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驍龍845/三星9810/麒麟970:誰是安卓手機晶元王?

騰訊數碼訊(文心)據Android Authority 網站報道,2017年即將結束,三大Android手機晶元巨頭都公布了自己的最新產品或相關信息。高通剛剛公布了驍龍845,三星最近披露了Exynos 9810晶元的一些細節,而華為麒麟970已經應用在其數款產品中。

我們現在尚不能讓這三大晶元「同台較技」,我們還在等待2018年旗艦機型智能手機的發布,更別說我們能親手對它們進行測試了。目前,三星還沒有完全公布其最新硬體的部分細節,因此Android Authority必須進行合理的推測。根據已經披露的細節,我們能發現三大晶元廠商在應對最新手機趨勢方面的差別。

CPU設計分歧

數年前64位處理器的問世,對於Android來說是一大變化,但它也帶來了某種程度的同質性,因為晶元廠商為了加快開發進程,紛紛採用現成的ARM設計。時至今日,晶元設計師再次有了充足的時間探索它們自己的設計。ARM許可生態鏈也為許可客戶提供了新的選擇。

過去兩代產品中,高通一直使用「基於ARM Cortex技術開發」許可證。這一許可證提供數種方法對ARM CPU設計進行定製,同時允許高通利用其Kryo品牌進行營銷。三星現在使用的是其第三代全定製Mongoose內核,只是使用了ARM架構。從理論上說,這種完全定製設計,應當使三星能提供「劍走偏鋒」的晶元。它可以嘗試挑戰蘋果在晶元性能方面的霸主地位,但歷史表明,三星對從細微處改進微架構部件更有興趣,例如分支預測、任務調度和緩存一致性。麒麟970表明,海思還在堅持使用由ARM設計的現成部件。

過去,手機晶元的性能都差不多,但最新的ARMv8.2和DynamIQ的引入意味著不同晶元性能將有巨大差別。例如,big.LITTLE內核排列方式能改進多任務共享和能源使用效率,新的專用L2和L3緩存能改進內存訪問和提高性能。Cortex-A75 和A55內核針對流行的機器學習指令進行了優化,完全定製設計能進一步改進這些方面。高通是首家採用最新版本架構的手機晶元廠商,這使得它獲得了一定優勢,除非三星9810定製內核和子系統能有巨大飛躍。

華為麒麟970採用了上一代Cortex-A73和A53內核,以及陳舊的雙集群設計,因此它沒有什麼特別的優化。當然,這並不是懶惰,這一決策使得海思可以將開發時間投入到機器學習和人工智慧方面。

人工智慧是下一代的差異化因素

在發布時,華為大力宣揚了麒麟970晶元中專用神經處理單元——是專門設計的,能加速機器學習應用的運行——的能力。另一方面,高通則有Hexagon DSP,可以用來處理音頻、成像和機器學習任務。但是,兩家公司都採用異構計算技術運行人工智慧應用,在提高性能和降低能耗方面,CPU、GPU和DSP各顯神通。在驍龍845中,高通則更進一步。除CPU的L3緩存和系統的運行內存外,驍龍845還集成有共享的系統緩存,能夠被平台內各種部件訪問。這能極大提高驍龍845在運行機器學習任務時的資源共享能力,這可能是高通聲稱性能提升3倍的部分原因。

Android Authority表示,三星顯得比較奇怪,沒有提及最新款Exynos晶元中集成有任何用來運行機器學習應用的專用硬體,要知道,三星的語音助手可具備視覺處理能力。去年,三星在晶元中集成了專用視覺處理單元,用於視覺追蹤、全景圖處理和機器視覺技術,但沒有明確覆蓋機器學習或人工智慧類任務。

令人遺憾的是,我們尚不清楚三星是否修改了Exynos 9810的人工智慧功能,但我們可以設想,如果對晶元人工智慧功能作出重大修改,三星應該會透露出一些口風。三星上一代旗艦手機晶元8895,就藉助異構系統架構提供機器學習功能。

不管怎樣,這意味著,在運行機器學習應用方面,這三大旗艦平台將有很大不同,不僅僅體現在性能上,還體現在能耗上。專用硬體和利用最新的ARMv8.2架構將獲得優勢,至少是在能耗方面。DSP已經證明,在運行特定類型任務時,其能耗大大低於CPU或GPU。第三方開發者是否針對高通、華為和ARM的設計進行優化,或者只支持某一種設計,會對系統性能產生重大影響。值得指出的是,麒麟970和驍龍845,支持Tensorflow / Tensorflow Lite和Caffe / Caffe2,通過三星自己的SDK(軟體開發工具包)或ARM計算庫,Exynos 9810應當也提供類似功能。因此,要確定三大平台誰在這一方面表現最好還為時過早。

最快的數據傳輸速率和最好的多媒體功能

三大晶元平台在4G LTE數據傳輸速率方面沒有差別。三大晶元都集成有Category 18 LTE數據機,在兼容網路上,它們的下行速率可以達到1.2 Gbps,上行速率可以達到150 Mbps。重要的是,這些晶元的數據機支持全球的網路,因此它們可以在多個國家和地區銷售。

三大晶元還在大力推動對高端媒體技術的支持。它們都能拍攝和播放4K視頻,三家公司都在晶元中集成專用處理單元,以高效處理這些日趨繁重的任務。在內容創作方面,它們全都支持雙攝相機,為廣角、單色或光學變焦功能奠定了基礎。對HDR-10 和4K視頻錄製的支持也已普及,三星支持拍攝幀率為120 fps的4K視頻,高通和華為分別支持60和30 fps的4K視頻。所有這些都使高畫質視頻發燒友受益。華為和高通的最新晶元還集成有32位、384 kHz的數-模轉換器,提供高保真音頻。

每款晶元還都集成有專用硬體安全單元,用來存儲指紋、面譜和其他生物識別信息,以及應用和操作系統級別的密鑰——目前越來越重要了,尤其是在消費者越來越多地利用手機處理銀行和支付業務的情況下。

哪款晶元最好?

Android Authority稱,基本上,這些晶元都在迎合相似的趨勢,它們在模塊和特性集方面有諸多交集並不讓人感到意外。高通享有數據機優勢的時代已經成為過去。這些晶元在性能、連接和多媒體方面的表現都相當好。高通是首家採用ARM CPU架構最新技術的晶元廠商,在人工智慧和機器學習方面,三大晶元廠商表現出較大差異,它們各自都試圖找到最好的綜合解決方案。

因此,對於目前的手機片上系統來說,原始性能的測試越來越沒有意義。晶元需要迎合日益廣泛的用途和技術,依據少數用途選擇最好的處理器,往往是「揀了芝麻丟了西瓜」。最好的片上系統,使設備廠商能生產滿足消費者需求的產品,這些產品具有速度最快的語音助手,提供一流音質,或具有最長的電池續航時間。

鑒於華為和三星只把晶元應用在自家產品中,它們將獲得像蘋果那樣的整合優勢。高通則需要滿足大量潛在客戶需求,驍龍845必須技高一籌。但手機廠商是否會充分利用其所有功能就不得而知了。我們需要對配置三款晶元的手機進行測試後,才能判斷孰優孰劣。不過三款晶元看起來功能都非常強大,未來12個月,它們肯定都會被應用在部分高端手機中。


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