AI改变生活，智能进化世界 高通骁龙845深度解析

　　高通在2017年第一季度发布了旗舰骁龙835，随后各大厂商的旗舰机型，尤其是后续的全面屏旗舰机型几乎都纷纷采用了这一高性能手机芯片。仅仅在8、9个月之后，搭载骁龙835的机型还远未大量普及到消费者手里时，高通却又在2017年底发布了新一代的旗舰—骁龙845。究其原因，2017年下半年以来，手机市场因AI智能趋势风起云涌，高通在年底推出骁龙845，正是迅速应对这种变化的宏观战略布局，更强的性能、更高的AI处理能力以及对未来5G时代的布局等，骁龙845的推出，让人对其充满了期待。

　　毫无疑问，依靠着骁龙810、820/821、835、660等前辈在移动处理器市场上创建下的非常优秀的中高端市场口碑，高通在中高端智能手机处理器市场上可谓是“春风得意”。骁龙835的出现，更是将移动产品的性能推上了顶峰，让高通在中高端智能手机处理器市场占据了至高地位。

　　站得高，自然也看得远。在2017年里，智能手机市场发生了比较明显的变化，AI智能技术在云和端上的再次爆发，为移动处理器下一阶段的发展指明了大方向，未来的移动处理平台将需要完成从性能到智能的跨越。所以，在2017年底，高通在美国夏威夷的茂宜岛召开了声势浩大的骁龙技术峰会，并在峰会上正式发布了新一代的移动处理旗舰，也就是“传说”中的骁龙845。

　　骁龙845的魅力让诸多业界一线厂商、领袖与全球知名媒体齐聚夏威夷。对于站在骁龙835肩膀上的骁龙845来讲，大家对它的性能也是充满了信心的，2018年智能手机中的旗舰产品，不出意外的话将会顺理成章地搭载骁龙845。而相比这些大家都能提前预见到的事实，骁龙845相比835有哪些更大的创新？有哪些与时俱进的潮流技术？这些显然更让大家对其充满了好奇与期待。截止目前，高通仍没有就骁龙845的底层架构给出详细的技术资料，但从已有的信息和高通在去年12月的技术峰会上所公布的资料上，我们仍然能够管中窥豹，还原出一个真实的、令人期待的骁龙845。

　　概述：高通想要打造怎样的骁龙845

　　在已经存在的骁龙835旗舰面前，高通又将骁龙845推到了前台，那么，应对目前日益高涨的移动应用需求，高通到底想要打造怎样的骁龙845呢？

　　显然，作为有着30多年移动技术演化沉淀的高通，同时也是全球最大的无晶圆半导体厂商，高通有着自己的目标与对业界的观察。在过去的30年里，从普通模拟、数字手机到智能手机的演化，可以说以手机为典型代表的移动应用连接沟通的是你我，人与人之间的距离。而先进的计算性能进化，正逐渐改变这个世界，未来的30年，无疑会以移动应用为主体，实现万物互联的时代，而实现这一可见愿景的基础就是5G。光纤一样的速度与上传下载体验、更低的每Bit成本以及更低的延迟……美好的5G愿景已在眼前。虽说5G大时代的真正到来或许要2019年甚至更晚，但这丝毫不会影响高通为此提前布局，所以在骁龙845上，高通无疑将对网络连接部分进行了强化，并为千兆级LTE的布局做好了准备。

　　其次是大家最关心的性能部分。作为已经出现在超过120款机型上的旗舰代表，骁龙835的性能已经得到了整个业界的认可。不过A11和麒麟970的存在，也着实让骁龙835承受了不小的压力。一年时间不到就更新了旗舰，显然高通对骁龙845的性能还是寄托了不小的期望，最少也要能够追上A11这颗跑分怪兽的脚步吧！而事实到底如何呢？后文将为大家详细解析。此外，从骁龙835开始，高通就开始着手打造“骁龙+Windows 10”的PC模式，笔者觉得这一理念或许也会继续贯彻在骁龙845上，其性能与功耗表现将会是实现“永不关机的PC”的关键。

