除了移动芯片各个技术模块(GPU、CPU、ISP 等)的进步之外,最重要的是它们与神经处理器 (NPU) 的互连不断增强,这将使我们的智能手机更快、更相关、更高效。更持久。
高通宣布推出明年高端智能手机的新旗舰芯片是一个评估等待我们的进展的机会。如果每一代移动处理器(片上系统用行话来说,即 SoC)带来了一些技术新颖性,2023 年有望成为一个绝佳的年份。
整体性能提升的经典要素之一是雕刻精细度的降低。然而,今年的情况将有所不同:苹果、联发科和高通都必须保留在 4 纳米制程,而到 2023 年下半年才计划大规模复刻 3 纳米制程。另外,为了标记与今年的芯片制造商被迫到别处寻求进展。不仅是对构成 SoC 的每个模块进行了重新设计,而且还进一步发挥了它们的互助作用。其旗舰部件是其他模块中众多技术改进的源泉:神经处理器或 NPU。
光线追踪:升华 3D
您喜欢 Geforce RTX 的灯光效果吗?庆幸的是:这些所谓的“光线追踪”效果或光线追踪(RT)英语,即将登陆您的智能手机……至少在高通和联发科的芯片上,苹果尚未就此主题进行任何沟通。
基本原则光线追踪是计算数千甚至数百万条光线的轨迹并对其轨迹和相互作用进行建模。存在多种方法,适用于阴影、透明效果等。其主要优点是:这些效果的渲染非常自然,并且方便了开发人员的工作,他们不再需要编写脚本(镜子中的反射、色温的变化)。所有效果都是实时计算的。
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如果这些效果的集成在显卡上已经非常出色,在插槽上显示高达 350 瓦的功率,那么看到它们出现在几乎不产生 5 瓦功率的芯片中,我们就处于一个小奇迹的境界了!这种集成的背后,不仅有图形芯片(GPU)架构的改进,还有越来越相关的算法——去噪、超级采样等。最重要的是 NPU 的工作,其不断提高的性能使得简化和加速 GPU 的工作成为可能。
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Nvidia 是该技术的先驱光线追踪实时,AMD 开始在 PC 领域获得动力。的到来光线追踪高通和联发科的超高端移动芯片应该会加速视频游戏工作室的采用。因为可以从这些效应中受益的设备的潜在市场将迅速爆炸。
语义分割:图像处理革命
数码摄影具有三大支柱:传感器、光学单元和图像处理。最后一个组件基于图像处理器和软件处理(实际上是一大堆算法)形成的组合,它们构成了图像处理“管道”。图像处理相当于以光速处理传感器每秒可以吞下的数百万甚至数十亿像素。
等待我们的重大突破称为语义分割,它基于一个新的支柱,即通常称为 NPU 的 AI 处理器(神经处理单元)。通过在图像处理器(ISP)和NPU之间建立直接链接,高通公司未来的Snapdragon 8 Gen 2芯片可以成为真正的“视觉大脑”。它会在每次拍摄时剪切图像,有点像人脑的作用。也就是说,知道植物、人、猫、头发、皮肤、树叶等之间的区别。实时分区和标签有几个潜在的好处,但最重要的是一个主要论点:它应该可以进一步提高图像质量。
如何 ?只需在图像增强滤镜的应用中提供更高的技巧即可。由于智能手机图像传感器和光学器件与“真实”相机相比非常小,因此软件处理对于提高图像质量至关重要。然而,对整个图像统一应用校正从来都不是很令人满意。高通公司的 Spectra“认知”图像处理器将能够界定最多八个称为“片段”的区域,正如我们所见,这些区域具有特征(面部、头发、猫等)。
在每个区域中,ISP 和 NPU 组合可以发挥四个参数(色调、饱和度、锐度、降噪),以便找到最佳的软件校正。使图像更加自然,并且没有数码照片中发现的经典缺陷(太多/不够平滑的皮肤、缺乏草地中的图像精度、太多/不够饱和的蓝天等)。
8K60p HDR 视频:真正的电影摄影机?
