从小米11到骁龙888，2021年旗舰手机体验探究 | 雷峰网-米乐m6平台

新soc的发布节点，直接左右旗舰手机的发布周期。刚在12月发布的骁龙888，不但打破了历史规律，还带着cpu、gpu和ai性能的显著提升，和小米11一起拉开了小米新十年的序幕。

小米11首批35万台之后，已多次连续放量，不少人已经体验到2021年的新旗舰。“一人内测，全民公测”的酷安上，小米11的关键词已霸榜许久。

骁龙888注定会是2021年旗舰手机的标配，在它的身上可以观测到高通对未来的构想，也能预测未来一年移动端的趋势。

暴涨的gpu和单核性能

高通今年从台积电7nm n7p工艺切换到三星5nm lpe工艺。对比三星上一代的7lpp，三星承诺同性能下的功耗降低20％，同功耗下性能提高10％，面积减少20％。

构架方面，骁龙888更新到kryo 680，超大核是2.84ghz cortex-x1构架，配备了1mb的l2缓存；大核是3个2.24ghz类a78核心，每核l2缓存翻倍到512kb；而小核仍然是4颗1.8ghz的类a55构架。

cortex-x1是安卓阵营迎来的第一个公版超大核：6条整数流水线，5解码8发射的前端，有真•pc级的四条带fma的neon，是移动端浮点堆料的极致。相应的，x1的芯片面积是a78的2.3倍，峰值性能是a77的1.3倍，机器学习性能提升2倍。

和x1同代的御用搭档a78，ipc比a77提升7%，主要负责“提升能效比、节省芯片面积”，以达到更好的面积和功耗均衡。cpu集群维持4mb的l3缓存，高通官方解释，这是难度和缓存配置之间的平衡。此外，骁龙888支持最高支持4*16bit 3200mhz的满血lpddr5内存。

我们通过对比小米11（骁龙888）和小米10 ultra（骁龙865），可以看到骁龙888在geekbench和rar的单核测试上，给出了安卓阵营多年没出现过的25%单核性能提升。高通更在乎持续输出，所以在频率设定上相对保守，多核提升在11%-18%之间。

在安卓阵营，单核性能一直没有得到应有的重视。但实际上，在当今的情况下，提升单核性能的效果和“性价比”都明显更高，会更加影响应用加载、切换、超大型游戏的体验。

对比需要深度优化的多核性能，单核性能的影响简单直接。在应对很多（其实是大部分）多线程优化不佳的日常app和游戏时，单核性能的提升效果远高于多核性能。游戏中大量的游戏画面元素、移动、npc动作等，都需要cpu运算后再交给gpu。而《原神》等跨平台的大型游戏的出现，让移动端的cpu压力空前绝后。

强大的单核性能，除了降低开发人员的压力，还无需额外优化就能直接提升大部分应用的基础使用体验。但在功耗敏感的移动端，无法像pc端那样提升频率，所以超大核的出现是必然的。

反映到这一代旗舰手机的基础体验，骁龙888单核25%的提升，即便是出厂miui 12.0系统，依然让小米11的系统操作出奇地流畅。监控频率可以看到发现，骁龙888的x1调度比较积极。

小米11在微博、贴吧、淘宝这些传统“巨型”app的流畅度都上了一个台阶。应用开启、应用多开、切换等多种场景的感知，都出乎预料地明显。这时候再回来看，2.3倍的芯片面积，仿佛又显得有“性价比”了。

gpu方面，高通adreno系列在安卓阵营独孤求败了很多年，在骁龙888上又带来了高通gpu史上最大的性能提升。840mhz的adreno 660，性能提升35%，能效比提升20%，且性能和能效比的提升能同时实现。

同样使用小米11（骁龙888）和小米10 ultra（骁龙865）对比参考，低压力场景的提升在27%到35%左右，提升最大的是3d mark的wild life大压力测试，幅度达到53%，vulkan模式下的gfxbench aztec场景也有43%的提升。

而骁龙865的adreno 650，就算超频到905mhz，gfx曼哈顿场景也“只有”110fps（默频骁龙865是90fps）。但骁龙888的adreno 660，在840mhz就已经有118fps，部分用户都跑到125fps以上了。骁龙888 gpu的同频性能，依然比超频到905mhz adreno 650高15%以上。

性能之外，骁龙888还有隐藏技能。adreno 660是首个在移动端引入可变速率阴影（vrs）技术的gpu。vrs是桌面平台刚上的新增特性，能在vr/xr等场景中，降低非注视区域的着色精度，大大降低gpu的压力。在vr/ar还在构建发展的阶段，看到高通积极地提供相关特性，无论是游戏厂商还是用户，大家都是非常欢迎的。

第六代ai引擎：60%的算力提升

和其他芯片厂商不同，在cpu、gpu和调制解调器之外，高通每年都会“花很多笔墨”聊hexagon dsp。而高通的ai构架，也是各个厂商中最特殊的。从ai部分的提升，能看到高通在方向和策略上的考量，以及未来一年移动ai的发展趋势。