　　最后，是针对AI人工智能的设计与优化。AI人工智能的大趋势在整个业界也已经是不可逆转的，所有巨头和相关厂商都在不断投入，为其进行相关的布局。在桌面PC和工业领域，NVIDIA、谷歌、Intel等业界巨头已经做得风生水起，而在移动端，或许是受能耗比的限制，一直都还在语音助手等A I应用上徘徊。随着各大移动IC厂商对这一领域的重视，为核心芯片赋予更高更强的A I处理能力也成了许多厂商下一阶段的重点。作为移动处理平台的领军品牌，高通在骁龙845身上，也必然会针对AI人工智能的部分进行相应的强化，以便让自己在整个市场竞争中依然处于领袖的地位。

　　创造和分享精彩内容、完全沉浸在另一个世界、用AI让生活更便捷以及一个更强大、持久的移动体验，这就是骁龙845身上所背负的使命。而接下来，就让我们走进骁龙845的世界，一起来深度解析骁龙845的各项“神功绝技”。

　　性能：Kryo 385 与Adreno 630加持

　　Kyro 385，新性能核心亮相显威

　　熟悉手机芯片行业的读者想必都清楚，从骁龙810甚至更早的处理器以来，除了骁龙820/821这个采用完全自己研发定制的Kr yo核心异类之外，高通的历代处理器基本都是基于Arm Cortex处理器的半定制组合版，也就是大家所谓的“魔改版”，比如骁龙810的Cortex A57+A53，骁龙835的Cor tex A73+A53等。而在骁龙845上，高通也对自研的Kryo 385 CPU核心采用了ARM Cortex处理器的组合。虽然高通没有明示，但笔者从骁龙845的规格性能猜测，这次的选择很可能会是此前传闻的A R M最新的Cortex A75大核与A55小核。

　　骁龙845的CPU模块名为Kryo 385，在架构设计上仍然采用了和之前骁龙835的Kryo 280相同的4大加4小的8核心规格。以高性能为目标的4个大核心笔者猜测采用的是4个半定制改版的ARM Cortex A75核心，主频为2.8GHz，并保有了一定的超频空间。而4个面向优秀能耗比的小核心配置的估计是同样来自ARM，且与Cortex A75几乎同期推出的A55。

　　假如上面的猜测成立，由于采用了最新的10nm LPP FINET工艺，高性能大核心A75采用了回归式的乱序三发射指令设计，在一个时钟周期内最多可以实现3条指令的解码执行。这也就意味着相对此前的骁龙835所采用的改版Cortex A73而言，其单时钟周期内的发射指令能力从双发射设计的4uops上升到了骁龙845的6uops，单项性能增幅约50%。同时，在整数运算能力上，高性能大核心单队列拥有2uops的发射能力，同时ALU和AGU还采用了独占性设计，这也极大地提高了运行效率，使得Kryo 385在指令执行的预测上更有优势。在流水线的设计上，骁龙845配置的高性能大核心采用了11级整数以及13级浮点的流水线设计，这对于提升微处理指令的调度调节能力也有着极大的帮助。与此同时，核心的浮点运算单元还支持FP16的半精度浮点运算，这无疑将会极大地增强Kryo 385在数据处理方面的灵活性。

　　而作为A53的升级产品，骁龙845的4颗节能小核心在架构上仍然是和A53类似的双发射架构，基本能够满足解码执行指令的需求。不过相对于A53时代单一组合型的AGU来说，节能小核心在设计上已经明显偏重于独立负责、独立存储以及强调4核心的并行处理能力。而在指令端上，节能小核心的一级指令缓存现在已经可以实现4路4核关联，相比A53的双路设计有了不小的优化和进步，而且一级指令缓存和A53一样最大可配置到64KB，确保了指令执行的效率与性能。

