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Qualcomm從2016年底開就始規劃,深入解析Snapdragon 865各項細節

針對此次Snapdragon技術大會首日公布的旗艦處理器Snapdragon 865,Qualcomm表示所有技術最早從2016年第四季就開始準備,並且在2017年第四季完成所有特性定義,接著在2018年第四季完成設計,經歷一年測試等驗證、總計透過1萬名工程人員才完成打造這款處理器。

▲Qualcomm強調Snapdragon 865是從2016年底開始構思,並且在2017年底完成所有規劃,進而在2018年底完成設計

依照Qualcomm說明,Snapdragon 865從一開始便設定在8K解析度內容使用為目標,同時也鎖定結合5G網路連接等應用,讓使用者能獲得更高運算效能、高速網路傳輸與沉浸體驗之餘,同時也確保裝置電力續航表現。

相較Snapdragon 765系列採用三星7nm製程,Snapdragon 865採用台積電7nm製程生產,其中分別採用Kryo 585 CPU設計、Adreno 650 GPU、Spectra 480 ISP與Hexagon 698協作處理器。

▲Snapdragon 865此次主要特性

而連網功能部分,則是如先前說明採用Qualcomm第二款Snapdragon X55 5G連網晶片,並且採用獨立配置設計,藉此發揮更完整的5G連網效能,至於Wi-Fi連網功能則是採用對應Wi-Fi 6標準的FastConnect 6800。

Qualcomm更強調無論是否將5G連網晶片整合在處理器內,目前均不影響現行產品最終尺寸設計,但如果OEM廠商希望進一步善用,或是縮減裝置內部空間的話,實際上Qualcomm確實也準備將5G連網晶片整合進旗艦等級處理器,預期會在2020年對外揭曉。

維持單一大核、快取記憶體增加設計

其中,Kryo 585 CPU同樣採用與Arm合作半客製化設計,採用與Snapdragon 855相同的單一大核設計,運作時脈設定為2.84GHz、搭載512KB L2快取記憶體,整體架構仍維持採用4組基於Cortex-A77的大核 (運作時脈為2.4GHz、搭載256KB L2快取記憶體),搭配4組Cortex-A55小核設計 (運作時脈為1.8GHz、搭載128KB L2快取記憶體),並且將L3快取記憶體加大兩倍容量,透過共用4MBL3快取記憶體提昇資料存取效率。

相比Snapdragon 855採用設計,Kryo 585 CPU分別在運算效能提昇25%,節電效率同樣提昇25%比例,而Adreno 650 GPU則是在圖像渲染處理效率提昇25%,並且讓電力損耗減少高達35%,藉此讓Snapdragon 865整體耗電量更低。

▲Kryo 585 CPU分別在運算效能提昇25%,節電效率同樣提昇25%比例
▲Adreno 650 GPU在圖像渲染處理效率提昇25%,並且讓電力損耗減少高達35%

打造更好的相機使用體驗、加入支援8K錄影

在影像處理運算表現方面,藉由Spectra 480 ISP對應每秒20億畫素處理效率、每運算週期可處理畫素數量更提昇4倍,同時藉由全新影片分析引擎強化處理效率,另外最高更可對應2億畫素感光元件、支援5鏡頭配置,透過噪訊處理能力提昇,更可讓低光環境拍攝表現更好,並且在影片拍攝過程節省16%電力損耗。

另外在相機功能方面,更加入支援全程能以960fps、720P畫質記錄的超級慢動作影片拍攝,同時也對應最高8K影片拍攝,以及4K@120fps影片拍攝,另外也宣布在影片拍攝功能與Dolby合作Dolby Vision技術,讓影片影像色彩表現更為豐富。在透過鏡頭切換達成變焦效果過程,藉由與虹軟科技 (ArcSoft)合作,更讓整體變焦更為流暢,同時也能確保不同鏡頭切換時,可以維持相同白平衡等設定。

▲全新設計的Spectra 460 CV-ISP (電腦視覺影像處理器)
▲此次相機主要對應功能,同時Qualcomm強調目前手機拍照功能已經比擬市面相機
▲Snapdragon 865在相機功能分別強調節電、細節處理,以及雜訊控制
▲Snapdragon 865支援8K等級攝影
▲與Dolby合作Dolby Vision影音錄製技術,藉此擴展Dolby Vision應用範圍
▲支援全程以960fps超級慢動作形式記錄影片,但畫質則會降低至720P
▲Snapdragon相機功能主要特性

讓人工智慧運算更加節電、效率更高

而在Hexagon 698協作處理器中,則是加入全新張量加速器、每兆次運算效能更提昇4倍以上,而電力損耗則是降低35%左右。配合第5代Snapdragon AIE人工智慧運算引擎,以及使用LPDDR5記憶體與3MB系統記憶體快取之下,Snapdragon 865總計可發揮每秒15兆次 (15 TOPS)人工智慧算力表現,相比Snapdragon 855可發揮每秒7兆次人工智慧算力,成長達2倍以上,更是Snapdragon 845的5倍左右。

