让AI从名词走向现实！第三代骁龙8移动平台技术解读

昨日凌晨，高通正式开启了2023年骁龙技术峰会。作为驱动未来一年安卓旗舰手机的新一代移动平台，第三代骁龙8自然是此次活动上大家的重点关注对象。

高通宣称第三代骁龙8是其首款“专为生成式AI”而精心打造的移动平台，峰会上反复强调AI对未来人们生活、生产方式的影响和改变等，这无疑透露出这一代骁龙8不同以往、与众不同的特质。

那么全新一代骁龙8移动平台的这些变化将给智能手机带来哪些新的体验？从目前公布的技术细节和周边信息来看，我们认为主要集中在三点：1.当然是更强大的算力；2.自研Adreno GPU的一系列新特性；3.AI真正走向实用。

纯64位架构的进化

自2019年高通发布骁龙855以来，基于“大中小”三丛集的CPU架构设计，就几乎成为了旗舰手机芯片的标配，“1超大3大4小”早已成为整个行业广为接受的标准。

不过在第二代骁龙8移动平台上，高通打破了这种传统，具体来说，它采用了“1+2+2+3”的CPU方案，其中包括一个Cortex-X3超大核、两个Cortex-A715大核、两个Cortex-A710大核，以及三个Cortex-A510 Refresh小核。

而到了今年的第三代骁龙8，CPU架构再一次发生改变，采用了新的“1+5+2”架构，包括1个基于Arm Cortex-X4技术的主处理器核心，主频最高可达3.3GHz；5个最高3.2GHz的Cortex-A720性能核心（2.96GHz Cortex-A720 *2，3.15GHz Cortex-A720 *3），以及2个基于Cortex-A520的能效核心，最高频率为2.27GHz。

为什么高通会如此设计第三代骁龙8的CPU？实际上，在去年第二代骁龙8面市时，其仍然保留将32位应用跑在效率内核和部分性能内核上的做法，就引发了一些争议。

为此高通的工程师们还专门解释过，因彼时包括中国大陆在内的一些市场，依然有不少32位应用存在，比如部分游戏、工具和银行类的App，保证这部分应用的体验也是非常重要的。同时，高通也会逐步推动32位向64位应用的转变升级。

到了今年下半年，OPPO、vivo、小米等主流应用商店已逐步完成清理仅支持32位的应用，并不再允许仅32位的应用上架以及更新。因此，到了第三代骁龙8，理所当然完成了纯64位架构的进化。

那么，使用这种CPU架构设计会对第三代骁龙8的性能、能效带来何种影响呢？

从结果来看，得益于更多的“大核心”和更高的平均核心主频，第三代骁龙8的CPU性能提升了30%。在台积电N4P工艺、更大的缓存设计（所有核心共享12MB三级缓存，前代是8MB L3+6MB 系统缓存），以及更先进的LPDDR5T内存加持下，其能效也有着20%的改进。

我们也已经对全球首款搭载第三代骁龙8的小米14进行了性能实测，从跑分来看，安兔兔1966467分，Geekbench单核得分2236，多核6816，相比上一代都有较大的提升。

相比性能表现，能效提升其实更让人感兴趣。按照卢伟冰的说法，搭载了第三代骁龙8的小米14，运行原神能够做到 59.3 FPS 的帧率情况下，将机身温度控制在 43.2℃，功耗降低 10%。

我们用小米14实测的原神表现，30分钟跑出了 59.1FPS平均帧率，且1.7左右稳帧指数也是目前安卓阵营最强，平均功耗4.6W，耗电14%，手机背面温度42.1℃。我们不妨大胆预测，在更高的能效表现下，第三代骁龙8很可能是一颗“冰龙”。

真正主机级游戏体验

再来看GPU方面，第三代骁龙 8搭载的是Adreno 750 @903MHz，官方表示其性能和能效均实现了25%的提升。提升幅度虽然看起来并不夸张，但它是在上代性能提升25％的基础上得来的。

