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在今年的夏威夷技術峰會上，Qualcomm發(fā)布了最新的Snapdragon旗艦SoC，這是去年Snapdragon 888的后續(xù)產品Snapdragon 8 Gen 1，將搭載于2022年的機型上。
Snapdragon 8 Gen 1在營銷和產品命名方面發(fā)生了非常明顯的變化，因為Qualcomm正試圖簡化產品命名和陣容。8 Gen 1仍然是“8系列”的一部分，意味著最高端產品，它重置了之前的三位數(shù)命名方案，只顯示級別和代際編號。對于Qualcomm的旗艦產品來說直截了當，但7和6系列到底意味著什么還有待觀察，這兩個系列每代都有若干個產品。
至于Snapdragon 8 Gen 1，新款芯片有許多新的IP：我們可以看到新Armv9架構下的Cortex CPU大中小核，新一代Adreno GPU，大幅改進的成像管道，升級的Hexagon NPU/DSP，集成的X65 5G Modem，所有這些都是在Samsung新的4nm制程上制造的。
CPU
這是高通的第一個采用Armv9架構CPU IP的芯片，其中包括Cortex-X2、Cortex-A710和Cortex-A510大中小核。Qualcomm繼續(xù)采用1+3+4配置，自Snapdragon 855以來一直是這個配置。
Cortex-X2的頻率為3.0GHz，略高于Snapdragon 888上X1的2.84GHz。這實際上有點驚訝，本來人們并沒有對這一代的頻率報太大希望的。MediaTek最近剛發(fā)布的Dimensity 9000在其X2核上實現(xiàn)了3.05GHz，但那是在TSMC N4節(jié)點上。
相比之下，Qualcomm在Samsung 4nm節(jié)點上生產Snapdragon 8 Gen 1。但Qualcomm的制程是4LPE還是更定制的東西沒有表態(tài)。
X2最令人驚訝的是，Qualcomm聲稱性能提高了20%，功耗降低30%，后一個數(shù)字特別有趣。Samsung Foundry曾經(jīng)發(fā)表過從5nm到4nm功耗會降低16%，顯然30%明顯優(yōu)于制程節(jié)點的數(shù)據(jù)。Qualcomm對功耗降低的原因并沒有解釋，沒有透露任何細節(jié)。當被特別問及新的X2是否有自己的電壓域（之前的Snapdragon大中核共享相同的電壓軌），Qualcomm也沒有給出回復。Arm指出，在X1的同一峰值性能點上，X2的功耗可能要低得多，如果Qualcomm的營銷材料提到了這樣的比較，那么這些數(shù)字可能是有意義的。
X2配置了1MB的L2 cache，而三個Cortex-X710各配置了512KB。這里的中核頻率略高，為2.5GHz，比上一代略高80MHz。通常，中核更關注功耗預算，所以也許這種輕微的增加確實更準確地代表了制程節(jié)點的改進。
最后，新芯片使用了1.8GHz的四個Cortex-A510。與Dimensity 9000不同，Qualcomm確實使用了Armv9架構的新“合并核（merged-core）”方法，這意味著芯片實際上有兩個Cortex-A510復合體，每個復合體有兩個核，共用一個NEON/SIMD管道和L2 cache。合并核方法旨在實現(xiàn)更好的區(qū)域效率。Qualcomm使這種方法合理化，說在線程活動較少、活動總體活動較少的日常用例中，一個核能夠訪問由兩個核共享的更大的L2 cache可以帶來更好的性能和效率。但Qualcomm卻沒有給出L2的大小，無論是512KB還是256KB，如果是后者，那么配置肯定沒有Dimensity 9000那么激進。