針對目前越來越多藉由手機使用的人工智慧功能,包含數位助理服務、語音識別,或是相機拍攝功能等應用,Qualcomm更在此次推出的Snapdragon 865加入耗電更低、反應更快,同時具備可擴展特性的Sensing Hub設計,藉此讓各類經常被使用的人工智慧應用服務、功能可以更快被啟用,同時不影響裝置整體電力使用體驗。

對於人工智慧運算部分,Qualcomm依然強調藉由各個運算元件進行異構運算,搭配PyTorch、ONNX、TesorFlow等常見人工智慧運算框架,以及Qualcomm提供Neural Processing SDK,即可讓各類人工智慧運算藉由Snapdragon 865進行加速。

▲新款Hexagon協作處理器增加全新張量加速器,每秒兆次運算效能更提昇4倍以上,而電力損耗則降低35%
▲第5代Snapdragon AIE人工智慧運算引擎可帶來每秒15兆次運算效率,藉此發揮去年推出的Snapdragon 855兩倍效能,同時也將L3快取增加至3MB,並且配合LPDDR5記憶體加快資料緩衝效率
▲對應市面常見學習框架,並且與Google深度合作TensorFlow學習框架
▲透過Sensing Hub設計,可讓平常用於人工智慧運算的功能更快被啟用,同時也能以更低耗電形式運作,甚至可以對應功能擴展
▲此次Snapdragon 865在人工智慧運算特性

整合SPU提高系統安全,與Google深度合作

另外,在系統安全部分,此次在Snapdragon 865也首次整合原本獨立使用的SPU (Secure Processing Unit),透過硬體端確保手機資料使用安全,同時也能確保使用者實體SIM卡或eSIM使用安全,另外也能確保手機諸如電子錢包、數位票卡,甚至可讓手機當做數位身分證使用。

而在軟體部分,除了與市面常見App與服務合作之餘,Qualcomm也持續與Google在Android作業系統深度合作,除了將明年預計推出的新版Android R整合數位身分證功能整合在硬體層內,並且擴展HEIF影像內容支援儲存格式,包含在Android NN、TensorFlow Lite等軟體框架整合,藉此讓Android相關應用功能可提昇3-5倍執行效率,另外在諸如Google Assistant等服務使用過程也能讓啟用延遲降低30%,並且讓節電效率提昇3倍。

至於目前與電信業者合作服務相容客製化部分,未來也會透過開放SDK工具資源,讓任何電信業者都能透過此項工具使Qualcomm處理器能穩定相容旗下服務。

▲此次將SPU整合進Snapdragon 865,讓手機資料、SIM卡資訊可以更安全第存放,甚至可以讓手機變成個人身分證明
▲與Google深度合作Android作業系統,因此能使Snapdragon 865在軟體、硬體與運算框架配合之下,發揮更高的人工智慧運算效果,並且藉由Hexagon協作處理器提昇3-5倍人工智慧運算效率

持續加強遊戲體驗

至於在遊戲應用部分,此次在Snapdragon 865採用的Elite Gaming設計,除了重新調整識別圖像,更加入遊戲畫面柔順化、支援最高144Hz畫面更新率,以及可進一步提昇遊戲畫面色彩表現的Game Color Plus,同時藉由Adreno GPU硬體資源讓HDR處理效率增加2倍。

除此之外,Qualcomm此次更與Google在Android作業系統底層進行深度合作,讓Adreno GPU可藉由Qualcomm後續更新驅動程式持續獲得更新,並且透過軟體方式加入新功能。

而在影像細節表現方面,此次Snapdragon 865也針對遊戲體驗加入桌機等級的物件景深、即時動態光影、更自然的動態模糊效果,以及更自然的光影折射表現,藉此讓行動裝置上的遊戲體驗可以比擬桌機顯示卡所提供視覺體驗。

▲Snapdragon 865此次在新版Elite Gaming的設計
▲與Google深度合作,Snapdragon 865成為第一款支援以軟體驅動程式更新GPU效能的處理器
▲藉由Adreno GPU讓HDR畫面內容處理效率達2倍以上
▲將行動裝置螢幕畫面更新率上推到144Hz,意味接下來更多以Snapdragon 865處理器的遊戲手機都會支援更高畫面更新率

相關應用產品將於2020年第一季陸續推出

此次Snapdragon技術大會中,已經確認將由小米預計明年推出的小米10率先採用Snapdragon 865處理器,而包含OPPO、Motorola在內廠商也確定會以此款處理器打造旗艦等級手機,而包含三星、LG、Sony、HTC,甚至Google預期都會採用此款處理器的手機產品,並且將會在明年內陸續推出。

楊又肇 (Mash Yang)
楊又肇 (Mash),大學主修電機、輔修資管,畢業後只幫人修過電腦,卻沒有當過一天工程師,誤打誤撞進入聯合新聞網擔任科技頻道主編多年,報導領域廣泛,從晶片到手機、筆電,或從AI到新創產業軟硬兼吃。目前仍是科技新聞業流浪漢身分,除mashdigi.com網站創辦人兼主筆之外,同時也為UDN.com、癮科技、Inside、數位時代、ePrice、Stuff等媒體供稿或撰寫特稿內容,喜歡研究別人不懂的黑科技、把玩各種3C產品,是果粉也是G粉。

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