　　骁龙845的Kyro 385 CPU模块同时也支持ARM最新的DynamIQ技术。脱胎于ARM big.LITTLE技术的DynamIQ拥有非常灵活的处理器集群搭配方式，在最大允许8个核心的处理器集群内，厂商可以根据实际的需求灵活地采用1大+7小、2大+6小或是4大+4小的CPU组合方式。最新的DynamIQ技术最大允许32个集群，也就是可以在单芯片内封装最多256个CPU核心。同时，在DynamIQ技术的控制下，每个CPU核心都有着自己单独的L2缓存，Kryo 385也因此为4大4小的8个CPU核心分别配置了独立的256KB L2缓存和共享的2M B三级缓存。和之前的big.LITTLE技术在一个CPU集群内采用统一的电压/频率控制不同，DynamIQ技术允许集群内的CPU采用不同的电压和频率控制，最多可以对集群内的CPU实现8种不同电压/频率的组合控制，同时还可以单独控制关闭某些CPU核心，在CPU核心的性能组合与节能表现上都更加突出。而也正是基于最新的DynamIQ技术，Kryo 385为4大+4小的CPU集群提供了三种独立的频率/电压控制设置，让Kryo 385的性能与节能的两个方面表现都比较突出，它在2018年旗舰手机上的表现还是非常值得期待的。

　　虽然到本刊截稿时，市场上还没有基于骁龙845芯片的旗舰手机上市，但从前面的技术部分的分析来看，由于架构的进化与性能的大幅强化，新的高性能大核心明显胜过Cortex A73应该是毫无疑问的，也就是说骁龙845相比骁龙835，在CPU性能方面上应该会有明显的增强。事实上，从高通目前公布的只言片语成绩来看，在节能模式下，骁龙845的CPU性能相比骁龙835大概有20%左右的提升，而在正常模式下，这个比例大约是25%，在最高性能设置下，骁龙845的频率能够达到全核3GHz的恐怖高度，此时骁龙845的CPU性能相比骁龙835的提升达到了30%甚至更高，而这个数据已经达到了骁龙810的2.5~3倍之多。而在面向节能的小核心上，尽管Cortex A53已经普遍被认为在能耗比上已经做得非常优秀，但新的节能小核心又在它的基础上取得了进一步的深化发展，相比A53大约15%的性能提升也让我们对骁龙845的轻应用场景有了更好的期待。

　　Adreno 630，图形性能质的飞跃

　　在移动G PU上，可以说除了“搅局”的Tegra之外，高通的Adreno系列一直都在同时代的产品序列上基本处于“独孤求败”的地位。得益于AMD(ATI)的付费授权，可以说Adreno的身上有着深深的Radeon GPU的印记，也有着AMD GPU的技术脚印，这无疑使得Adreno在移动GPU上有着独到的优势。

　　对于Kryo 385 CPU模块来说，我们可以通过ARM早已公布的Cortex A75、A55核心的技术资料进行推算，对其得到较为完整的解析，但Adreno630却有些不一样，高通迄今为止都没有任何针对于此的详细资料流出，它的具体架构到目前为止仍然成迷。不过在去年底的高通技术峰会上，高通坦言Adreno 630相比前一代产品，也就是基于骁龙835的Adreno 540，将会有30%的图形性能提升以及30%的能耗降低，同时在显示接口的数据吞吐量，也就是带宽上，更是有着2.5倍的提升！

　　从这些数据不难看出，Adreno 630应该是一款具有架构进化的换代意义的产品。如果说从骁龙810的Adreno 430到骁龙820/821的Adreno530乃至骁龙835的Adreno 540都是属于性能小增幅进化的“Tick”节奏的话，那么从Adreno 540到Adreno 630可以说就是“Tock”的架构进化节奏。在骁龙810的Adreno 430上，其核心的规格是4×48，即4组CU，192个ALU。而骁龙820、821和835都是4×64也就是4组CU，256个ALU。从高通目前公布的信息来看，要达到30%左右的性能提升，Adreno 630相比Adreno 540，在ALU数量上的提升应该达到25%或者更多，因此笔者估计Adreno 630的ALU单元配置应该是320个(4×80)或352个(4×88)。相对来说，Adreno 630的频率可能会因为ALU的大幅增加而略有降低，因此需要在更新的架构支持下让GPU的执行效率有质的飞跃，而降低频率则能很好地控制功耗，也就能满足高通公布的30%功耗降低的目标。

