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稳坐手机芯片一哥多年,联发科深藏一手技术好牌

2024-09-01 16:01:42发布    浏览413次    信息编号:163915

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稳坐手机芯片一哥多年,联发科深藏一手技术好牌

2022年的智能手机芯片大战应该可以说是贯穿2022年整个智能手机行业发展的重要主题之一,今年的竞争也是异常精彩,联发科和高通两大头部厂商互相追逐,势均力敌,甚至有胜负之分。

双方的旗舰芯片与中端芯片一次次展开短兵相接,手机厂商对于芯片的重视程度也再度加剧了战斗的热度。

联发科在高端芯片市场实现了突破,天玑9000、天玑8000系列在CPU、GPU、AI、影像、通信等方面的出色表现给我们留下了深刻印象,同时也为我们带来了诸多让人耳目一新的硬核“黑科技”。

在联发科下半年旗舰芯片发布前夕,智东西受邀参加联发科天玑旗舰技术沟通会。会上,联发科多位技术专家进行了长达三个多小时的技术分享,并就移动端光线追踪、移动端GPU效能提升方案、AI图像语义分割、5G新双通道、Wi-Fi 7、高保真蓝牙音频、高精度导航等一系列前沿技术创新进行了深入探讨。

从这些技术布局和思考中我们不难看出,在智能手机市场面临前所未有的挑战之时,联发科选择用硬核的技术创新来突围。

毫无疑问,联发科并不单纯追求参数或者跑分,而是着力提升全场景体验,想要给用户带来“从量变到质变”的体验。

如今,从游戏、影像、多媒体到通讯,联发科正在成为移动芯片领域技术创新的主要驱动力,而创造差异化的移动体验也成为联发科的独特优势。

1、将PC端光线追踪体验带到手机上,“减负增效”成为关键突破

自2018年在PC上推出光线追踪技术以来,光线追踪拉开了下一个游戏时代的序幕,带来了游戏效果的“质变”。

在过去的几十年里,虽然游戏画面越来越精美,但开发者始终没能解决一个问题,那就是“光”。正是因为光带来的光影效果,游戏里的世界才显得真实。光线追踪技术的解决方案就是实时呈现光线的真实效果。

光线追踪可以让原本僵硬得像“纹理”一样的阴影变得更加柔和真实,各种反射效果也不再需要大量的光栅渲染,光线追踪带来的全局光照可以让虚拟世界真正“照进现实”。

游戏世界中的镜子、水面、各种玻璃及光滑表面均能准确映出预期的图像,人物的脸部、肤色和头发也更加真实自然。

▲PC光线追踪游戏画面

如今这样的效果已经逐渐被运用到了智能手机上,是的,得益于芯片技术的升级,以及软件生态的协同进步,我们已经可以在小小的手机上体验到光线追踪游戏了。

1、引领行业深度布局,光线追踪成为移动游戏必然方向

说到光线追踪,联发科无疑是移动端光线追踪领域的核心推动者之一。因为近两年来,联发科一直在移动端光线追踪领域持续深入布局。

其实早在移动端光线追踪领域的行业标准正式完成之前,联发科便一直在不断打磨自己的移动端光线追踪解决方案。在今年初1.3标准发布之后,联发科自有解决方案也能无痛切换到行业标准,继续推进。

除了推动行业标准的制定,联发科还成为连接开发者与硬件的桥梁。作为一家芯片技术公司,联发科为开发者提供各类技术和服务,加速光线追踪硬件与驱动的开发。

在硬件技术方面,联发科通过开发新的GPU架构,提升了浮点运算能力、三角形输出能力,并进一步优化了带宽需求,这些基本的GPU性能指标成为增强硬件级光线追踪加速的最佳武器。

随着这些技术的进步和开发生态的不断完善,我们可以明显的感觉到光线追踪技术距离用户越来越近,不再遥远。

例如在搭载联发科天玑 9000 的 旗舰手机上,我们已经可以使用带有光线追踪效果的互动壁纸。手机桌面上的壁纸会随着时间推移模拟不同的灯光效果,给消费者带来耳目一新的体验。联发科与游戏引擎商合作推出的光线追踪解决方案也成为手机游戏开发者的标杆。

从这些技术布局和取得的成果来看,联发科在移动端光线追踪领域已经走在了行业的前列。

2、从软件、硬件、生态入手,解决移动端光线追踪核心痛点

值得一提的是,在将光线追踪推广至移动端的过程中,联发科解决了移动端光线追踪技术面临的最核心挑战,也就是光线追踪带来的性能瓶颈问题。

随着游戏分辨率和刷新率的提升,高画质对手机的CPU和GPU的压力非常大。为此,联发科的思路是降低光线追踪对硬件的负荷,提高系统整体运行的效率。简单来说就是“减负提效”。

