对于手机技术,你们了解多少?
发布网友
发布时间：2022-04-23 13:02
共3个回答
热心网友
时间：2023-11-03 16:38
这次的手机技术总结，我们以高通骁龙865为线索，来盘点2020上半年国内智能手机的技术发展现状，理解现如今的智能手机在技术上以哪几个方面为导向和卖点，以及其发展程度如何。选择高通骁龙865为线索，是因为这款SoC仍然是大部分国产旗舰的标配，它足够有代表性。
首先还是花一点笔墨来谈一谈高通骁龙865这颗芯片本身，这也有利于我们发现智能手机的主要发展方向。这颗SoC的Kryo 585 CPU部分是三丛集设计：一个超级核心最高主频2.84GHz（Cortex A77），三个性能核心主频为2.42GHz（Cortex A77），以及四个主频1.80GHz的效率核心（Cortex A55）；内存控制器开始支持LPDDR5-5500/LPDDR4X-4266；Hexagon 698处理器。
图形计算相关部分，GPU为Adreno 650；影像处理部分为Spectra 480 ISP，双14bit ISP设计，编解码支持到8K30/4K120 10bit H.265，Dolby Vision，HDR10+，HDR10，HLG，以及720p 960fps视频录制。另外，蜂窝数据连接可额外搭载骁龙X55 5G Modem-RF系统。
高通骁龙865 die shot，来源：TechInsights
在具体形态上，从TechInsights的数据来看，高通骁龙865的die size为83.54mm²，相较上一代骁龙855大约有14.02%的尺寸增加。这一代SoC在制造上采用的是台积电N7P工艺，对应于上一代的N7工艺。在晶体管密度增大的前提下，更大的尺寸必然是加大了用料的——其具体的外显后文详述，比如GPU部分ALU的增多，以及AI构成的强化。
这堆参数中比较令人在意的，主要是图形计算能力、影像处理能力，以及5G连接与综合性能表现。所以，我们尝试就这几点谈一谈今年上半年智能手机的发展现状。
游戏能效在大幅提升
Adreno GPU原本便一直是高通的优质资源。不过在Adreno 640时代，竞争对手的Mali开始拓宽微架构，以及即将迈入新的Valhall架构，这都缩小了它与Adreno在绝对性能和能效方面的差距——似乎曾让人有一点Adreno优势不再的错觉。未曾想今年更新于高通骁龙865的Adreno 650竟然意外给力。
从纸面数字来看，高通宣称Adreno 650性能提升25%，ALU单元增加50%，每个时钟周期的像素吞吐增加50%。值得一提的是，Adreno 600系列前两代产品的ALU（包括FP32、FP16）数量都是稳步以50%的步伐提升。AnandTech早前曾推测Adreno 630每个核心ALU数量是256 x2核，则在Adreno 640提升50%，以及Adreno 650再提升50%的情况下，Adreno 650很可能是265 x3核，或者512 x2核。
另外，Adreno 650增加了50%的ROP（光栅化处理单元），亦即ROP可能达成了每个核心12个。这样一来纹素（texel）与像素（pixel）的填充率比例为2:1，这是相比Adreno 640更平衡的一个设定。
从AnandTech的几轮测试数据来看，Adreno 650的绝对性能提升幅度符合预期——虽然没有跨越式的增长，但其能效比（每瓦性能）的提升，又再度领先竞争对手几个身位：即以明显更低的功耗达成更出色的性能。在Aztec Normal这样的测试里，Adreno 650的能效相较对手有大约35%的优势。
这就又让高通在图形运算的能耗、能效比方面相当平稳地持续领跑。这一点直接惠及了今年上半年的大部分旗舰移动设备：至少在OEM厂商的系统设计实施层面，要获得出色的图形性能，难度会显著降低。
这里还有必要提一提高通的Snapdragon Elite Gaming：这是一个包含了软件和硬件的综合概念。它最早是在2018年的骁龙年度峰会上被公布；表征的主要是高通为游戏开发者提供的一系列优化，让智能手机的游戏体验更加丰富。
在此，Adreno GPU作为基础硬件一定是少不了的：包括支持Vulkan 1.1驱动；PBR（基于物理的渲染）负载加成；HDR10（10bit色深、2020色域）渲染与显示；画质后处理实现的色彩分级、景深变化和色调映射等；Q-sync实现的类似垂直同步效果，技术实质是让手机屏幕刷新率与GPU渲染的帧率相匹配。