　　当然，除了核心的CPU和GPU之外，骁龙845在系统缓存的性能上也有不小的进步。骁龙845一共配置了3MB系统缓存用于与内存之间的数据缓冲。同时，骁龙845还能通过限制40%~75%的内存接入带宽，以此来降低整体的功能，并能有效提升系统的整体性能。另外在续航时间上，全新架构设计的骁龙845也以全天候的电池续航能力为目标，合计能够实现超过18个小时的连续视频播放、连续拍摄超过4小时的4K UHD视频、以及两天以上的连续通话时间。在充电方面，骁龙845仍然支持高通快充4.0，15分钟的时间即可将手机电量从零充到50%，性能十分优秀。

　　AI加持：Hexagon 685 DSP

　　华为在海思麒麟970这颗移动芯片上加入了寒武纪AI处理器，这也让麒麟970被冠上了人工智能的光环。显然，对于AI人工智能这正在改变万事万物的潮流技术，高通也肯定不会放弃。如今，在金融、医疗、工业制造、交通、通信等各个方面，AI人工智能都在缓慢萌芽，人工智能正在缓慢地从云端向终端进行迁移。显然，AI向终端迁移，对于全球保有量达数十亿的智能手机市场来说，这是一个巨大的机会，先期进入这个市场，就能在智能手机的A I大战中占得更有利的位置。

　　事实上，几乎是从骁龙芯片诞生之日起，内部就有一片名为Hexagon的DSP(Digital Signal Processor，数字信号处理器)。不过在早期的骁龙芯片上，Hexagon的主要作用是处理语音数据和简单的视频流。随着手机拍照技术的不断进化，Hexagon开始逐渐被用于处理摄像头的信号以及手机内置的各种传感器的信号，初步具备了AI人工智能的雏形。2015年，高通在发布骁龙820时，正式将集成于其中的Hexagon 680称为向量DSP，借助其强大的向量数学运算处理能力，明确了以Hexagon为基础剑指AI领域的决心。从骁龙820的Hexagon 680到骁龙835的Hexagon 682一直到骁龙845的Hexagon 685，如今高通的向量DSP已经发展到了第三代。

　　Hexagon 685于骁龙845的意义就如寒武纪之于麒麟970，二者基本是地位对等。虽然说一部智能手机的AI能力将由CPU、GPU和AI DSP共同决定，但AI相关的DSP的性能在很大程度上也会决定终端的AI运算能力。围绕着Hexagon 685，高通为其打造了一整套完整的生态系统，核心就是以HVX向量扩展应用为主的向量DSP处理、以音频、语音为主的标量DPS处理以及AWAH传感器信息处理。在CPU、GPU和HexagonDSP的共同协作下，最终智能手机的AI人工智能才可得以实现。

　　除此之外，高通还为骁龙处理器的A I人工智能生态打造了围绕Hexagon DSP开发的骁龙神经处理引擎(SNPE)。通过SNPE，智能手机等移动终端可以面向终端深度神经网络执行的软件进行加速计算，从而让AI程序在骁龙平台上得以高效执行。在DSP、CPU和GPU的协作下，骁龙845可以实现物体分类、面部检测、场景分割、自然语言理解、语音识别、安全认证以及资源管理等常见的A I场景应用计算，从而大幅提升处理器的AI计算能力。

　　从现有的资料来看，借助于更强悍的Hexagon 685 DSP、Kryo 385以及Adreno 630，骁龙845在AI性能上已经远超过了前一代产品骁龙835，领先幅度高达3倍甚至更高，并且面向开发者，高通还提供了SNPE等更多的开发环境选择，使其在AI性能上完全具备了力拼麒麟970的能力。

　　网络：X20LTE Modem“无线光纤”

