Deep in qualcomm 888

Snapdragon 888对高通来说是一个巨大的飞跃，以至于他们已经偏离了这一代的常规命名方案，甚至完全跳过了87x系列。888很中国，而且还用于营销目的。

888 有很多亮点，诸如采用首个将Cortex-X1 CPU内核作为其性能引擎的实现，新的Cortex-A78内核以提高效率，GPU性能大幅提高 35％，全新设计的全新DSP / NPU IP，三摄像头ISP，集成式5G调制解调器均在新的5nm工艺节点上制造，新的Snapdragon 888触摸并更新了SoC设计的几乎每个部分，从而显着提升了性能和功能。

Re-integration of the 5G modem into the SoC

今年设计的最重要方面是，高通公司正在回到完全集成的调制解调器设计，这与去年令人惊讶的选择是不包含任何调制解调器而不得不依赖外部X55调制解调器的Snapdragon 865形成鲜明对比。

据说去年采用外置调制解调器的理由是可行的，这是由于5G仍处于早期阶段，而且许多供应商在设计用于5G的新手机时必须付出很多设计努力。像X55这样的外部5G调制解调器有助于5G过渡，因为它比Snapdragon 865 SoC本身更早提供给供应商，使他们能够在访问最新SoC之前设计其RF系统。

今年，市场在发展并且更加成熟，高通公司选择将调制解调器重新集成到与SoC相同的硅芯片中。新的X60调制解调器子系统是该公司的第三代5G设计，并在载波聚合和5G频带互操作性方面带来了新功能。

该平台将调制解调器重新吸收到SoC芯片中，应为智能手机供应商带来更高的能效，更低的平台成本以及更低的PCB复杂性。

2020年肯定是5G成为设备供应商主流功能的一年，基本上每个人都将新标准引入其旗舰产品甚至中端设备。新的X60调制解调器将通过在频带支持方面为网络运营商提供更大的灵活性，进一步丰富5G体验。

毫米波尤其在2020年成为5G颇具争议的方面，因为网络部署非常稀少且仅限于美国城市，用户报告接收点参差不齐，对电池寿命影响更大。mmWave网络扩展正在稳步进行，高通公司表示，新的Snapdragon 888平台完全解决了有关mmWave使用的电源效率问题。希望2021年将成为mmWave对用户变得更加有用和实用的一年。

尽管mmWave对于大多数用户来说仍将是相对少市场，但Sub-6GHz将成为5G的主力军，在这里，我们看到了在世界各国的快速扩展和部署。新的X60调制解调器功能允许FDD（频分双工，上载和下载之间的专用频带）和TDD（时分双工，在同一频带上载和下载）之间进行载波聚合，这意味着网络载波将能够混合并将更多可用的Sub-6GHz频谱匹配在一起，以提供更大的带宽。

DSS或动态频谱共享也将成为一项关键技术，使网络运营商能够根据LTE / 5G用户需求动态地将现有LTE频段迁移到5G NR，这意味着无需隔离频谱每种技术都可以使用，因此在最初的几年中为这两种类型的用户提供了更多实际可用的带宽，并且消费者切换到支持5G的手机。

Manufactured on Samsung 5nm / 5LPE

新款Snapdragon 888 使用5nm制造。高通公司与台积电合作开发了7nm的Snapdragon 855和Snapdragon 865之后，现在又改用三星Foundry及其新型Snapdragon 888的新5LPE工艺节点。

近年来，高通公司一直根据SoC设计和产品范围从台积电和三星两家公司进行双重采购，但是在高端旗舰SoC领域，该公司似乎一直选择技术上更先进的节点，因为它对产品的影响更大。这些部分的竞争力。N7和N7P是S855和S865的明显获胜选择，因为三星自己的7LPP工艺有点晚，而且似乎不如台积电好。高通在今年的Snapdragon 765 SoC上仍然使用7LPP节点，该节点在高端设备设计中取得了很多成功，但是我们在今年早些时候注意到它的效率似乎不及TSMC制造的旗舰SoC。

