在高通第二日的 2019 Snapdragon 技術峰會,高通針對最新一代的旗艦平台 Snapdragon 865 的技術、規格與願景做深度介紹,高通表示, Snapdragon 865 自 2016 年第四季就著手進行基礎的產品定位,在 2018 年第四季完成最終定案,如今歷經三年,最新一代的 Snapdragon 旗艦 Snapdragon 865 終於誕生。
▲高通暗示 2020 年將會有使用 Snapdragon 865 搭配 200MP 相機的設備問世
高通 Snapdragon 865 預期將由合作夥伴在 2020 第一季推出終端設備,同時,高通也預期在 2020 年所推出基於 Snapdragon 865 平台的智慧手機有望搭配 200MP 等級的感測元件,使畫素達到新高峰,高通目前已經與業界夥伴針對此超高畫素元件進行測試與合作。
此次高通兩款高階平台選擇不同的晶圓代工夥伴,其中旗艦平台 Snapdragon 865 採用台積電最新的 7nm 製程,而準旗艦 Snapdragon 765 則是採用三星 7nm EUV 製程。
▲ Snapdragon 865 安全架構整合高度獨立的硬體級安全防護架構
▲個人生物 ID 辨識程序皆在裝置端以高度安全防護執行,不需把個人隱私資料暴露在網路上
▲高通攜手 Google 使高度安全性的 Snapdragon 865 成為可符合數位化個人 ID 安全認證的平台
高通 Snapdragon 865 在安全性達到新指標,其透過強化的安全層級在與 Google 深度合作下,搭配 Android 系統,能夠作為個人數位 ID 使用,這意味著 Snapdragon 865 在其安全架構防護下,足以高度防護個人隱私資訊,預期基於 Snapdragon 865 平台的裝置在特定國家可取代實體個人 ID 卡如身分證、駕照等使用。
Snapdragon 865 三年、萬人催生新一代神龍
▲ 高通在 2016 年末就開始規劃 Snapdragon 865
Snapdragon 865 除了在性能需要達到 2020 年指標外,高通也設定這款用於展現各家旗艦機多媒體娛樂與網路連接體驗,在三年策畫當中,高通在每一年逐步將這款平台從無到有完成功能定義、架構規劃到定案、量產。
▲ Snapdragon 865 是動員一萬名工程師的結晶
第一年,高通從功能定義開始,設立這款平台需要支援多鏡頭拍攝,即時景深效果,鏡頭無縫切換銜接, 8K 內容拍攝,此外要達到象徵 5G 頂峰的 7.5Gbps 下載性能,同時 AI 性能要能夠即時分辨影像細節;第二年,高通則是進一步將第一年所定位的功能加以系統化,策畫平台的基礎架構,並與包括安全管理,跨機能的整合並完成核心設計;第三年則是進入密集功能測試與驗證,並且將樣品提供給合作夥伴進行評估,最終動員一萬名工程師參與的 Snapdragon 865 就此誕生。
Kryo 585 延續 Prime Core 設計概念
▲ Kryo 585 延續 Prime Core 設計,其中 Prime Core 不僅時脈達 2.84GHz ,並具備 512KB 的 L2
Snapdragon 865 延續 Snapdragon 855 的 Prime Core 設計,為 1+3+4 的 DynamIQ 異構、異時脈叢集,其 Kryo 685 CPU 為基於 Arm 最新的 Cortex-A77 搭配 Cortex-A55 的半客製化設計,其中 Prime Core 除了更高的時脈外,具備高達 512K L2 快取,其它三個性能核心則搭配 256K 快取,四個節能核為 128K L2 ,並共享 4MB L3 。 Snapdragon 865 在 CPU 性能較 Snapdragon 855 提升 25% ,同時也提高 25% 能源效率。
Adreno 650 導入多樣桌上型 GPU 特性、包括可更新驅動程式
▲ Adreno 透過新架構提升性能與能源效率
至於 GPU 則是搭配 Adreno 650 ,高通表示,雖然 GPU 的性能可透過既有架構超頻後獲得提升,不過高通認為超頻的作法對能耗、穩定會造成影響,故以強化架構方式達到性能提升,對比 Ssnapdragon 855 , Snapdragon 865 不僅提升 25% 的 GPU 性能,能源效率更一舉提升 35% 。
▲ Snapdragon 865 的 Adreno 650 不僅性能提升,更帶來豐富的機能
▲ Adreno 865 可支援 144Hz 螢幕輸出更新率
Adreno 650 除了性能提升以外,也為 Elite Gaming 帶來更豐富的功能,針對時下遊戲體驗, Snapdragon 865 將成為第一款原生支援 144Hz 螢幕更新的平台,同時 Elite Gaming 的 Game Smoother 技術也因應新一代手機遊戲支援高更新率,不再限制於 30fps ,亦可支援更高的遊戲 fps ,並搭配自適應遊戲調整技術,帶來更順暢的體驗。
▲流暢的畫面, HDR 與桌機級的 GPU 體驗是此次 Adreno 650 的重點