需要注意的是,在联发科看来,提升效率并不单单是降低负载,而是通过降低负载榨出更多的能量,为系统厂商和内容开发者提供了探索和实现更多创新的机会。

那么如何实现负载降低和效率提升呢?首先,联发科通过芯片架构、制程工艺的升级,会保持每年10-15%的CPU、GPU性能提升,这也是效率提升的硬件基础。

其次,联发科也在积极推动64位应用生态的完善,64位应用程序的完善可以带来16%的性能提升。当然API的迭代升级也能让图形渲染更加高效,从而进一步降低负载。

此外,联发科在系统调度、驱动优化、超分辨率、实时插帧等自研算法等领域也有全面布局,这些技术可以显著提高游戏内容的运行效率。

如今在智能手机行业,能够实现系统平衡与内容开发联动的软件框架越来越多,也就是手机厂商常说的“自适应调度”技术。借助这一技术,内容开发者也能实现实时的负载联动调整。

我们可以看到,从软硬件技术的量化优化,联发科最终能带给消费者的是光线追踪体验的“质”的升级。

作为移动端光线追踪技术领域的先行者,联发科显然已经探索出了一条属于自己独特的技术道路,这也是联发科的核心优势之一。

2、AI成像让“现实照进理想”,硬核科技拓展无线音频体验边界

一款旗舰手机除了拥有出色的性能表现、流畅优质的光线追踪游戏体验外,还必须拥有顶级的影音体验。

在智能手机方面,“图像”自然是拍摄照片和视频,而“声音”则更多是无线音频。

1、将旗舰电视级画质技术带到手机上,AI如何认出你?

如今,计算摄影对于我们来说并不陌生,利用图像处理算法来优化我们拍摄的照片和录制的视频几乎已经成为了如今智能手机的标配,也是在相机硬件规格趋同的情况下厂商寻求差异化竞争点的重要方式之一。

在图像优化领域,联发科有一个容易被忽视的独特优势,那就是联发科拥有目前旗舰电视芯片中最优秀的图像处理技术,他们可以利用这些技术能力来提升手机相机的拍照效果。

在众多消费电子产品中,电视屏幕尺寸最大,且普遍采用4K及以上分辨率,其对画质的要求也最为精细。在电视端,“分区处理”正在成为主流的画质增强技术。

例如索尼、三星、LG、TCL等电视龙头厂商均已利用技术将画面主体与背景分离,并针对不同部分采用不同的画质增强方式,以实现更加身临其境的观看体验。

联发科是全球市占率第一的电视芯片玩家,对于这项技术的应用自然是熟知有加,在此基础上,联发科在手机影像领域推出了AI图像语义分割(Image)技术。

简单来说,AI图像语义分割就是让AI算法看懂你的照片,让AI识别植物、昆虫、鱼类、建筑、风景和你。这其中的核心是让“理想照进现实”,带来高品质的拍照体验。

当我们带着家人一起出行时,AI可以识别照片中的蓝天白云,以及背后的山川河流,还能精准定位人物的脸部。识别之后,AI会让蓝天白云更加通透,山川草地更加碧绿富有生机,人物的脸部更加清晰明亮。

然而,如果没有这样的AI图像语义分割技术以及后续的图像处理,照片很可能会因为光线问题而变暗,达不到我们心中的“理想状态”。

当然,这种AI图像处理并不是强制的,对于专业用户来说,如果想通过自行调整参数来拍出更加个性化的照片,也是没有问题的。

事实上,AI对图像的处理,就是将“理想照进现实”的过程,为消费者提供真正“好看”的照片。

联发科技的AI图像语义分割技术可以为AI图像处理带来显着的能效提升。

比如如今8K 24帧、8K 30帧拍摄能力已经成为旗舰智能手机的热门功能,而这种拍摄模式对于手机算力的需求将提升到普通模式的184倍。如果在这种情况下还需要美颜、HDR等效果,手机的压力负荷就会非常大。

联发科技的AI图像语义分割技术可将系统处理功率要求降低至1/4,实现图像优化与系统功耗的平衡。未来,AI图像语义分割算法将在视频录制中得到进一步应用。

在联发科看来,手机芯片中的APU与手机摄像头、屏幕结合、AI图像语义分割将成为未来全链路多媒体应用的重要发展趋势。

2. 弥合有线和无线音频之间的差距,以开放的生态系统赋能行业

除了拍照、录制视频之外,联发科高保真蓝牙音频技术在听觉方面也带来不一样的体验。

自2016年苹果推出以来,消费者对于音频内容的享受逐渐从有线耳机转向无线耳机(TWS)。如今,随着音频​​内容质量的提升以及用户对于高品质音频体验的重视,无线音频技术的发展开始面临新的挑战。

随着苹果的不断推动,“24bit/”已经成为高品质音乐的主流标准,如何在一副小小的无线耳机上实现这样的体验呢?

