除了行動晶片各個技術模組(GPU、CPU、ISP 等)的進步之外,最重要的是它們與神經處理器(NPU) 的互連不斷增強,這將使我們的智慧型手機更快、更相關、更有效率。
高通宣布推出明年高階智慧型手機的新旗艦晶片是一個評估等待我們的進展的機會。如果每一代行動處理器(系統用行話來說,即 SoC)帶來了一些技術新穎性,2023 年有望成為一個絕佳的年份。
整體性能提升的經典要素之一是雕刻精細度的降低。然而,今年的情況將有所不同:蘋果、聯發科和高通都必須保留在 4 奈米製程,而到 2023 年下半年才計劃大規模復刻 3 奈米製程。迫到別處尋求進展。不僅是對構成 SoC 的每個模組進行了重新設計,而且還進一步發揮了它們的互助作用。其旗艦零件是其他模組中眾多技術改進的來源:神經處理器或 NPU。
光線追蹤:昇華 3D
您喜歡 Geforce RTX 的燈光效果嗎?慶幸的是:這些所謂的「光線追蹤」效果或光線追蹤(RT)英語,即將登陸您的智慧型手機…至少在高通和聯發科的晶片上,蘋果尚未就此主題進行任何溝通。
基本原則光線追蹤是計算數千甚至數百萬條光線的軌跡並對其軌跡和相互作用進行建模。存在多種方法,適用於陰影、透明效果等。其主要優點是:這些效果的渲染非常自然,並且方便了開發人員的工作,他們不再需要編寫腳本(鏡子中的反射、色溫的變化)。所有效果都是即時計算的。
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如果這些效果的整合在顯示卡上已經非常出色,在插槽上顯示高達 350 瓦的功率,那麼看到它們出現在幾乎不產生 5 瓦功率的晶片中,我們就處於一個小奇蹟的境界了!這種整合的背後,不僅有圖形晶片(GPU)架構的改進,還有越來越相關的演算法──去噪、超級取樣等。最重要的是 NPU 的工作,其不斷提高的效能使得簡化和加速 GPU 的工作成為可能。
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Nvidia 是這項技術的先驅光線追蹤實時,AMD 開始在 PC 領域獲得動力。的到來光線追蹤高通和聯發科的超高階行動晶片應該會加速電玩工作室的採用。因為可以從這些效應中受益的設備的潛在市場將迅速爆炸。
語意分割:影像處理革命
數位攝影具有三大支柱:感測器、光學單元和影像處理。最後一個組件是基於影像處理器和軟體處理(實際上是一大堆演算法)形成的組合,它們構成了影像處理「管道」。影像處理相當於以光速處理感測器每秒可以吞下的數百萬甚至數十億像素。
等待我們的重大突破稱為語義分割,它基於一個新的支柱,即通常稱為 NPU 的 AI 處理器(神經處理單元)。透過在影像處理器(ISP)和NPU之間建立直接鏈接,高通公司未來的Snapdragon 8 Gen 2晶片可以成為真正的「視覺大腦」。它會在每次拍攝時剪切影像,有點像人腦的作用。也就是說,知道植物、人、貓、頭髮、皮膚、樹葉等之間的差異。即時分區和標籤有幾個潛在的好處,但最重要的是一個主要論點:它應該可以進一步提高影像品質。
如何 ?只需在影像增強濾鏡的應用中提供更高的技巧即可。由於智慧型手機影像感測器和光學元件與「真實」相機相比非常小,因此軟體處理對於提高影像品質至關重要。然而,對整個影像統一應用校正從來都不是很令人滿意。高通公司的 Spectra「認知」影像處理器將能夠界定最多八個稱為「片段」的區域,如我們所見,這些區域具有特徵(臉部、頭髮、貓等)。
在每個區域中,ISP 和 NPU 組合可以發揮四個參數(色調、飽和度、銳利度、降噪),以便找到最佳的軟體校正。使影像更加自然,並且沒有數位照片中發現的經典缺陷(太多/不夠平滑的皮膚、缺乏草地中的影像精度、太多/不夠飽和的藍天等)。
8K60p HDR 影片:真正的電影攝影機?