Armv9 CPU IP還附帶了新一代DSU（DynamiQ Shared Unit，集群IP），新的Snapdragon使用該DSU。Qualcomm在這里選擇了6MB的L3 cache，這是平衡跨目標工作負載的系統(tǒng)性能的決定。
至于SLC，Qualcomm提到，該芯片繼續(xù)采用的是4MB cache，內存控制器仍然是3200MHz LPDDR5（4x16bit通道）。需要注意的是，與去年的Snapdragon 888一樣，CPU不再能夠訪問SLC，以改善DRAM延遲。這不得不讓人與MediaTek的Dimensity 9000進行比較，后者可能DRAM延遲更差，但也為CPU提供高達14MB的共享緩存，而Snapdragon 8 Gen 1僅提供6MB。這兩個芯片之間的比較在實際的量產機型中還有待觀察。
GPU在過去，Qualcomm的Adreno GPU架構在家族和性能水平方面都很容易識別。特別是在架構方面，Adreno 600系列始于幾年前Snapdragon 845中的Adreno 630，但不同于之前從400和500系列的迭代，直到Snapdragon 888系列，一直保持這種高級別的描述。
Snapdragon 8 Gen 1改變了一切，坦率地說，Qualcomm這次的營銷相當糟糕。新的GPU名稱完全刪除了任何型號，因此不會立即看得出這是更大的微架構轉變的一部分，而這種轉變過去會作為新的Adreno系列進行營銷。
Qualcomm指出，從非常高的角度來看，新的GPU可能看起來與前幾代相似，但是有很大的架構變化，旨在提高性能和效率。Qualcomm給出了并發(fā)處理優(yōu)化等示例，這些優(yōu)化旨在大幅提高現(xiàn)實世界工作負載的性能，這些工作負載可能不會直接顯示在測試中。另一個例子是，GPU的“GMEM”在這一代發(fā)生了巨大變化，例如cache增加了33%（增加到4MB），是讀寫緩存，而不僅僅是DRAM流量優(yōu)化的寫回緩存。
峰值性能聲稱提高了30%，或與Snapdragon 888相同的性能降低了25%的功耗。Qualcomm還一反常態(tài)地地評論了峰值功耗的狀況和市場的現(xiàn)狀。去年，Qualcomm為Snapdragon 888的高峰值GPU功耗進行了合理解釋，指出這是廠商方向要求的結果?？梢哉f，這一策略最終給Qualcomm帶來了相當大的負面影響。而在這次發(fā)布中，我們看到Quaclomm試圖與這種情況保持距離，主要是直言不諱地說，這種峰值性能和功耗數(shù)字的唯一點是廠商希望實現(xiàn)更高的首輪對標成績。
不幸的是，與Apple不同，Apple實際上是在相機處理等瞬態(tài)計算工作負載中使用了GPU的峰值性能數(shù)字，目前Android生態(tài)系統(tǒng)只是沒有使用任何GPU計算的高級功能。這次承認實際上是對形勢的洞察，因為麒麟9000、Snapdragon 888和Exynos 2100以及Tensor Deep-dives等都是如此。這是一個令人難以置信的愚蠢情況，只要媒體繼續(xù)重視峰值性能數(shù)字，都不會很快得到解決，因為芯片供應商將很難拒絕客戶以這種方式操作方式的請求。
Qualcomm表示，試圖緩解這種對峰值性能的新關注的一個方法是改變GPU性能和功耗曲線的方式。團隊表示，他們已經(jīng)改變了架構，試圖拉平曲線，不僅要實現(xiàn)那些可以說是毫無意義的峰值數(shù)字，而且實際上還專注于在3-5W功率范圍內進行更大的改進，去年的Snapdragon 888沒有在Snapdragon 865基礎上進行顯著改善。
盡管如此，即使相比于Snapdragon 888類似性能的功耗下降了25%，新的Snapdragon 8 Gen 1可能仍然無法與Apple的A14或A15芯片相比。在相同性能水平下，MediaTek的Dimensity 9000也應該在明顯優(yōu)于新的Snapdragon，因此Qualcomm選擇的Samsung的4nm節(jié)點，似乎相比TSMC的還是存在著競爭差距。