这个综合概念实还包括了CPU性能加强、Hexagon处理器近些年加强了的专用张量单元（游戏的AI加强）；还有连接相关的游戏体验，包括了5G线上游戏、60GHz Wi-Fi解决方案连接的游戏体验，网络延迟管理等等。而在额外图形性能之外的游戏体验加强上，还包括了诸如游戏反作弊、4K画面电视输出、无线音频aptX Adaptive Audio用以加强无线环绕声效果、Aqstic Audio则为游戏提供了可立体辨位的游戏体验。
在具体的产品体验中，我们在早前iQOO Neo 3与红魔5G手机的体验中曾提到过这类手机出色的游戏体验。这两款手机都基于骁龙865平台，也是游戏手机中的代表。iQOO Neo 3本身有增加一个Multi-Turbo 3.0多涡轮加速技术，和如今很多手机厂商的资源智能调度技术比较类似。
这款手机本身有游戏职业联赛加成，据说是根据《王者荣耀》职业联赛KPL赛事标准和选手的需求做深度优化的。开启《王者荣耀》游戏超高分辨率、超高画质，外加开启高帧率模式，稳稳跑在60fps的水平——这是无出意外的。
《和平精英》测试，HDR高清+极限画质，游戏全程坚挺在60fps满帧状态。游戏中的“听声辨位”功能很有可能是基于高通骁龙平台的Snapdragon Elite Gaming所做的一种开发。当然，这一点在整个系统上还需要搭配立体声扬声器。iQOO Neo 3的双扬声器对这样的游戏体验加强是有很大帮助的。
在15分钟游戏后，手机外部温度相对平均，并不会有烫手的感觉。这一点与Adreno 650本身的功耗与发热水平控制有关，另一方面更重要的也在于iQOO Neo 3在散热设计上采用传说中的11层超级液冷散热系统，覆盖了SoC、电源管理芯片等区域。
影像记录的疯狂算力飙升
作为智能手机发展的重要课题，成像质量在这些年的发展中始终是手机厂商宣传的核心之一。一般来说，拍照、拍视频的重头戏是摄像头，或者说光学技术，以及图像传感器技术的发展——这是一个相对传统的思路。
DxOMark今年3月份发表过一篇近10年手机拍照发展相关的文章。这篇文章中提到，智能手机在这10年来，成像质量提升超过4EV，其中1.3EV来自图像传感器/光学技术的提升，而另外3EV则来自图像处理。换句话说，手机拍照越来越好，靠的是摄像头光学系统，以及图像数字信号处理能力（和算法）的双重提升，后者占了大头。
Computational Photography计算摄影这个概念现在如此火热，以谷歌为代表的厂商，在计算摄影算法上的投入是不可估量的。现在的HDR、夜拍模式、超分辨率数字变焦，甚至加入了机器学习的自动白平衡、防抖等，仰仗的其实都是图像处理能力的提升。
参与当代手机图像处理器的硬件，或者说为这些算法提供算力的，即ISP、以及现在很流行的AI单元。
在一众主打拍照的手机产品里，我们认为OPPO Find X2 Pro是今年上半年比较有代表的一款机型。这款手机包括一枚采用4800万像素IMX689图像传感器的主摄、一枚4800万像素IMX586的超广角摄像头，以及一枚1300万像素的潜望式长焦镜头。
这款手机的成像表现，以及包括OCL 2×2、双原生ISO之类的技术实则已经无须赘述。其夜拍能力是令人印象深刻的，除了双原生ISO在图像传感器层面的加成，这和多张堆栈算法，以及为其背书的硬件算力支持是分不开的。
而OPPO一向拿手的10倍混合光学变焦，在这款手机上的特点是三摄的无缝切换——这种体验对ISP算法、算力就提出了很高的要求。包括要保证曝光、白平衡的稳定性，以及多个摄像头不同视角切换上的尽可能无缝。
这些其实都能从高通骁龙865的ISP和AI支持中看出端倪，毕竟这是实现上述这些特性的硬件支持。高通Spectra 480 ISP最高算力是每秒2 Gigapixels（20亿像素/秒），这是手机拍照发展至今，近10年超过4EV提升的一个具象化体现。
此外，这颗ISP另外还支持单张2亿像素处理和输出，双摄以30fps最高2500万像素且零快门延迟输出；以及30fps最高6400万像素输出且零快门延迟。
2亿像素支持，实际是为现在越来越多的手机摄像头采用1亿像素图像传感器预留更大空间。在我们体验的手机中，小米10是相当典型应用了1亿像素三星HMX作为主摄图像传感器的产品，1亿像素分辨率自然能够在解析力上给人留下深刻印象。而1亿像素从图像传感器全像素输出这样的数据量，显然就是对ISP的考验了。