今年选择将旗舰SoC切换回三星制程的选择似乎是对新制程节点的信心之选-否则，高通公司可能不会进行这种切换。与7LPP相比，三星承诺在相同性能下的功耗降低20％，在相同功率下的性能提高10％，面积减少 -20％。这些数字将如何转化为新的Snapdragon 888的实际改进尚待观察。

代工转换的另一个理由可能是生产能力。由于苹果公司用A14和M1吞噬了台积电的5nm早期产能，今年高通公司可能会将三星的5LPE视为安全的选择，因为新的Snapdragon 888可能会在华城的新型EUV V1生产线中生产。

由于我们还没有看到在台积电的5nm节点上看到类似的设计，因此很难衡量这一代的工艺节点开关-除非联发科技明年将在生产中使用新的Cortex-X1 SoC。

Powered by Cortex-X1 and Cortex-A78 CPUs

Snapdragon 888是第一个公开发布的由Arm提供的新Cortex-X1和Cortex-A78 CPU IP支持的SoC。特别是Cortex-X1是Arm新一代CPU IP的第一代产品，它以降低功率效率为代价，致力于最大化性能，而Cortex-A78是同一代设计，但仍然优先考虑性能之间的平衡。

根据Arm的数据，新的X1内核承诺与上一代也部署在Snapdragon 865中的Cortex-A77相比，IPC提升30％。高通公司宣传比Snapdragon 865提升25％。

S888在这一代中继续使用1 3 4 CPU设置，最大的区别在于，新的1 3大内核实际上使用的是不同的微体系结构，而不是使用相同的CPU IP和不同的物理实现。

高通公司喜欢称其为“主要”性能核心的是新的Cortex-X1设计，其时钟与Snapdragon 865的主要核心相同的2.84GHz。新内核配置了最大1MB的L2缓存。

新设计的时钟频率根本不是非常激进的。与同样频率的Snapdragon 865相比，高通的性能提高了25％。与主频为3.09GHz的Snapdragon 865 相比，这种性能优势应该降低到仅13％。

由于新的S888继续为CPU群集使用4MB的L3缓存，因此高通的25％的一代提升也低于Arm宣称的30％，而Arm设想的带有新X1内核的高端5nm SoC的Arm预计为8MB配置。高通公司解释说，这仅仅是成本，实施工作和较高缓存配置设计收益递减之间的平衡。

这一切意味着，如果三星的下一代Exynos SoC在时钟或缓存配置方面更好，那么明年极有可能Snapdragon 888不再保持Android CPU性能王冠。

高性能X1内核与三个时钟频率高达2.4GHz的Cortex-A78内核结合在一起，可以用作大多数计算任务的日常主力CPU。在缓存方面，新内核的L2倍增，从256KB增加到512KB。

X1和A78内核可以以不同的频率运行，它们在任何时候都由任一工作频率的最低电压供电。高通公司解释说，这仍然是围绕电源传输系统设计复杂性的实际选择，尤其是提到X1内核可以利用较大共享电源板上增加的电容。尽管这对于Snapdragon 855和865效果很好，但鉴于新X1内核的性能和动态范围有所提高，如果该公司不会因为降低电源设计成本而将进一步的性能或效率提升留在桌面上。看到其他SoC供应商如何解决其X1实施将很有趣。

最后，大核心再加上四个Cortex-A55核心。他们为1.8GHz，这使得这个4个小core的SoC与小内核基本相同的配置，这是一个有点令人失望。高通在这里不能做太多事情，因为仅需要一个新的小核CPU IP。

Hexagon 780: A Whole new IP for AI & DSP

高通每年都喜欢谈论其新的Hexagon DSP，而最近几代人还把专门用于ML推理的新Tensor加速器添加到了表中。今年的Snapdragon 888设计也炒作了新的Hexagon 780设计，不同之处在于这次的改进确实是巨大的。

全新的Hexagon 780加速器IP确实应在其IP编号方案中大幅增加，因为它实质上是对公司现有的带有标量和矢量执行引擎的DSP以及最新的Tensor Accelerators的重新设计。以前，所有这些执行引擎都在Hexagon 600系列系列中充当离散的独立模块，但是现在在新的IP设计中有所改变。

