骁龙X系列：高通SoC剖析，芯片飞跃还是巨大飞跃？

Snapdragon X系列：新名称，远大抱负

2023 年 10 月，高通大张旗鼓地展示了其Snapdragon X Elite平台。凭借旨在装备 Windows 计算机的这一系列 Arm 处理器，该公司自正式发布以来就展示了其雄心：不仅要与英特尔和 AMD 等行业巨头竞争，还要与苹果竞争。这种愿望可以与吹嘘相比较：前几代处理器，即 Snapdragon 8cx Gen 3、2 和 1，比竞争芯片落后了几步：当然是 Apple Silicon，还有 x86 处理器，另外还有 Intel Core 和AMD 锐龙。

仅就其新的Snapdragon系列而言，高通公司有两个理由感到乐观，它与前几代产品的决裂也以新的商业名称为标志。首先是 Nuvia 专业知识的贡献。这家美国公司收购了这家初创公司专门从事Arm CPU设计，由前苹果工程师创立，于2021年；手臂大坝。第二个源于与微软围绕Windows-on-Arm开发的密切合作。

高通高级副总裁兼营销总监Don McGuire充满信心地声称，从Snapdragon这些处理器的首次商业化开始，这将标志着PC行业的拐点。简而言之，当库比蒂诺公司决定放弃英特尔而提供自己的处理器 Apple Silicon 时，高通和微软正在酝酿一场类似于苹果的政变，这无疑是过去几年的标志。

在宣布这一消息后的几个月里，高通定期组织活动，期间该公司对其创造赞不绝口。在公司基准中，Snapdragon X Elite 芯片系统性地击败了包括 M3 在内的竞争对手。 2024年初，Snapdragon X Elite 的首次独立预览，包括我们的然而，该品牌所表现出的乐观情绪却受到了影响。

哪些电脑配备 Snapdragon X Elite？

终于，在五月底，高通和微软均正式推出首款搭载 Snapdragon X 处理器的笔记本电脑, 盖章Copilot+PC——AI PC的新名称。以下是详尽的列表：

宏碁 Swift 14 AI：Snapdragon X Elite 或 Snapdragon X Plus
华硕 Vivobook S 15：Snapdragon X Elite
戴尔 XPS 13 (2024)：Snapdragon X Elite
戴尔 Inspiron 灵越 14：Snapdragon X Elite
戴尔 Inspiron 灵越 14 Plus：Snapdragon X Elite / Plus
戴尔 Latitude 7455：Snapdragon X Elite/Plus
戴尔 Latitude 5455：Snapdragon X Plus
HP OmniBook X：Snapdragon X Elite
HP EliteBook Ultra：Snapdragon X Elite
联想 Yoga Slim 7x：Snapdragon X Elite
联想 ThinkPad T14s Gen 6：Snapdragon X Elite
微软 Surface Pro 11：Snapdragon X Elite
微软 Surface Laptop 7：Snapdragon X Elite
三星 Galaxy Book 4 Edge：Snapdragon X Elite

我们已经对这些参考文献进行了一些测试：情况是这样的华硕 Vivobook S15，一款赢得我们青睐的电脑，我们将其描述为 Windows 下的 Mac。当然，我们将在未来几周内提供更多服务。这些评论仍然是衡量每台笔记本电脑的最佳方式。我们不会告诉您任何事情，同一处理器的性能在一台笔记本电脑与另一台笔记本电脑之间可能有很大差异。此外，许多其他标准也会发挥作用，在本文中，我们将仅限于 Snapdragon 的一般特征。“重生的个人电脑”，据高通称。

Snapragon X Elite 或 Plus，但仍以 Oryon 为标志

高通的笔记本电脑处理器以前称为 Snapdragon 8cx，现在称为 Snapdragon X 系列。该系列围绕两个参考型号进行组织：Snapdragon X Elite 和 Snapdragon X Plus。然而，这两个名字实际上隐藏着不同的处理器。 Snapdragon X Elite 旗下有三款产品，而 Snapdragon X Plus 则仅限于一款。