大規(guī)模ISP升級
一段時間以來，一直聽說2022年旗艦產品將進行大規(guī)模的相機升級，MediaTek和Qualcomm正在描述的下一代SoC的新功能解釋了原因。
Snapdragon 8 Gen 1的ISP的新名稱是Snapdragon Sight，并極大地提高了圖像處理鏈中IP塊的能力。
最大的旗艦功能是，與上一代14bit ISP相比，新的ISP現(xiàn)在每個通道的色彩深度為18bit。雖然如今移動圖像傳感器的ADC仍然只有12bit原生，但新的HDR技術的引入，如交錯HDR捕捉，即傳感器讀數(shù)上的曝光緊隨其后，這意味著新手機現(xiàn)在能夠更快地捕獲圖像，并將其重新組合成更高的位深結果。特別是在這里，新的18bit ISP管道現(xiàn)在允許從這些新傳感器上堆疊三個曝光HDR。
增加的bit深度應該允許在動態(tài)范圍內增加4站（或2^4=16倍的范圍），這非常有助于應對對比鮮明的環(huán)境和具有挑戰(zhàn)性的照明情況。這遠遠超出了目前任何其他相機解決方案，能夠以這樣硬件的方式實現(xiàn)這一點，這在一定程度上模糊了過去幾年傳統(tǒng)圖像捕捉技術和更多軟件定義的計算攝影方法之間的界限。
事實上，新的ISP架構似乎是將許多現(xiàn)有計算攝影技術實現(xiàn)到固定功能塊中的一種方式：有一個新的神經(jīng)網(wǎng)絡控制的3AA（自動曝光、自動對焦、自動白平衡）和人臉檢測塊，聽起來與谷歌的HDRnet驚人地相似。
據(jù)說，通過新的多幀降噪和圖像疊加塊，夜間模式也得到了極大的改進，現(xiàn)在可以疊加和對齊多達30張圖像，并在這一代細節(jié)更加精細。Qualcomm在這里聲稱夜間模式拍攝效果提高了5倍。
進一步的改進包括一個新的失真校正塊，現(xiàn)在可以糾正色差，以及一個硬件視頻Bokeh引擎，能夠以高達4K的視頻錄制下運行。就像Appled A15上的新電影模式，但不限于1080p。
Qualcomm指出，ISP上的所有AI/ML/神經(jīng)網(wǎng)絡功能實際上都在ISP本身上運行和加速，這意味著它不會轉移到Hexagon專用ML處理塊或GPU上。
需要注意的是，與Dimensity 9000的9Gpixel/s相比，Qualcomm的3.2Gigapixel/s吞吐量指標在這里似乎很低，兩者可能在宣傳非常不同的指標，MediaTek宣傳的是來自每幀圖像傳感器的低位深度像素的吞吐量，而Qualcomm引用了ISP內部的全bit深度像素處理。
在視頻編碼器和解碼器方面，新芯片現(xiàn)在允許8K HDR錄制，但在其他方面似乎與Snapdragon 888媒體塊不相上下。不幸的是，這也意味著還是沒有AV1解碼。Qualcomm不是Alliance for Open Media的成員，而是支持VVC/H.266和EVC，然而，隨著Google和YouTube的積極推動AV1，以及Netflix等大規(guī)模采用，Qualcomm仍然不支持2022年機型中的格式值得懷疑。
AI性能
去年的Hexagon IP塊對Snapdragon 888來說是一個很大的變化。當時，Qualcomm從獨立的DSP/AI架構轉向一個更融合的塊，能夠同時對標量、矢量和張量進行操作。今年的迭代是對這一更大變化的改進。Qualcomm指出，在許多變化中，它們將塊的共享內存增加了一倍，為較大的ML模型（正在以非常快的速度增長）提供了更高的性能。
Qualcomm這次沒提到到任何TOPS數(shù)字，而是表示2倍的張量吞吐量性能，標量和向量處理的增幅較小。通過硬件和軟件改進的組合，他們確實認為與Snapdragon 888相比，性能提高了4倍，當然，在平等的軟件基礎上比較兩個平臺時，這個數(shù)字會更小。