实际上高通在GPU上一直是领先状态，它也是目前安卓阵营中唯一一家可以不依赖外部授权，独立开发自研GPU架构，自主编写和优化GPU驱动的厂商。这也使得它不仅具备针对老机型的长期系统和驱动更新，在新技术、游戏的适配方面，也有着天然优势。

为实现“硬件光线追踪”的实装，在第二代骁龙8移动平台上，高通就重新设计了自研的Adreno GPU，为其加入硬件光追单元。这次则又为第三代骁龙8加入了图像运动引擎2.0，支持游戏主动提帧，无需游戏适配即可运行最高240Hz的超高帧率，也能原生支持最低1Hz的待机帧率，平衡性能和功耗。

第三代骁龙8还支持类似DLSS、FSR、XeSS的游戏超分技术，手游分辨率可以做到最高8K。没错，8K 240Hz，手机上也能达到这样的游戏画面体验水平了。再配合新加入的实时全局光照和反射技术，可以说已经堪比PC级高端显卡。

当然，手机游戏对性能要求也达不到这么高。不过，从今年苹果将主机游戏移植到iPhone 15系列上，也可以看到，手机实现主机级游戏体验，是大势所趋，就看安卓生态下的后续优化了。目前，虚幻引擎UE5 Lumen已经率先支持该技术，并特别针对骁龙平台做了深度优化，使其依然具备着对标实力。

另外还有影像方面的提升，还记得第二代骁龙8上首次带来“认知ISP”这一全新设计，能通过实时语义分割实现照片和视频的自动增强。第三代骁龙8集成了三个认知ISP，均为18-bit。拍照支持单个1.08亿像素，或者两个6400万像素+3600万像素，亦或者三个3600万像素。视频支持8K/30 HDR格式录制的同时捕捉6400万像素照片，也支持4K/120高清慢动作视频。

不仅摄像头规格更高，第三代骁龙8图片语义分割可以支持到多达12层，对物体、场景的识别与分割更加精准。其他细节部分，超级夜景支持拍照和录像，并且大量运用有AI，可以提高效率和能效；还有Vlogger View模式，能利用前后双摄像头结合ISP，同时捕捉两个画面等。

整体来看，第三代骁龙8在GPU带来的诸多新特性，综合性能上有质的飞跃，也保持了安卓阵营的领先地位。

AI算力与实用性暴涨

在今年的骁龙技术峰会上，最大的主角其实是AI，早前的预热海报就已透露出，AI是第三代骁龙8的主要升级方向。

具体来看，第三代骁龙8 AI硬件单元这次升级为Hexagon NPU，高通专门为其配备了独立的供电电路，解决了此前一些复杂的功能模块之间因为共用供电电路，导致在不需要的时候也会被频繁唤醒、白白耗电的问题。这意味着，当手机不需要用到AI相关的算力时，Hexagon NPU可以真正地实现“完全断电”，从而帮助能效提升了40％。

高通AI引擎的异构计算架构，以及Hexagon NPU矢量单元与内存之间增加的直连通道，也意味着这次第三代骁龙8上的AI是全芯片架构的加速，CPU、GPU、ISP、DSP各种传感器都能调用AI模块进行加速，整体性能相较上一代提升了多达98％，带来强大的终端侧 AI 能力。

今年7月，高通便已宣布与 Meta携手优化Llama 2 大型语言模型，让其直接在装置上执行，不再依赖云端服务运作，之前高通已经能够在手机上脱离云端实现超过 15 亿参数的大模型运行。现在第三代骁龙8可处理的大模型参数超过100亿，每秒可执行最多20 Token，实现了 AI 算力的大幅提升。

在AI计算兼容性上，第三代骁龙8支持INT4、INT8、INT16、FP16等各种整数和浮点格式，以及INT8+INT16混合精度。开发方面，高通提供了全新的一体化AI Stack开发平台，首发支持20多个不同模型，支持Pytorch等各种AI框架，让开发人员能够使用高通平台的 AI 功能，推出全新生成式 AI 应用。