Elite 型号和 Plus 型号之间的主要差异在于 CPU 核心数量：前者 12 个，后者 10 个（然后是 8 个）九月初添加了附加版本）。更具体地说，就 Snapdragon X Elite 而言，X1E-84-100 和 X1E-84-100 在 TFLOPS 方面脱颖而出。事实上，X1E-78-100 的独特之处还在于缺乏双核加速。对于 Hexagon NPU 没有不利的处理 –神经处理单元，换句话说，其作用是加速 AI 工作负载的处理单元：高通提供 45 TOPS（每秒万亿次操作）适用于所有 Snapdraon X 系列芯片，包括第二轮 Snapdragon X Plus。一个所处的状态合乎逻辑的是，由于计算机需要具备这样的能力才能成为 Copilot+ PC，因此 Microsoft 要求这些计算机嵌入包含至少 40 TOPS NPU 的处理器。

正如上一段报道的那样，9月初，高通通过增加三款Snapdragon X Plus来加强其系列：其中一款比最初的型号更强大，而另外两款则减少了很多。他们失去了两个CPU核心;更糟糕的是，尽管确切的 GPU 配置仍然保密，但与其他 Snapdragon X 系列相比，以 TFLOPS (FP32) 表示的性能明显下降。

下表应该可以帮助您更清楚地了解事情。星号区分了 9 月份添加的三款 Snapdragon X Plus。

处理器	身份证号码	CPU核心数量	缓存总数	最大频率全核	双核加速	GPU 每秒浮点运算数	NPU顶部	记忆
骁龙 X 精英	X1E-84-100	12	42 莫	3.8GHz	4.2GHz	4,6	45	LPDDR5X-8448
骁龙 X 精英	X1E-80-100	12	42 莫	3.4GHz	4.0GHz	3,8	45	LPDDR5X-8448
骁龙 X 精英	X1E-78-100	12	42 莫	3.4GHz	非	3,8	45	LPDDR5X-8448
金鱼草 X Plus*	X1P-66-100	10	42 莫	3.4GHz	4.0 GHz（单核）	3,8	45	LPDDR5X-8448
骁龙 X Plus	X1P-64-100	10	42 莫	3.4GHz	非	3,8	45	LPDDR5X-8448
金鱼草 X Plus*	X1P-46-100	8	30 莫	3.4GHz	4.0 GHz（单核）	2,1	45	LPDDR5X-8448
金鱼草 X Plus*	X1P-42-100	8	30 莫	3.2GHz	3.4 GHz（单核）	1,7	45	LPDDR5X-8448

现在您已经了解了这些规格，与前几代高通计算机处理器的比较可以让您了解美国品牌所做的齿轮变化。

系列	骁龙 X 精英	骁龙8cx 第三代	骁龙8cx 第2代	骁龙8cx 第一代
雕刻工艺	台积电N4	三星5LPE	台积电N7	台积电N7
优质红心	12x 奥里安 3.80GHz / 2C 涡轮增压：4.2 GHz	4x C-X1 3.00GHz	4 个 C-A76 3.15GHz	4 个 C-A76 2.84GHz
心效率	没有任何	4x C-A78 2.40GHz	4 个 C-A55 1.80GHz	4 个 C-A55 1.80GHz
图形处理器	肾上腺素X1	肾上腺素 8cx 第 3 代	肾上腺素690	肾上腺素680
神经网络处理单元	六边形 45 上衣 (INT8)	六边形 8cx 第 3 代 15 上衣	六角690 9 上衣	六角690 9 上衣
存储介质	8 x 16 位 LPDDR5x-8448 135 转/秒	8 x 16 位 LPDDR4x-4266 68.3 转/秒	8 x 16 位 LPDDR4x-4266 68.3 转/秒	8 x 16 位 LPDDR4x-4266 68.3 转/秒
无线上网	Wi-Fi 7 + 蓝牙 5.4	Wi-Fi 6E + 蓝牙 5.1	无线网络6+蓝牙5.1	无线网络5+蓝牙5.0
调制解调器	骁龙X65 （投入的）	骁龙 X55/X62/X65 （投入的）	骁龙 X55/X24 （投入的）	骁龙X24 （投入的）