三星和索尼的下一代感測器,再加上下一代 ISP,特別是高通的下一代 ISP,為 8K 的進一步發展提供了可能性。在 8K30p 和 60p 版本之後,第二代 8K60p HDR 出現了,這要歸功於感測器 + 處理器對的能力,每幀管理不是一張而是四張影像,即每秒 33 Mpix 的 240 張影像。透過四張高速鏡頭合成影像可以擴展動態範圍(高光和低光中的更多資訊),後者歷來是小型感測器的實體阿喀琉斯之踵。
不用說,要利用這一點,您需要螢幕(尤其是電視)不僅相容於每秒 60 張影像的速度,而且還需要經過 HDR 認證。請注意,如果由於安裝的設備很少,人們對 8K 的興趣仍然非常有限,那麼它也為視訊專業人士提供了過採樣的優勢。事實上,透過 8K 拍攝,您可以在編輯和後製後製作出品質比「簡單」原生 4K 好得多的 4K 序列。
融入人工智慧的 5G 數據機:更穩定、能耗更低的連接
雖然神經處理器在提高影像品質方面的作用眾所周知——模擬模糊背景等。 – 它在調變解調器領域較新且鮮為人知。然而,其影響雖然乍看之下更難衡量,但可能是巨大的。
我們必須明白的是,5G是比4G更豐富、更複雜、更適應性的技術。根據智慧型手機在網路空間(例如在街道中)的移動,5G 數據機將透過偏愛某些天線和某些頻率來適應其周圍的不同天線。所有這一切都是透過與基地台進行通訊來實現的,基地台也將即時適應。因此,比 4G 數據機更有效率、更通用的 5G 數據機在邏輯上也更耗能。特別是在使用毫米波時。
這就是所謂的「人工智慧」演算法和神經處理器(無論是外部的還是整合到數據機中)將發揮越來越重要的作用。數據機將能夠使用複雜的訓練模型來適應其環境,而不是適應固定的場景。事實證明,使用 NPU 比它可以使用的所有其他晶片更節能。因此,晶片設計者承諾大幅節省功耗。足以在一天結束時獲得寶貴的電池百分比。不影響連接品質。
WiFi 7:始終更快,始終更少能耗
還是在連線方面,智慧型手機在無線網路方面領先PC隨著Wi-Fi 7的到來……甚至在標準得到充分驗證之前!目前,這項新標準僅適用於高通第二代 Snapdragon 8,其中大部分元素現已凍結,預計將於 2023 年獲得批准。
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除了傳統的速度改進(使用 6 GHz 頻段時速度可達 5.8 Gbit/s(沒有該頻段時為 4.3 Gbit/s))外,Wi-Fi 7 還承諾降低延遲。而且,能源消耗的減少再次成為行動裝置之戰的關鍵。在延遲方面,高通承諾低於 2 毫秒,而且始終如一,而不僅僅是在峰值時。如果賭博當我們談論延遲時可能會想到,這也是一個減少通訊時間的問題,特別是在 AR/VR/XR 使用的情況下。這些眼鏡的任何延遲都可能導致使用者感到不適(暈動病)。
最後,透過更適當地使用速度、頻率、天線、標準等。 Wi-Fi 7 承諾可節省 30% 至 50% 的能源(網路消耗,而不是整個平台!)。與 5G 中獲得的收益一樣,這是非常顯著的收益,應該再次延長終端電池的壽命。可能超過一兩天...取決於整合電池和用戶使用情況。
如果 CPU 和 GPU 的純粹效能競爭持續下去,那麼新一代晶片首先也會尋求改善用途。無論是圖形、影像處理、網路或其他任何方面,一切都有助於突破極限。背後不斷尋求節能。這些改進的核心仍然是 NPU,這種邏輯晶片最終比 CPU 和 GPU 神秘得多,因為製造商對細節非常吝嗇。為了更好地保守他們的秘密?