2020年开始上市的5G手机交出的一份答卷,今天我们就来分析下这款有着最强5G平台之称的芯片是如何实现上述挑战的。

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CPU用上A77大核架构 Kryo 585实现25%性能提升
  CPU是处理器的核心,任何应用都少不了CPU的配合,这也是提高SoC性能、改善系统流畅度的关键。跟PC处理器一样,移动处理器也有单核、多核之争,针对这个问题高通从骁龙855处理器开始创造性地采用了1+3+4的三丛集核心架构,而骁龙865的Kryo 585 CPU也大体继承了这个设计思路。

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不同于骁龙855的是,高通这次也跟进了Cortex-A77架构,骁龙865处理器有1+3个Cortex-A77大核和4个Cortex-A55小核组成,其中1个A77超级内核配备了512KB L2缓存,频率高达2.84GHz,3个A77性能内核配备了256K L2缓存,频率2.4GHz,而4个A55效率内核则是128KB L2缓存,频率1.8GHz。
  这样做的好处就是针对不同应用环境和不同的负载,都可以发挥出CPU的最优性能,吃单核性能的应用有2.84GHz的A77强力超级内核应付,多核性能也有1+3个A77大核共同助力,轻负载下A55小核就可以满足需要,这样可以更加智能的调配处理能力,降低功耗。
  在CPU设计中,高通还通过共享4MB L3缓存让CPU也成为整体AI运算性能的一部分,有需要的时候CPU也可以给AI加速添把火,避免CPU性能浪费。
  此外,Kryo 585 CPU搭配的内存系统也全新升级了,除了目前在用的LPDDR4内存,它还支持了LPDDR5内存,速率可达5500Mbps,远高于目前台式机DDR4内存的速率了。
  骁龙865的Kryo 585 CPU用上了2.84GHz的A77高性能架构之后,最终性能如何呢?高通的开发机也跑了CPU性能测试的Geekbench 4及Geekbench 5,结果如下:

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在经典的GK4分数中,骁龙865的单核分数是4303分,多核是13344分,而骁龙855单核普遍是在3300左右,多核约为10000左右,算下来骁龙865的CPU单核、多核性能相比骁龙855提升在25-30%左右。

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在最新的GK5测试中也是如此,骁龙865单核、多核分别是932、3469分,而骁龙855处理器通常在740、2600分左右,性能增幅也有25%。
  总之,在CPU性能上,从Geekbench测试的结果来看,高通兑现了25%性能提升的承诺,同时得益于台积电第二代7nm+工艺,骁龙865在性能提升的同时能耗也下降了25%,在5G时代会更省电,能效更高。

不止25%游戏性能提升 游戏优化更重要
  5G时代最让人期待的一个重要特性就是超低延迟,这会给未来的游戏市场带来革命性变化,云游戏将成为现实。而现在,游戏也是智能手机上最重要、最不可或缺的功能之一,这也是高通在规划骁龙865时的第二个侧重点。

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骁龙865集成了Adreno 650 GPU,相比上代Adreno 640 GPU,其渲染性能提升了25%,能效提升 35%,进步比CPU还要大。

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从专业图形性能测试基准软件GFXBench的结果来看,Adreno 650 GPU在T-Rex、曼哈顿、Carchase、Aztec Ruins等测试中表现强大,这能够确保即使是再吃画质的游戏,骁龙865也能够带来流畅的画面显示,避免需要“眨眼补帧”的画面卡顿。
  其实单凭GPU性能的提升,骁龙865的游戏性能理论上就能提升25%,玩游戏时的功耗也能实现35%的降低,但是玩过PC游戏的玩家知道,实际的游戏体验不光是看GPU的硬件规格,许多软硬件层面的特性支持也会明显影响游戏的画面和体验,为此高通也下了不少功夫。