新的IP模块将所有标量，张量和矢量功能融合在一起，成为一个整体式IP，极大地提高了使用设计的所有混合功能的工作负载的性能和能效。

在性能提升方面，据说标量执行能力提高了50％，而张量执行吞吐量却翻了一番。向量扩展单元似乎在这一代保持不变，但是由于新IP块的新内存架构，工作负载的实际性能仍将得到提高。

高通公司表示，他们已经将专用于该模块的片上SRAM增加了16倍，从而允许更大的机器学习推理模型适合该模块的存储器，从而极大地提高了它们的性能。这个更大的内存池还允许标量，向量和张量单位之间的一致性，从而大大增加了不同执行引擎之间的工作负载切换时间。

该公司的工程师对新设计感到非常兴奋，他们说新设计的性能和灵活性远远超过了其他公司通过分解的DSP和ML推理引擎（有时甚至来自不同IP供应商）可以实现的性能和灵活性。

对于新设计，最重要的数字是每瓦性能提高3倍，这只是行业中很少见到的重大改进。

与高通通常一样，该公司实际上并未声明每块性能的提高，而是选择展示所有SoC IP块（包括CPU，GPU和新的Hexagon加速器块）之间共享的总计算吞吐量数字。Snapdragon 888的这个新数字为26TOP，比Snapdragon 865的15TOP数字高73％。

The Adreno 660 - A 35% faster GPU

高通公司仍将GPU的架构细节保持在胸口附近，因此不会透露太多有关新GPU设计以及实际变化的信息，但他们谈论的一件事是增加了新的混合精度点产品以及FP16 / FP32波矩阵乘法指令，这些指令可使新GPU将AI性能提高多达43％。

我们还看到Adreno GPU架构上增加了可变速率阴影（VRS），从而可以在不需要太多细节或本机分辨率阴影的对象和屏幕区域上，将较大的像素阴影粗化到较大的像素块上引人注目。新一代PC图形卡和GPU中引入的一项主要功能，这将为利用这些新功能的新游戏带来更大的性能提升。看到高通将其与行业其他部门一起带入移动领域，真是太好了。

对于图形工作负载，新的GPU宣称能够将性能提高多达35％，这是一代代性能上的重大飞跃。

这样的性能提升实际上意味着高通很可能会重新夺回这一代游戏性能的桂冠，而在过去的两代中它已被苹果的SoC所取代。苹果最新的A14今年在GPU方面取得了相当保守的增长，因此，比Snapdragon 865提升35％的性能应该可以使新的Snapdragon 888再次占据领导地位。

35％的性能提升和20％的功率效率提升表明新SoC将以更高的功耗为代价实现更高的性能。

3200MHz LPDDR5

新的Snapdragon 888从混合存储控制器转变为专注于LPDDR5的控制器，并且还将对新LPDDR5的频率支持提高到3200MHz（或LPDDR5-6400）。

对于Snapdragon 865来说，高通对LPDDR5并不热心，称它并没有为性能或电源效率带来任何重大改进–我们在测试两个OnePlus时确实进行了测试并得出了相同的结论。8部手机，其中LPDDR4X变体的速度并没有降低，对我们而言似乎实际上更有效。苹果今年还继续在其A14和M1 SoC上使用LPDDR4X-指出收益并没有那么大。

然而，对于Snadpragon 888，高通公司的工程师似乎对LPDDR5和新型SoC实际上能够利用这一代增加的内存带宽感到乐观。该公司还没有透露细节，但表示他们已经改善了内存子系统的整体设计，改善了时延等方面。

在内存子系统方面，高通公司仍在内存控制器之前采用3MB系统级缓存，并且所有SoC IP块都能够利用此缓存。

Triple ISPs: Concurrent Triple-Camera Usage

有趣的是，高通将自己描述为一家摄像头公司，这是一种有趣的观察方式，但是鉴于近年来智能手机摄像头捕捉功能的巨大飞跃，这实际上是有道理的。

新款Snapdragon 888通过在SoC中添加全新的独立第三ISP来突破相机功能，使SoC现在可以同时运行三个独立的相机模块，从而为供应商和相机应用打开了新的用例。

