天璣9000性能提升多嗎-芯片怎么樣(2/2)
這部分另外值得一提的是天璣9000對于LPDDR5x 7500MT/s的支持。
聯發科提到LPDDR5x 7500相比LPDDR5 5500，能夠將帶寬提升36%，在重度負載下讓延遲降低20%。
去年和今年的旗艦手機的確大多都在用LPDDR5。
LPDDR5x還是相當新的方案，本月月初三星才剛剛宣布開發出了首個14nm 16Gb的LPDDR5x DRAM。
此前三星給的數字是相比LPDDR5實現1.3倍處理速度提升，以及將近20%的功耗降低。
這幾天，美光也剛剛宣布聯發科驗證了其LPDDR5x DRAM，針對的就是天璣9000。
美光給的數字是LPDDR5x峰值8.544Gb/s，相比LPDDR5提升至多33%的性能。
LPDDR5x的采用，理論上應該也是游戲幀率得到提升的部分原因。
AI性能：比比蘋果和谷歌
當代手機SoC不能忽略的另一個亮點自然就是AI專核了，聯發科將自家的AI專核稱為APU。
這也是聯發科自研IP的重要組成部分，或者說APU已經成為如今聯發科在手機SoC市場上實現差異化競爭的關鍵。
前不久的媒體分享會報道中，我們也特別提到了聯發科對AI的看法，以及聯發科提出的以“每瓦有效算力”來評判AI處理器的性能和效率，建議關注端側AI inference的各位前往閱讀。
這次天璣9000之中的APU采用4個性能核(Performance Core)，加兩個彈性核(Flexible Core)，簡單理解應該就是4大核、2小核的設計。上一代產品中，聯發科用的是2大核+3小核方案。所以聯發科宣稱天璣9000在AI性能上提升了多達400%，與此同時能效(Power Efficiency)也提升了4倍。
似乎大部分端側AI芯片或IP供應商對于自家芯片架構都甚少提及，聯發科也沒有在會上去談自家APU的架構。
相比“2021旗艦”(這里應該又是指iPhone-by Cupertino company)，AI性能領先66%，能效則有31%的優勢。以下是跑具體的一些應用和NN時的對比：
對象檢測和圖片分類的確都是手機上比較具有代表性的AI應用場景，跑的是MobileDet、MobileNet V3、V2網絡。
除此之外，聯發科還特別將天璣9000的APU和谷歌發布沒多久的Pixel 6手機之上的Tensor處理器作了比較。對比的是AI ETHZ v4——蘇黎世聯邦理工學院的AI Benchmark，在業界也頗具名聲。
聯發科表示，天璣9000相比Tensor，在AI性能上有至多16%的性能領先。
更具體的一些對比項目如上圖，項目包括視頻AI降噪、去模糊等。
ISP、媒體與顯示
而在手機SoC之上，除了CPU、GPU和AI專核這幾大件之外，芯片廠商普遍強調的還有ISP(圖像處理器)，畢竟影像性能可是下游手機產品的宣傳重點。天璣9000也不例外。
天璣9000之上的ISP是聯發科的第七代Imagiq。聯發科稱其為全球首個3.2億像素支持的ISP，吞吐9 GigaPixel/s。這次的新ISP據說相比上一代，是全新設計的架構(completely re-design on the pipeline)。
在吞吐上這一代ISP相比前代提升2倍，視頻降噪性能10倍提升。
視頻拍攝支持方面包括4K HDR拍攝，還有個AI-Video架構。
這次的ISP是個3核(3 ISPs)設計，每個ISP(核)可處理3-exposure圖片(應該是指3次不同曝光的幀或畫面)。那么到視頻拍攝上，就能夠以HDR的方式同時捕捉3-exposure 18bit的視頻(聯發科表示，Imagiq Gen 7是全球首個能夠在ISP管線上實施18bit的方案)。聯發科稱其為全球首個實現硬件級的3-cam 3-exp 18-bit video HDR支持，3個ISP(核)一起工作的話，就是每秒處理270幀畫面。
對于所謂的3 exposure，聯發科還在會上將其與2 exposure的方案作了對比。
聯發科表示，3 exposure輸出的18bit HDR畫面更加接近人眼動態范圍(這個對比應該是指，視頻拍攝的每一幀，都以三次曝光執行HDR合成)。
當然，ISP與AI的合作是現在的手機SoC芯片廠商普遍在做的事情了。
畢竟AI在影像拍攝過程中正扮演越來越重要的角色。前文提到的AI-Video架構應該就是聯發科的方案。
天璣9000主要強調的是有個VSE(視頻流引擎)——這是架構層面的改進，“融合ISP與APU的流處理”，“視頻拍攝或大型照片處理時，不需要再頻繁通過DRAM來交換數據”。