　　为未来5G时代开始布局的骁龙845可以说是迈向5G的急先锋。随着千兆级LTE网络在全球的持续增长，超过25个国家以及超过43家运营商都已经步入了这一蓝海之中。而拓展千兆级的连接，也让我们距离5G时代又进了一大步。骁龙845作为最新一代的移动处理芯片的旗舰级产品，毫无疑问也是以千兆级LTE连接为最基础的网络目标。而X20 LTE MODEM在骁龙845上的应用更是让其网络能力有了大幅的增长。

　　X20作为高通第二代千兆级LTE调制解调器，不但拥有多千兆比特的Qualcomm Wi-Fi能力，而且还同时支持高通的TrueWireless技术。和前一代产品骁龙835所配置的X16 LTE MODEM相比，X20最大可实现1.2Gbps的速度，同时支持5xCA、4×4MIMO以及许可辅助接入LAA，这也使得骁龙845的网络连接性能得到了进一步的增强，相比骁龙835而言，峰值速率和实际网络环境测试，速度都能达到20%左右的性能提升。同时，骁龙845在频谱的使用灵活性上相比骁龙835也更为灵活，许可、免许可、共享频谱等有更多的配置方式，而且只需10MHz许可频谱就可以实现千兆级的LTE，这也对运营商部署千兆级LTE网络有着巨大的正向推动作用。

　　同时，骁龙845所具备的QualcommTrueWireless蓝牙网络也有了较大的进步与变革，在骁龙845上，多个蓝牙音频终端可同时连接到具备骁龙845处理器的智能手机上，并同时进行播放等应用。而在此前，要实现多个音频终端同时连接手机的播放，还必须要通过一个音频设备直连手机，而后再将该设备充当网关的作用进行转发才可实现。

　　沉浸体验：UHD图像与XR

　　在骁龙845上，高通为其搭载了全新的Spectra 280 ISP全新架构的影像处理器。在这颗强大的图形图像处理器的支持下，骁龙845能够实现Ultra HD Premium等级(4K)的视频拍摄，而且在色深、色域和亮度上，都有着质的进步。在4K超高清视频的拍摄上，通过Spectra 280 ISP的多帧降噪以及支持R EC.2020广色域标准的色彩捕捉能力，在1600万像素摄像头的辅助下，能够轻松实现60fp s的4K超高清HDR高动态视频录制，而且色彩丰富程度也是远超前一代骁龙835处理器。同时，骁龙845还支持480fps的720p HDR 10慢动作视频的录制，在Spectra 280 ISP的强大后期处理能力支持下，高速、高性能的视频拍摄变得轻松又惬意。

　　骁龙845所主推的沉浸式体验，除了优秀的Spectra 280 ISP所带来的UHD广色域HDR视频拍摄所带来的愉悦之外，还有另一个核心的内容就是高通力推的XR理念。所谓的XR，其实就是高通自主推行的一个关于沉浸式体验的新概念。在高通的X R理念中，这是一种将AR、VR以及MR合为一体的基于虚拟现实的完美体验。在高通看来，X R就是最极致的沉浸式体验，从声音、视觉和直观的交互这三个方面着手来打造最顶级的虚拟现实体验。

　　而要实现完美的X R体验，骁龙845最大的法宝就是Spectra 280 ISP图形图像处理器以及全新的Adreno630GPU。在这款全新打造的移动GPU强大的计算能力和Spectra 280 ISP优秀的图形图像处理、捕捉能力的支持下，骁龙845可以支持室内空间定位六自由度、支持SLAM技术，同时支持性能提升之后的6DOF手势追踪和控制器支持、Adreno视觉聚焦、虹膜识别、自定义关键词的语音UI、针对Unity引擎的Qualcomm 3D语音SDK以及2K×2K@120fps等核心XR应用功能。这也使得骁龙845在XR的应用上相比骁龙820的三自由度1K×1K@60fps以及骁龙835的六自由度1.5K×1.5K@60fps的XR体验有了翻天覆地式的进步，已经能够完美支持之内空间定位的六自由度即时定位与地图构建(SLAM)的2K×2K@120fps的XR沉浸式体验。无论是眼球追踪、多视图渲染还是渲染影响的品质，相比前一代产品都可谓是有了质的变化。