三星和索尼的下一代传感器,再加上下一代 ISP,特别是高通的下一代 ISP,为 8K 的进一步发展提供了可能性。在 8K30p 和 60p 版本之后,第二代 8K60p HDR 出现了,这要归功于传感器 + 处理器对的能力,每帧管理不是一张而是四张图像,即每秒 33 Mpix 的 240 张图像。通过四张高速镜头合成图像可以扩展动态范围(高光和低光中的更多信息),后者历来是小型传感器的物理阿喀琉斯之踵。
不用说,要利用这一点,您需要屏幕(尤其是电视)不仅兼容每秒 60 张图像的速度,而且还需要经过 HDR 认证。请注意,如果由于安装的设备很少,人们对 8K 的兴趣仍然非常有限,那么它也为视频专业人士提供了过采样的优势。事实上,通过 8K 拍摄,您可以在编辑和后期处理后制作出质量比“简单”原生 4K 好得多的 4K 序列。
融入人工智能的 5G 调制解调器:更稳定、能耗更低的连接
虽然神经处理器在提高图像质量方面的作用众所周知——模拟模糊背景等。 – 它在调制解调器领域较新且鲜为人知。然而,其影响虽然乍一看更难以衡量,但可能是巨大的。
我们必须明白的是,5G是一项比4G更丰富、更复杂、适应性更强的技术。根据智能手机在网络空间(例如在街道中)的移动,5G 调制解调器将通过偏爱某些天线和某些频率来适应其周围的不同天线。所有这一切都是通过与基站进行通信来实现的,基站也将实时适应。因此,比 4G 调制解调器更高效、更通用的 5G 调制解调器在逻辑上也更耗能。特别是在使用毫米波时。
这就是所谓的“人工智能”算法和神经处理器(无论是外部的还是集成到调制解调器中)将发挥越来越重要的作用。调制解调器将能够使用复杂的训练模型来适应其环境,而不是适应固定的场景。事实证明,使用 NPU 比它可以使用的所有其他芯片更加节能。因此,芯片设计者承诺大幅节省功耗。足以在一天结束时获得宝贵的电池百分比。不影响连接质量。
WiFi 7:始终更快,始终更少能耗
还是在连接方面,智能手机在无线网络方面领先于PC随着Wi-Fi 7的到来...甚至在标准得到充分验证之前!目前,这一新标准仅适用于高通第二代 Snapdragon 8,其中大部分元素现已冻结,预计将于 2023 年获得批准。
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除了传统的速度改进(使用 6 GHz 频段时速度可达 5.8 Gbit/s(没有该频段时为 4.3 Gbit/s))外,Wi-Fi 7 还承诺降低延迟。而且,能源消耗的减少再次成为移动设备之战的关键。在延迟方面,高通承诺低于 2 毫秒,而且始终如一,而不仅仅是在峰值时。如果赌博当我们谈论延迟时可能会想到,这也是一个减少通信时间的问题,特别是在 AR/VR/XR 使用的情况下。这些眼镜的任何延迟都可能导致用户感到不适(晕动病)。
最后,通过更适当地使用速度、频率、天线、标准等。 Wi-Fi 7 承诺节省 30% 至 50% 的能源(网络消耗,而不是整个平台!)。与 5G 中获得的收益一样,这是非常显着的收益,应该再次延长终端电池的寿命。可能超过一两天...取决于集成电池和用户使用情况。
如果 CPU 和 GPU 的纯粹性能竞争继续下去,那么新一代芯片首先也会寻求改善用途。无论是图形、图像处理、网络还是其他任何方面,一切都有助于突破极限。其背后不断寻求节能。这些改进的核心仍然是 NPU,这种逻辑芯片最终比 CPU 和 GPU 神秘得多,因为制造商对细节非常吝啬。为了更好地保守他们的秘密?