遥想2017年，主流旗舰只有0.6tops的ai算力，独立的npu也才2tops不到。但后来从骁龙855的7tops，到骁龙865的15tops，再到骁龙888的26tops，移动端对ai算力的渴求依然见不到尽头。

和常见的独立npu不同，高通是cpu gpu dsp等多部件的异构ai，宣称可以比独立的dsp 机器学习推理引擎方案，提供更高的性能和灵活性。而当中的hexagon 780，其实是骁龙888上提升最大的部分。

以前hexagon 600系列中的标量，张量（hexagon tensor accelerator，hta）和向量（hexagon vector extensions，hvx）功能，在hexagon 780被融合在一起，成为一个整体式ip。

融合后，不同执行引擎间的工作负载切换时间也更短，性能和能效都提升巨大，标量执行能力提高了50％，张量执行吞吐量直接翻倍翻。sram增加16倍后，狂涨的内存池，能运行更大的机器学习推理模型。

几乎推倒重构的构架，配合x1超大核2倍的机器学习性能和暴涨的浮点性能、ai性能提升43％的adreno 660，每瓦性能提升3倍的hexagon 780，让骁龙888可以提供远高于前代的26tops算力。

骁龙888官方测试成绩

在机器学习基准测试mlperf中，骁龙888的性能最高提升4倍，远超ip块在执行单元的理论计算吞吐量改进（新内存体系的优势？）

夸张的ai性能，有什么用呢？高通技术公司产品管理副总裁ziad asghar提到，ai性能大幅提升的主要来自客户的需求。现在移动ai一大部分应用场景都是图像处理，是近年来手机拍照水平突飞猛进的重要原因之一。

虽然被吹得很玄学，但移动ai可笼统理解为“为各种ai算法设计的硬件加速器”。而这些ai算法，早就应用到拍照（成像处理、拍照辅助、图像识别等）、语音通话降噪、语音识别、翻译、人脸解锁、手写识别、游戏和xr体验支持等大量领域。

高通的异构ai设定，是高通移动平台“关注均衡和功耗的设计思路”的产物。在骁龙865首次集成的传感器中枢，也已经升级到第二代，并集成性能提升5倍，但功耗不到1毫安的专用低功耗ai处理器。后者可以提供低功耗的全天候ai待命能力，并分担hexagon 780 80%的工作负载。

其在“ok，google”侦测算法上，可以降低38%的负载，并为陀螺仪、麦克风等需要全天候实时收集数据的传感器，提供更多的可能性（已被用在汽笛声、婴儿哭声的低功耗监测等场景上）。

计算摄影：ai 拍照

ai是“计算摄影”的基础，小米11发布会重点说的夜景视频拍摄和众多拍照提升，背后是骁龙888全新的三isp和hexagon 780。

在小米11上，除了骁龙865时代就有的ai换天功能，现在夜景模式也能用来拍摄视频，大幅提升夜景视频的画面亮度和降噪表现。夜景视频可理解为每秒拍摄超过24张超级夜景照片，是isp和ai算力暴力提升的直接效果。

在拍照过程中，ai也负责提供非常基础的hdr 硬件加速能力，能进行画面降噪、重新着色、自动校色（让色彩表现更加真实或更加吸引眼球）等操作。像把单摄玩出花的google，就已经依靠ai，提供了背景虚化、全景、motion动图（类似ios平台的live photo）、ar实时追踪贴图、超分辨率放大、超级夜景等多种功能。

骁龙888融合ai 3a算法的快速对焦

虹软“傻瓜相机”

除了效果提升，也有很多是关于拍照易用性和趣味性的提升。例如骁龙888融合ai的3a算法，能提高对焦速度。虹软基于spectra 580和第六代高通ai引擎推出“傻瓜相机”功能，可以自动跟踪人物，自动进行画面缩放变焦等。

4k 30fps的实时背景抠图

在高通ai engine的支持下，骁龙888可以做到4k 30fps的实时背景抠图，cv-isp硬件计算视觉加速器也能提供60fps实时景深识别的人像、背景分割和替换，人体追踪、物体识别/追踪的效果。

一亿像素样张，细节放大对比

夜景样张，细节放大对比

而相同cmos、同样是miui的小米11和小米10 pro，是非常适合用来对比isp和ai对拍照影响的样本。得益于骁龙888的isp和ai性能，小米11，不论取景框预览画面、1亿像素模式、hdr、夜景等多帧合成场景，画面的高光压制、鬼影、伪像、颜色还原等部分，都有明显提升。

总结：安卓阵营大跨越的一年

这是小米多年来，首次在1年内发布两台数字系列旗舰，骁龙888机型的量产时间远比以前早，为下一代产品留下了充足的准备时间，不禁让人猜想，高通是不是在憋着什么大招。

高通做的是soc移动平台，在他们眼中，除了绝对性能，均衡也是核心指标。骁龙888在cpu单核性能和gpu性能上的提升，直接抬升了安卓旗舰日常操作的流畅度，以及应对跨平台大型游戏的能力。而ai和dsp的倍数级提升、传感器中枢上的低功耗ai处理器，则成了高通新的护城河。

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