聯發科針對這個VSE并未提供更多信息，可能和增大片內cache有關?此前，我們在《手機拍照：在AI面前，1億像素都是垃圾》一文中談到過，麒麟9000采用一種Smart Cache，以及幀切片的方式實現ISP與NPU的數據互通，避免數據頻繁通過片外存儲來讀寫。猜測VSE可能與此會比較類似。
聯發科表示，VSE能夠將功耗降低至多17%，延遲減少至多33ms，如此一來也就能進行更多特性的視頻實時錄制和處理。
這樣的算力與架構，是實現照片與視頻拍攝質量的基礎。不過影像內容創作，就ISP層面更重要的還在于OEM廠商所采用的算法。
在內容呈現上，關乎到SoC之上顯示與媒體/視頻編解碼模塊。
視頻方面，天璣9000支持8K視頻編解碼，其中包括8K AV1格式的視頻播放。對此聯發科表示現如今很多視頻流服務都升級到了AV1。
所以將其固化為一個模塊也是必然的。
顯示方面，天璣9000支持最高144Hz刷新率2K分辨率屏幕，或180Hz的全高清分辨率屏幕顯示，以及對HDR10+ Adaptive提供支持。
談談5G modem和天璣9000的低功耗
在連接(Connectivity)支持上，天璣9000將WiFi支持的頻寬翻倍至160MHz。
這次對WiFi 6E的支持，應該是真正能夠發揮160MHz頻寬的組成部分。另外天璣9000是智能手機中首個實現藍牙5.3支持的芯片——估計對用戶而言，藍牙耳機降低延遲是其更有價值的一個應用場景。
無線連接的5G支持方面，這次的天璣9000雖然仍然不支持毫米波，但開始支持sub-6GHz下行的3CC載波聚合，頻寬300MHz最高帶寬7Gbps——今年9月份，是德科技就發布消息提到過和聯發科在這方面的合作，即在sub-6GHz范圍內，聚合3個5G NR載波達成300MHz頻寬。
此外還有對于更多5G Rel-16特性的支持，包括“全球首個R16 UL Enhancement”，相比Rel-15在弱信號區域的上行速度能夠提升最高3倍。這些特性都是聯發科技術投入上的重要組成部分。
對于5G支持，聯發科另一個強調的重點是持續加強UltraSave技術。天璣9000采用的是迭代版的UltraSave 2.0。
聯發科表示，相比“2021旗艦”(iPhone)，在Connected模式下功耗降低至多32%，High Speed模式下功耗降低至多27%。
這里的High Speed模式，在聯發科的定義里似乎在于視頻流這類持續高速使用5G流量的典型應用中。具體如何實現節電的，聯發科在發布會上并沒有提到。
談到低功耗，這次聯發科CEO Rick Tsai演講中多次提到了聯發科對于“低功耗”的看重，講話開頭、中間和結尾都不忘提“低功耗”，并強調在技術上要從低功耗走向高性能，難度會顯著地低于從高性能走進低功耗。聯發科的主場畢竟在邊緣和端側設備上，IoT也是其重要市場，追逐低功耗也是應該的。
針對天璣9000，聯發科表示：我們采用新的技術，新的低功耗架構，將功耗控制到最低級別。
上圖的這組對比，比較的也是“Android旗艦”。
具體的場景包括了飛行模式、空閑模式、音樂播放、8K視頻播放、4K視頻錄制、游戲等。不同場景下，天璣9000可實現的功耗相比競品有不同程度的優勢。不過類似8K視頻播放這種場景，大約和新加的解碼模塊有關吧。
而且聯發科如今造旗艦手機SoC芯片有個特別的優勢，就是臺積電在工藝上會顯著的更為成熟。
N4雖然不是什么大版本迭代，但臺積電在規劃上會將其列為主流SoC的重要制造工藝。這一點此前探討工藝的文章里也已經介紹過。
而三星4LPE實際上可能存在更大的不確定性，因為4LPE目前是作為7LPP之后的完整迭代，包含了pitch scaling的。這會成為明年與高通的競爭中，聯發科的一個重要優勢項。
手機SoC是其他業務的重要驅動力
天璣9000無疑肩負著聯發科全面征服高端手機市場的使命，所以聯發科在其中傾注了很多的技術與心血。而且此前的媒體溝通會也能清晰地看到，聯發科在技術上的持續投入，以及未來手機芯片方面的規劃路線，包括5G、AI、圖形、圖像各方面的技術，此前我們都解讀過。似乎也是從這幾年開始，聯發科在技術上的投入和合作也顯得明顯更為積極。這是將市場擴張至旗艦設備的關鍵。我們也期待看到明年天璣9000發布之后，市場交付的答卷。
比較有趣的是，這次發布會Q&A環節，不少人問及聯發科未來業務的發展重點，以及在手機之外其他業務的投入情況。Joe Chen和Rick Tsai對此的解釋是，聯發科的其他業務增長點此前就已經開始顯現：雖然手機芯片業務的增長仍然是最快的，但其他各組成部分的同比增長也都有百分之三四十。
更重要的是，手機旗艦SoC“是我們的技術驅動力”，聯發科在手機上的很多技術儲備，正以更快的速度流向其他應用和市場。包括“我們先進工藝技術、先進封裝技術方面的能力，也在其他計算業務上發揮作用”。這也為聯發科發展創造了更多的機會。