此前，为了设计 Snapdragon 8cx，高通从 Arm 核心目录中选取了第 3 代，我们发现四个 Cortex-X1 核心作为 P 核心，四个 Cortex-A78 作为 E 核心。

在不详细列出 Oryion 核心的所有特性的情况下，我们要强调的是，与之前的 Snapdragon 8cx 相比，该 CPU 组件是 Snapdragon X 系列改进的主要领域之一。正如我们在文章开头所回忆的那样，这个设计是初创公司 Nuvia 的工作成果。最初，该公司专注于为服务器设计的Phoenix CPU核心，旨在与Xeon、EPYC和其他Arm Neoverse V竞争。高通看到了开发团队的才华，抓住了这个机会，决定收购Nuvia；该交易于 2021 年敲定。随后，该公司将工作转向消费领域。

Snapdragon X 系列打破了某些传统。您会注意到，该公司放弃了混合设计，转而专门使用 Prime 核心。没有像过去那样单独的性能和效率核心；矛盾的是，英特尔和 AMD 现在在其消费类移动处理器上正在遵循这种混合方式。

对于 Oryon，所有 CPU 集群都是平等的。唯一的区别在于选择一对两个核心来受益于略高于全核心频率的睿频加速频率（同样，并非所有芯片都是如此）。此外，每个簇都有自己的锁相环，允许有针对性的加电。在实践中，两个集群可以在轻量工作负载期间进入睡眠状态，然后在需要提高性能时激活。

Oryon 核心设计涉及每个集群最多四个核心。知道CPU核心数最大为12个，最多有3个集群。请注意，理论上，Oryon 有能力管理每个集群 8 个核心，但高通出于各种原因（设计和生产）自愿将自己限制为四个。让我们记住，AMD 和 Intel 目前的设计允许同一集群内有 6 到 8 个核心（AMD 的 Ryzen 称为 CCX）。

此外，缓存的层次结构非常不典型。与英特尔的 E 核心集群一样，Snapdragon X 在集群的四个核心之间共享其 L2 缓存。然而，对于 12 MB 来说，这已经是非常可观的了。单核的L1指令缓存也非常庞大：L1 I-Cache为192 KB，是Redwood Cove Meteor Lake核心L1 I-Cache大小的三倍。

最后，在最后一级，我们有整个芯片共享的L3缓存。仅 6 MB，尤其是与 36 MB 的二级缓存相比，它显得格外突出。

至于内存支持，正如之前的通讯中提到的，Snapdragon 为 135 GB/s。凭借当前的 LPDDR5X 功能，Snapdragon X 可以驱动高达 64 GB 的 RAM。

当然，Oryon CPU 仍然采用 Arm 架构（它们使用 ISA V8.7-A）。因此，配备 Snapdragon 的机器需要对非本机管理的应用程序进行仿真； Windows 11 通过 Prism 处理这个问题。与苹果不同的是，苹果可以控制其计算机的硬件和软件方面，高通必须与微软合作，在 Snapdragon 上进行 x86 仿真，这种仿真尽可能透明和高效。但自然地，在某些情况下，与 x86 处理器相比，这种转换 x86 代码的需要必然会对芯片造成不利影响。

GPU 具有连续性，但并不是真正的顶级

至于Snapdragon X GPU，即Adreno X1，与前几代的不连续性要小得多。实际上，这款Adreno X1是第七代Adreno GPU，它已经通过之前的三款Snapdragon 8cx系列在Windows平台上得到了很好的证明。

回顾历史，就像 Oryon CPU 一样，Adreno 也是十五年前收购另一家公司 ATI Radeon 后诞生的。有些人可能已经注意到 Adreno 是 Radeon 的字谜。

Adreno GPU 在 Android 平台上享有良好的声誉。但在 Windows 下，情况有所不同。 Adreno X1 并没有真正脱颖而出：GPU 可以让您畅玩《博德之门 3》等游戏，正如我们在另一篇论文中所写的，ARM 上的视频游戏是一个挑战，但它能运行这一事实已经是一个很好的点。