谷歌应用于立体视觉背景虚化的机器学习流程
至于现在十分流行的AI拍照：在大部分情况下，这是个感知并不强，但的的确确帮助体验提升的一大类技术。人脸、背景识别不过是其中的冰山一角，谷歌在Computational Photography方面的研究主要就着力在AI方面，比如说立体视觉——即双摄在背景虚化上的算法已经加入了机器学习流程；夜间自动白平衡，由于光线欠缺和照明的偏色，实际其算法也已经开始融入机器学习的色彩修正。这些方案在拍照时是无感知，但的确能够加强成像质量的。
而AI在Inferencing阶段所需依赖的就是手机本地的AI单元——而且手机中的AI单元目前的主要应用场景也就是成像。体现在高通骁龙865身上，即前文提到的第五代Qualcomm人工智能引擎AI Engine。高通在历代方案中，并没有像竞争对手那样专门针对AI inferencing做一个硬件单元，而是着手在DSP（目前已经升级为Hexagon处理器）中加入专门的张量单元，并加强矢量执行单元，并且在系统层面将AI计算融合CPU、GPU、DSP等硬件。
按照高通的说法，这一代SoC聚合的AI算力达到了15 TOPS。另外，这次AI计算的能效比也提升了35%。这些是在潜移默化中影响手机拍照的。
除了静态成像，在顺应时代潮流的问题上，因为vlog、短视频成为时下的流行，所以当代手机越来越追求出色的视频拍摄能力。
OPPO Find X2 Pro就具备Live HDR视频拍摄能力，以及10bit色深画面记录——其价值主要在于视频拍摄时，硬件级的HDR支持，较广的动态范围和细腻的色彩层次。除此之外，看高通骁龙865的ISP支持规格，这款手机理论上应当还支持8K @30fps视频拍摄，4K HDR视频拍摄——而且是人像虚化模式下的实时拍摄，以及在720p分辨率下的960FPS不限时拍摄能力——这似乎也是现如今旗舰设备的标配了。
这些高分辨率或者高帧率，再加上HDR、高色深的画面记录数据量，对于算力的需求，与前两年的智能设备的确不可同日而语。
5G与综合性能提升
去年下半年，到今年上半年国产手机的“旗舰”似乎必须配上5G网络支持才像样。前两个月我们体验的realme X50 Pro是这方面的代表。这款手机覆盖了国内六大主流5G频段，所以用起来不需要考虑运营商的问题。这是早期sub-6GHz手机支持的典型代表。
测试所得5G网络的速度提升已经在我们以往的文章中被提过太多次了。即便在5G网络覆盖欠佳的区域，这款手机也有Smart 5G技术来应对由于4G和5G切换而导致的网络卡顿问题，即在5G网络弱于4G时，回落到4G待机，确保网络可用性之外也能进一步降低网络待机功耗。
这款手机在连接特性上有个亮点，即在连接Wi-Fi的情况下，Wi-Fi信号不稳定时，5G可作为信号补充对网络做出加速。这对网络游戏而言还是相当重要的一个特性。
realme X50 Pro无意外地在选择了高通骁龙865和骁龙X55 5G Modem+RF系统。骁龙X55应该是现阶段最为全面和完善的一个解决方案，达成5G到2G的完整多模支持，达成对几乎所有可用频带、模式的支持，本身支持5G毫米波与sub-6GHz频段、SA/NSA组网模式、TDD/FDD、频谱共享等。实际上高通骁龙X55 5G Modem+RF系统整体是个综合解决方案，modem到天线。
5G现阶段的主要价值仍然体现在畅快的下行和上行速率，对于游戏、流媒体播放、app下载等会有比较大的帮助。
除了5G以外，这款手机的整体综合体验也比较出色，它在硬件的堆料方面还是相对全面的，包括LPDDR5 RAM和UFS3.0，120Hz高刷新率的屏幕，这些都是当代旗舰Android设备体现流畅性的。在周边I/O支持上，这也是高通骁龙865的特性。
综合前述体验加成，今年上半年智能手机表现出的行业技术趋势，至少包括了（1）游戏体验的进一步加强：不仅是图形算力提升，而且在能效比方面相比去年有个大跨步；（2）照片与视频拍摄的数据量与算力需求飙升，并进一步AI化；（3）5G是趋势，手机的综合体验加强仍在持续。这些技术的进步，让我们对下半年的手机发展又有更多期待。
热心网友
时间：2023-11-03 16:39
热心网友
时间：2023-11-03 16:39
2:D
3:B
4:A
5:A
6:C