　　安全：SPU打造铁桶防卫

　　除了性能之外，我想所有使用手机的玩家最关心的问题恐怕就是隐私安全了。手机登录、个人信息、聊天信息、私人照片以及最重要的在线支付与个人财产，这一切都让人们在享受移动生活的便利的同时，对其安全性也充满了担忧。一直以来，智能手机的使用安全性都受到了从手机厂商到软件服务商的高度重视，尤其是各大手厂商，基本都在自己品牌的产品加入了安全防护功能，而骁龙845自然也不会例外。伴随移动支付和App端控制应用的迅猛发展，用户对移动平台的安全级别的需求自然也随之抬高，而骁龙845就为移动生活的安全性进行了强化。

　　在骁龙845芯片中，高通为其特别配置了一个全新的硬件层面的安全隔离认证系统—Secure ProcessingUnit，也就是大家常说的安全处理单元SPU。SPU是高通为骁龙845设计的基于硬件层面的移动生活安全系统，骁龙845的SPU拥有自主设计的高级加密引擎，并在芯片内部实现特定密钥的加密以及解密的过程。同时，按照高通目前公布的资料来看，如果基于骁龙845的移动设备遭受到了来自外部的攻击，如病毒或木马程序的入侵，那么SPU就能进行自动防御，开启硬件层次的阻挡来防止恶意攻击对移动设备造成安全隐患。而在日常使用的安全性上，不管是浏览信息、聊天信息、个人私密信息如指纹、面部数据、支付密码等，都会经过SPU的过滤处理，放才能起到作用，安全防护等级还是相当令人放心的，这对于日常应用最常见的SIM信息、在线支付以及个人数据传输等方面都能够提供最高强度的防护能力。

　　另外，在骁龙845芯片的内部，SPU的供电电路和工作电路与CPU、GPU、DSP、ISP等其他核心模块是彼此独立的，没有任何电气上的连接依赖性。笔者认为，这是不是也意味着SPU将能够在手机的启动过程中最先起作用，从而抢在最前的序列提供安全防护，从而能够给智能手机提供像保险箱一样的安全等级。

　　当然，除了最高层次的SPU硬件保护之外，骁龙845还有两层协同SPU工作的安全防护层，分别是HLOS和QTEE(Trustzone)。其中HLOS是基于操作系统层面的软件防护，可以对用户的私人信息和安全支付方面进行软件协助处理，用户在聊天信息、指纹等私人隐私信息以及在线支付等方面提供SPU之外的额外防护。同样，QTEE也常被称为安全信任区，其作用同样是基于硬件层面的信息安全防卫，并且骁龙845的这三个安全模块都能与闪存进行互通，从而实现存储与使用信息的安全防护。

　　以SPU、HLOS和QTEE为核心的硬件级安全系统，为骁龙845挂上了一把堪称铁将军的大锁。即使和内置了安全芯片的智能手机相比较，笔者认为凭借骁龙845的安全防卫系统，配置骁龙845的智能手机都不会比这些产品逊色多少，甚至犹有过之。

　　骁龙845：布局现在，着眼未来

　　显然，从骁龙845目前所公布出来的信息与资料来看，它已经是站在骁龙835的肩膀上着眼于未来，其步子比从骁龙820到835的进化迈得要大得多。无论是30%的性能提升、30%的功耗降低，还是SPU、ISP、DSP的全新升级与进化，我们都能看出骁龙845的目标直接指向了未来的主流5G时代与AI人工智能时代，并为此进行了提前的布局，可以说这就是一款实质上的着眼于未来且拥有诸多高新技术的移动芯片。由于高通到目前为止仍没有公布骁龙845的确切测试成绩，所以我们暂时对其确切的成绩对比还无法得知。不过从胜过骁龙83530%以上性能的指标以及如此多的创新技术、功能，骁龙845毫无疑问将会成为2018移动芯片市场上那一颗最耀眼的明星，也肯定会成为诸多品牌旗舰产品的首选。

　　文/丁泰勇