然而，许多测试指出某些游戏存在兼容性问题。此外，虽然我们当然不能指望集成GPU能带来奇迹，但Snapdragon GPU仍然很难达到Intel和AMD iGPU的水平；至少在 Lunar Lake 发布之前，最新的 Radeon 800M 和 Ryzen AI 300 仍然是该领域的基准。

正如下面幻灯片中突出显示的，Adreno X1 GPU 可提供高达 4.6 TFLOPS FP32。该值略高于 Radeon 760M (4.3 TFLOPS)，并且非常接近 Meteor Lake iGPU。这有点混淆，但如果将这种火力与众所周知的游戏解决方案（即家用游戏机）放在一起来看，Xbox Series S 的计算能力为 4.01 TFLOPS FP32 ，而 Xbox Series X 和PlayStation 5 分别为 12.15 TFLOPS 和 10.28 TFLOPS。当然，当前的专用显卡效率更高：GeForce RTX 4060 台式机可提供 15.11 TFLOPS，而移动版本最高可达 11.61 TFLOPS。简而言之，就目前情况而言，这些 iGPU 可以让您玩游戏运动特别是（同时在参数和定义上保持合理），但对于要求较高的玩家来说仍然不代表一个可行的选择。

事实上，X1 并不正式支持 DirectX 12 Ultimate，而仅支持 DirectX 12_1（见下面的幻灯片）。与 DirectX 12_1 相比，Ultimate 的要求涉及四个附加功能：支持 DXR 1.1 光线追踪、VRS（可变速率着色) 2 级，网格着色器一个你采样器反馈。如果您想进一步探讨这个主题，AMD 在其网站上用法语描述了这四个功能。

Adreno X1 GPU 管理光线追踪和 VRS。另一方面，它不支持网格着色器和采样器反馈。正是这些缺点证明它无法被官方认可为 DirectX 12 Ultimate 兼容。

好吧，让我们明确一点，现在，游戏利用网格着色器一只手的手指就能数过来。这尤其是《心灵杀手 2》的先决条件，尽管其开发人员随后（去年 3 月）将其产品与 GPU 兼容，但 GPU 太旧，无法处理该技术。无论如何，考虑到该游戏对图形资源的贪婪，通过 iGPU 播放它并不理想。也就是说，Adreno X1 GPU 架构作为 12_1 级 GPU 向 DirectX 应用程序报告。其实际效果是将其限制为为此级别规划的功能。

话虽如此，Adreno X1 GPU 支持 DirectX、Vulkan 1.3 和 OpenCL 3.0。对于 DirectX 9 游戏，通过 D3D9on12 提供支持，D3D9on12 是一种 Microsoft 解决方案，允许将 DX9 命令转换为 DX12。

最后简单介绍一下纯硬件组件。肾上腺素算术逻辑单元）。因此，在 1.5 GHz 时钟频率下，GPU 可提供 4.6 TFLOPS（某些版本的 Snapdragon X 系列性能较低；请参阅第一个表）。

NPU已经被打败了

最后一个要解决的问题是 NPU。这些专门用于人工智能计算的处理单元多年来一直在智能手机 SoC 上实现，现在注定会入侵我们的 PC（至少是笔记本电脑）。老实说：目前，很难客观地衡量这些 NPU 的能力（先验，TOPS 以 8 位量化本机处理）。

可以肯定的是，搭载 Snapdragon X 系列的电脑凭借超过 40 TOPS 的 NPU，成为首批上市的 Copilot+ 机器。只是在现阶段，其“PC AI”提供的 Windows 功能还很难让人信服——尤其是因为主要项目之一“召回”被推迟。

最重要的是，英特尔和 AMD（甚至Apple 与 Apple Intelligence）并没有闲着。两家公司已经全面投入到 TOPS 的竞争中，他们的最新产品分别是锐龙 AI 300等月湖，被宣布比 Snapdragon 更高效，后者将获得最大的 TOPS：迄今为止，这场斗争尚未在鼠标和键盘方面带来太多具体行动。所以当然，搭载 Ryzen AI 300 系列和 Lunar Lake 的计算机稍后将成为 Copilot+ PC，远远晚于搭载高通芯片的计算机。但先发并不意味着赢得比赛；如果我们只参考 NPU 的 TOPS，那么第一个就已经是最后一个了。