现在，新的三重ISP架构将整体像素处理吞吐量提高了35％，达到2.7Gigapixels / s，从而可以同时使用多达三个28MP传感器，且零快门滞后捕获。另外，您可以将64 25MP传感器与ZSL组合使用，或将单个84MP传感器与ZSL组合使用。仍然支持高达200MP的超高分辨率传感器，但此处的图像捕获不支持ZSL。

现在，允许同时捕获三个传感器，从而使超广角，广角和远摄模块的神圣三部曲能够同时捕获场景，从而允许进行更有趣的用例，例如图像拼接和图像融合无缝连接。

高通公司宣传的一项有趣功能是三流4K HDR视频录制。这有点奇怪，我确实想知道实际的好处，但我至少希望新的三重ISP系统能够在视频录制期间在各个摄像机模块之间实现无缝切换和放大和缩小。。

与Snapdragon 865相比，今年的视频录制功能似乎没有改变。这意味着4K120或8K30仍是峰值捕获模式，还支持720p960的慢动作。格式也没有变化，支持HDR格式（例如HDR10 或Dolby Vision）的HEVC编码。

不幸的是，今年AV1解码并没有减少，这意味着编解码器在移动设备中的广泛采用将再推迟一年。

尽管视频编码格式没有更改，但用于HDR捕获的图像处理功能已更改。得益于新的ISP和原始的性能吞吐量，新的Snapdragon 888将能够在视频的每个帧上应用更高级的计算HDR处理能力来捕获4K HDR素材。

高通公司声称，Snapdragon 888中的新ISP是第一个支持新的下一代交错式HDR传感器的ISP。

这些传感器可以具有多个卷帘门，这意味着传感器行读数可以同时在传感器上激活。传感器不会从头到尾依次扫描一次来一次进行多次曝光，而是在完成行读出后立即开始另一次曝光，从而大大减少了两次曝光之间的时间。与当前在传感器上只有一个有效行读数的一代传感器相比，这应使曝光之间的运动重影明显减少，并获得更清晰的重组HDR图像捕获。

尽管我们实际上还没有听说过三星或索尼的此类传感器，但高通公司坚信，我们将在2021年看到采用这种新技术的智能手机。

静态图片捕获的进一步改进是ISP内部新的多帧降噪引擎的发展。据说这一代产品的降噪质量得到了提高，使用本机捕获模式（无需计算摄影）可以实现更好的微光捕获。

全新的Snapdragon 888总体上是高通公司给人留下深刻印象的产品，在当今使用智能手机的最重要领域有所发展。5G连接性是2020年SoC和智能手机的重大新功能，而新的888平台则代表了前几代引入的新技术的演进和成熟。

Snapdragon 888的主要焦点显然是AI和相机。全新的Hexagon 780 IP模块看起来给人留下了深刻的印象，对我来说，这似乎是新SoC设计的主要竞争优势–其他未与其加速器IP垂直集成的供应商将不得不对高通的新进展做出回应。主要的性能优势，很难模仿。

如今的旗舰智能手机已经减少了彼此区分的方式，相机仍然是厂商仍采用截然不同的设计方法的一个方面。高通公司在Snapdragon 888中推出了三重ISP系统，这推动了供应商能够在其智能手机上进行操作的上限，从而继续推动了智能手机相机生态系统的发展。即使对于静态图片相机体验，高通公司也有望在2021年实现更为显着的技术飞跃，因为我们看到了新SoC带来的新传感器和成像技术的引入。

新的CPU配置使新SoC的性能得到了很好的提升，尽管这显然比我对这一代Cortex-X1设计所希望的要少，但我确实认为高通公司将无法保持性能领先。新一代Android-SoC与苹果SoC的性能差距缩小幅度也比我们期望的要小。

在GPU方面，新的35％性能提升令人印象深刻。如果高通真的能够保持这一代的功率指标，它应该允许Snapdragon 888重获移动性能王冠，并在2021年的大部分时间里保持这一地位。

在我看来，新的Snapdragon 888似乎是高通在过去几年中出色表现的延续。在性能，电源效率和功能之间寻求平衡，这可能听起来很难，而高通公司的工程团队似乎专注于提供整体最佳封装。