▲ Game Color Plus 可將原本遊戲畫面色彩與對比變得更鮮明
▲ HDR Fast Blend 提供更高效率的 HDR 遊戲內容處理
除延續 Snapdragon 855 在遊戲支援 HDR10 外, Snapdragon 865 藉由 Game Color Plus 技術,可在不需更動遊戲代碼之下,透過 Adreno 處理器進行遊戲畫面的局部細節、色彩與對比增強,使原本 SDR 遊戲畫面更生動;另外提供全新的 Adreno HDR Fast Blend / Adreno 動態 HDR 快速混合渲染技術,針對遊戲畫面分析後再行 HDR 處理,可提升一倍的HDR渲染效能
▲ Adreno 650 將可透過 Play Store 更新驅動程式
同時, Adreno 650 也導入多項原本僅只在桌上型遊戲的功能,首先一個突破性的特色是提供驅動程式更新,未來 Snapdragon 685 可透過 Play Store 更新 GPU 驅動,高通也會持續針對新遊戲的特色與內容最佳化發布新版驅動,使遊戲的體驗隨驅動更新提升以及帶來新功能。
▲ Desktop Forward Rendering 可將桌上型遊戲的視覺體驗帶到手游
另外也具備桌上型遊戲等級的特效,透過 Adreno 650 提供 Desktop Forward Rendering ,可在行動設備實現桌上型 GPU 的特效,例如多重動態光源、動態陰影、動態模糊、平面反射等過往手游所不具備的功能,現在能夠在新一代手游中實現。
第五代 AIE 將 Hexagon 698 視為 AI 推理重要架構
▲ Snapdragon 865 第五代 AIE 引擎特色
▲第五代 AIE 引擎延續異構運算概念,同時大幅升級 Hexagon 698 中針對 8bit 與 16bit INT 的 Hexagon Tensor 加速器
▲ Snapchat 強調透過 Hexagon 685 執行 AI 影像處理較 CPU 提升 4 倍效率
Snapdragon 865 採用第五代 AIE 引擎,延續異構運算設計概念,其中 Hexagon 698 具備升級的張量加速器 Qualcomm Hexagon Tensor Accelerator ,較 Snapdragon 855 的張量加速器提升四倍性能,並且透過支援 2750MHz 的 LPDDR5 , 3MB 系統快取,使跨架構協作溝通速率提高,搭配 CPU 、 GPU 等異構處理下, Snapdragon 865 的第五代 AIE 整體性能達 15TOPS ,相較兩年前的 Snapdragon 845 提高 5 倍性能,也較去年 Snapdragon 855 提升一倍。
▲ Snapdragon 865 的第五代 AIE 在語音辨識的性能、能源效率再度提升
由於大幅升級的 AI 性能, Snapdragon 865 在 AI 應用層面又再度提升,高通透過即時的語音轉文字並進行翻譯,以及語音辨識轉文字並翻譯後、再模擬使用者語調發出翻譯後的語音,展現 Snapdragon 865 平台強大且快速的性能表現。
▲高通提供完整的 AIE 開發工具,使 AI 開發者更容易使用
而達到如此強大的性能,除了硬體升級外,還有軟體與開發工具的相輔相成;高通的第五代 AIE 可延續前幾世代的開發結果,支援多項主流 AI 框架,以及高通的 Neural Processing SDK , Google 的 Android Neural Network API ,然而更重要的是為了發揮 Hexagon 698 DSP 的優勢,高通也設法將 AI 運算從 CPU 、 GPU 轉移到 Hexagon 698 DSP 之上。
▲ Hexagon NN Direct 將 TensorFlow Lite 與第三方 AI 應用直接透過 Hexagon 執行
高通此次推出一項全新的技術,稱為 Hexagon NN Direct ,可使如 TensorFlow Elite 或是第三方 AI 應用直接在 Hexagon 692 執行,使其發揮最大效率,以現代 AI 框架應用執行比較下,相較 CPU 可提升 4 倍效率、比 GPU 提升一倍,同時亦能透過針對 AI 框架執行最佳化的張量加速器降低執行能耗,以執行即時翻譯為例,能夠減少 30% 能耗、並降低 30% 的翻譯延遲。
▲模型壓縮與將高精度轉化為低精度執行,使 Snapdragon 865 具更高的 AI 推理性能
同時,高通也針對 AI 運算最佳化在架構層加入新的要素,其一包括模型壓縮技術,將 AI 模型進行無損壓縮後,在 FP32 下可提升 3 倍的執行速度,其二則是降低模型精度,把 FP32 轉化為 INT8 後執行,使其 AI 運算效率提升。此外,高通也針對 AI 應用,提供完整的 Qualcomm Nural Processing SDK 開發工具, AI 應用開發者可透過這些 SDK 選擇應用所需的功能,快速打造 AI 應用內容。
▲ AI 不僅只在相機,也在語音辨識、網路、能源管理甚至安全防護發揮極大作用