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为了进一步提升移动游戏画质及体验,骁龙865还首发了PC级别的新技术──端游级正向渲染(Desktop Forward Rendering),支持游戏开发者引入端游级光源和后处理,带来了端游级景深、端游级多动态光源、端游级多重动态阴影效果、端游级运动模糊、端游级平面反射等5大全新技术,以创造全新水平的逼真移动游戏体验。从上面左右两张图的对比中可以看出,右图小球表面的材质质感和光线反射更加丰富,不同角度光源的相互渲染也更加接近真实,而视觉焦点之外的场景也进行了运动模糊,这让玩家紧盯画面中心的视野更加趋近现实场景,十分逼真。
  其次,高分辨率高刷新率是未来发展的趋势,今年的电竞手机标配是120Hz,而现在骁龙865直接带来了144Hz的支持,为明年的电竞手游带来了更多可能性,而且针对60Hz及以下的常规游戏,骁龙865也带来了“超流畅游戏体验”,通过与游戏引擎厂商和游戏开发商在硬件层面的合作来消除每一帧画面可能出现的卡顿,为移动HDR游戏提供更高品质的显示和视觉保真度。
  另外,高通这次彻底解决了移动GPU的驱动更新问题。以往移动芯片升级驱动考虑到GPU硬件厂商,智能手机公司、安卓版本等,升级起来很麻烦。现在在骁龙865的支持下,移动GPU的驱动可以像app那样从应用商店直接下载安装,手机游戏玩家可以第一时间获得GPU更新,轻松提高游戏性能及体验。

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最后,高通还升级了在骁龙855中集成的Snapdragon Elite Gaming游戏优化特性,这是高通一系列独家游戏优化技术的组合,通过系统级的软硬件优化可以让游戏画面更流畅顺滑,画质更佳,上面提到的144Hz、端游级渲染等特性正是由Snapdragon Elite Gaming带来的部分体验。
  有关Snapdragon Elite Gaming游戏优化的具体效果及应用可以参考我们之前的文章。
  骁龙855移动平台最佳搭档 高通Snapdragon Elite Gaming游戏优化详解

骁龙865综合性能首次超越iPhone 跑分、体验、能效三驾马车并驾齐驱
  如果说骁龙855是高通针对5G平台的一次试水,那么骁龙865就是高通真正从内到外都是为新一代5G设备开发的旗舰平台,它各方面都更优秀、成熟一些,性能更上一层楼。

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骁龙865这一代在性能上最大的进步就是让安卓手机首次超越同代了iPhone手机,在最具代表性的综合型跑分测试安兔兔中,骁龙865的总分达到了54.4万分,要知道现在的骁龙855及改进型骁龙855 Plus也不过是37-40万分左右,综合性能直接提升了1/3左右。

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根据Android Athority汇总的性能,54万分的性能已经超过了当前iPhone 11系列的A13处理器的50万分。
  在性能大幅跃升一个台阶之时,高通在骁龙865上也时刻不忘另一个关键之处──能效,CPU性能提升25%的情况下功耗降低了25%,GPU性能提升25%的情况下功耗降低了35%,本文没有详细介绍的AI、ISP、DSP等子单元同样是在提高性能的同时不断降低功耗。
  之所以这样做,是因为5G时代移动芯片面临着续航的考验,这个问题比4G时代更为严峻,不解决功耗只谈性能提升是没有任何意义的,这将会导致5G智能手机出现严重的短板,好在骁龙865这次顺利过关了。

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此外,骁龙865同样也在体验优化上做了加强,一方面是针对未来游戏的发展推出了144Hz、升级驱动、端游级游戏渲染等新技术,不难想象,这些技术又将引发明年电竞手机的怎样一番性能大战。另一方面Snapdragon Elite Gaming游戏优化从底层做起,即简化了开发者的开发工作,为大型电竞手游释放了系统性能,提供了更丰富的视觉特效,同时还提高了游戏的画质和流畅度,让玩家能够更加沉浸地享受极致流畅的游戏体验。

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性能、能效及体验,这三点就像是5G时代的三驾马车,最好的方式当然是“全都要”。骁龙865通过工艺、架构升级基本做到了平衡,在性能提升的同时还降低了功耗,提升了能效及续航,而软硬结合的优化也让游戏及其他应用的体验发挥出了额外的优势。三管齐下,骁龙865又会给明年的5G时代注入怎样的新活力呢?
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