2020 上半年智能手机有哪些技术亮点？

2020 上半年智能手机有哪些技术亮点？

• 来源:网络
• 更新日期:2020-06-15

摘要：很多人喜欢用同质化来形容如今的手机市场：实际上当某些技术发展成熟时，以一种标准的样貌存在于世，是市场本身走向高级阶段的表征——而且即便采用相同的硬件平台，表现到终端产品

很多人喜欢用同质化来形容如今的手机市场：实际上当某些技术发展成熟时，以一种标准的样貌存在于世，是市场本身走向高级阶段的表征——而且即便采用相同的硬件平台，表现到终端产品上，一样可有各自的产品特色。我们每年都会总结当前手机市场的发展状况，2020 年业已将近过半，上半年各品牌旗舰也已经问世。

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。