現在 Snapdragon 655 的第五代 AIE 引擎已經不再只用於相機影像處理,而是深入裝置的各個應用層,包括結合低功耗的 Sensor Hub ,提供即時語音喚醒與功能辨識、運動偵測,或是在網路管理與連接部分,藉由 AI 選擇合適的網路連接與能源管理,還有用於生物辨識認證層面,提升辨識的正確性與資料安全性。
支援 200MP 、 8K 30P 錄影與多鏡頭平滑切換的全新 ISP

▲ Snapdragon 865 影像能力一覽
▲ Spectra 480 CV-ISP 提供達 2Gigapixel 頻寬
▲ HEIF 除了可記錄 EXIF 、景深照片、未處理原始照片資料外,進一步與 Google 合作加入動態景深格式的資訊
為了達到新世代對影像的高畫質、多鏡頭切換與協作、高 FPS 等需求, Snapdragon 865 採用 Spectra 480 CV-ISP ,具備 2Gibapixel/sec 的高頻寬,並較 Snapdragon 855 每 Clock 處理性能提升 4 倍,還有新一代的影像分析引擎 EVA ,除了延續 Snapdragon 855 支援的 HEIF 高效率格式外,此次與 Google 深度合作,除可在單一 HEIF 照片記錄景深處理前後的照片、 EXIF 外,還可支援 Google 的動態景深照片資訊 。
▲ 200MP 照片將顛覆行動裝置攝影
而 Spectra 480 CV-ISP 最高可支援 200MP 靜態照片拍攝、 8K 30P 錄影與多鏡頭應用甚至可支援不間斷的 960fps HD 影像,以及支援 Dolby Vision 格式的 HDR 影像紀錄,在結合平台的第五代 AIE,可實現流暢且白平衡穩定的多鏡頭變焦平滑變焦銜接,使多鏡頭在進行數位變焦到鏡頭切換宛若單一變焦鏡頭一樣,以及藉由 AI 技術除了高效率的物體辨識,還可進行精確、低細節耗損的局部降噪。
▲ 200MP 高畫素有利進行數位裁切與混合式變焦的影像表現
雖然 200MP 元件聽起來似乎對一般使用者不見得是需要的高畫素,不過高通認為, 200MP 元件的價值不單純是在高畫素本身,而是在進行數位變焦時能提供更高畫素的局部裁切,無論是單鏡頭透過演算補正細節,或是以多鏡頭畫面疊合實現混合變焦,高畫素本身裁切後的影像都有助提升高倍焦段的影像品質。
▲ Spectra 480 CV-ISP 可同步處理 2 x 2 拜耳陣列訊號,而非傳統一次處理單一色彩像素
▲ Spectra 480 CV-ISP 針對 4 x 4 陣列加入 QUAD CFA 硬體加速使訊號處理更快速
Spectra 480 CV-ISP 最大的特色,是改變畫素的處理方式,傳統的 ISP 是一次處理單一像素訊號,然而 Spectra 480 CV-ISP 則可在一個循環就同步處理四個像素資訊,等同一次性完成一個 2x2 拜耳矩陣的訊號處理,除了提升效率外,此外對於新式元件的 4 x 4 矩陣架構,加入 Quad CFA 硬體加速技術,使這類新式矩陣元件訊號處理更具效率。
▲ Spectra 480 CV-ISP 具備專用降噪核心
此外,針對新一代對照片品質的需求, Snapdragon 865 還在 Spectra 480 CV-ISP 整合專用的降噪處理器,號稱可針對影像進行分析後進行高精密的局部降噪,保有細節並大幅減低照片的雜訊,同時運用在影片則可提供動態局部補償降噪模式。
▲ 由於影像處理性能與頻寬大幅提升, Snapdragon 865 可在拍攝 4K HDR 影片同時進行最高 64MP 照片拍攝
同時,由於影像處理性能的大幅提升, Snapdragon 865 現在可在 4K 錄影之下,進行最高 64MP 的照片截圖,不再受限 4K 影像格式被限制在 8MP ,大幅提升進行錄影中拍照的影像可用度。
頂規 5G 連網與更快速的 WiFi 、藍牙連接體驗
▲ Snapdragon X55 是當前功能最完整、性能最強的 5G 解決方案
連接性也一向是高通 Snapdragon 的拿手好戲, Snapdragon 865 透過搭配 Snapdragon X55 平台與 RF 前端方案,達到當前業界最高的 7.5Gbps 5G 下行性能,同時可支援 Sub-6Ghz 、 mmWave 以及 TDD 、 FDD , NSA 、 SA 模式與 DSS 動態頻譜共享等。
▲ FastConnect 6800 連接子系統帶來先進 Wi-Fi 6 與藍牙技術
另外 Snapdragon 865 藉由搭配基於 12nm 製程的 FastConnect 6800 連接子系統,帶來達 1.8Gbps 的 Wi-Fi 6 ,以及先進的 aptX Adaptive 、 TureWireless Stereo Plus ,並為第一款透過藍牙支援 Super Wide Band 技術的平台,除了音訊更清晰外,也更節能、延遲更低。
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865真強悍 不知道Google明年怎麼玩