據(jù)說，這一代AI工作負載的能效提高了70%，這實際上更重要，應該有助于更苛刻的持續(xù)ML工作負載。
X65 Modem集成
在網(wǎng)聯(lián)方面，Snapdragon 8 Gen 1非常簡單，因為它集成了Qualcomm今年早些時候宣布為獨立型號的X65 Modem IP。
這里的改進是，它是一個兼容3GPP Release 16的Modem，包括上行波載聚合新功能。其他改進包括3個100MHz的載波上Sub-6帶寬為300MHz，并將毫米波帶寬從800MHz增加到1000MHz，使得理論上的下行速度達到10Gbps的新峰值。
結論
Qualcomm Snapdragon 8 Gen 1是一個新的開端，無論是從營銷角度還是技術角度（盡管細節(jié)遮遮掩掩）。作為Snapdragon 888的后續(xù)產品，新款芯片CPU采用了新的Armv9架構，同時帶來了非常大的GPU改進、大量的新相機功能和許多其他新功能。
Qualcomm簡化命名的決定沒那么必要。但在從Snapdragon 865過渡到888后，去年的情況實在有點糟，所以這并不完全出乎意料。真正有些不爽的是減少了技術細節(jié)的披露，甚至刪除了GPU、NPU/DSP或ISP的IP的編號。這種不透明適用于生活方式產品的公司，但不是一個很好的營銷策略，也不是一家應該為自己開發(fā)的技術感到自豪的技術公司該選擇的。無論Qualcomm的營銷策略有什么轉變，對我們大多數(shù)讀者來說，重要的是技術層面的東西。
從技術上講，Snapdragon 8 Gen 1在許多方面都是一個更大的升級。雖然Qualcomm不像MediaTek那么激進，但該芯片在CPU配置方面表現(xiàn)非常強勁，具有高達3GHz的新Cortex-X2大核、2.5GHz的新Cortex-A710中核以及新的A510小核。至少在X2方面，性能指標看起來非?？煽?，雖然我們在未來幾周內仍然需要更詳細地調查能效，但似乎也符合或比預期更好。
在筆者看來，新的Adreno GPU真的沒有得到應有的關注，因為真實情況比宣傳上展示的要復雜得多。盡管我們仍然不看好Qualcomm能夠趕上Apple，或者像MediaTek那樣高效，因為人們仍然擔心Samsung 4nm工藝節(jié)點是否能夠縮小與TSMC的差距，但新的架構變化是重大的，與Snapdragon 888相比，我們應該會看到性能和能效方面的重大改進。
最后，這一代最大的變化在相機和ISP系統(tǒng)上。過去幾年來，智能手機相機在能力和圖像質量方面取得了巨大進步，在這里，技術進步似乎仍在加速（與SoC的其他方面形成對比）。Snapdragon 8 Gen 1的ISP現(xiàn)在具有固定功能塊，用于我們過去幾年來開創(chuàng)的許多典型的“計算攝影”技術，我認為這將為2022年旗艦機型的廠商實現(xiàn)更大的相機能力。因此，雖然SoC的其余部分可以被視為性能或效率的百分比提高，但新的相機功能預計將真正帶來新的創(chuàng)新和體驗。
總體而言，Snapdragon 8 Gen 1似乎是Snapdragon 888的可靠后續(xù)產品。這對Qualcomm來說是最重要的：開發(fā)和交付一款芯片，絕大多數(shù)廠商都可以依靠它來實現(xiàn)他們的設備。雖然競爭日趨多元化，也越發(fā)激烈，但想要在市場上趕超Qualcomm的執(zhí)行力也是非常困難的，而8 Gen 1不太可能令人失望。
[參考文章]
Qualcomm Announces Snapdragon 8 Gen 1: Flagship SoC for 2022 Devices — Andrei Frumusanu