为此,联发科首先利用高带宽技术来提升环境抗干扰能力,相比传统标准蓝牙的3Mbps带宽,联发科将传输带宽提升至8Mbps。

此外,联发科还将支持高清蓝牙音频解码器,真正实现24位/音频内容的无损呈现。

值得一提的是,除了技术之外,联发科音频技术的开放生态也是其核心优势之一。目前,联发科已经适配了各大主流蓝牙芯片,从硬件到软件,相比之下,竞争对手的生态则相对封闭。

总的来说,AI图像语义分割、高保真蓝牙音频技术的发展,向我们展示了联发科希望通过技术创新,突破智能手机体验的上限,将“不可能”变为可能,而不是固步自封在现有的优势领域。

3.能打电话、能上网,车库还能提供高精度导航,联发科秀出通讯“设备库”

除了游戏、摄影之外,今年手机巨头纷纷采用卫星通讯技术,无疑也让大众对于移动通讯技术的关注度提升,今年也是5G话题热度颇高的一年。

从R17版本冻结到5G第一代标准R18的制定,移动端5G技术的发展也从追求速度转变为注重用户体验。

1.“双卡双待”已成过去,“新双通”时代即将到来

在联发科看来,双卡技术的发展是5G通讯非常重要的一个环节,而联发科提出的“新双通”更能体现双卡技术的价值。

您可能熟悉“双卡双待”的概念,但可能对“双通”并不熟悉。部分原因是该技术开发难度极高,目前尚未在主流智能手机中得到广泛应用。

其实双通道这个概念很好理解,现在大部分手机都支持两张卡同时待机,但只要一张卡在通话,另一张卡就会断网,双通道就是两张卡可以“同时通话、上网”。

这样的体验自然是理想的,但多年来却并未得到很好的实现,主要原因是其技术挑战性较高。

联发科专家提到,在技术发展初期,部分厂商也曾采用简单粗暴的方式,堆叠两套通讯硬件,自然而然就能实现双通道通讯。但随着手机对外观、尺寸、重量、厚度的要求越来越严格,这种方案必然会被淘汰。

为此联发科新款双通道提出了回归一套硬件的解决方案,尝试用软件架构来提供软件解决方案。这个有非常高的技术门槛,联发科也为此投入了大量的研发资源。

具体来说,我们可以把通讯过程想象成“在一条车道上行驶”,蓝色和黄色的汽车代表两张不同的SIM卡,原有的“双待”只能保证“单车道分时”,一旦其中一张SIM卡正在通话,该车道就会被同色的汽车占据。

全新双通技术通过软件架构上的技术突破,实现了双车道同时行驶,将原本应该只有一车道的单车道动态分割成两个双车道,而且这种通行是“全时”通行,而非一次性通行。当然,联发科也提供了分时双通方案,可以支持更多频段组合。

目前联发科已实现超过100种频段组合,同时支持SA、NSA、LTE等多种网络制式组合。

根据联发科的实际测试,在全新双通技术的支持下,当手机中一张卡用于通话,另一张卡用于上网时,在 5G 网络环境下,实际网速可达 ,延迟可低至 50ms,这样的延迟水平甚至可以满足电竞游戏的要求。

随着5G技术发展逐渐进入下半场,我们可以预见双通技术将在未来几年继续大幅提升用户体验,为5G双卡体验带来“质的改变”。这种注重用户实际体验的技术创新,能为用户带来比单纯比拼速度更好的体验。

2、Wi-Fi 7如何让“水流更快、水管更粗”?

在通讯领域,联发科此次还展示了其Wi-Fi 7技术。

从2007年的Wi-Fi 4到2013年的Wi-Fi 5,再到2019年的Wi-Fi 6,随着近年来各类智能硬件设备的快速发展,无线网络连接的需求也快速增长,Wi-Fi技术的迭代速度再度加快。

联发科预计2023年Wi-Fi 7设备将会大批量发布,2025年、2026年将会实现相对明显的增长。业界正在加速Wi-Fi 7的推广,因为Wi-Fi能够解决目前很多无线连接的痛点,带来更好的用户体验。

如果用一句话来概括联发科的Wi-Fi 7技术,那就是“水流更快,管子更粗”。

传输速度方面,搭载Wi-Fi 7技术的旗舰手机相比上一代Wi-Fi 6机型,数据吞吐量可实现2.7倍的提升。

此外在带宽方面,Wi-Fi 7有所开放,相比Wi-Fi 5、Wi-Fi 6分别有2倍、4倍的带宽扩容效果。

值得一提的是,Wi-Fi 7还有一项独有的技术“MLO(Multi-Link)”,可以让2.4GHz、5GHz或6GHz频段的通道叠加在一起同时使用,也就是链路聚合。这样一来,手机的峰值吞吐量会进一步提升。

根据目前的行业信息,联发科在Wi-Fi 7技术的研发和实现方面处于行业领先地位。

3.卫星通信与传感器技术的融合,使地下车库定位成为可能

最后,既然说到通讯技术,那么最近火爆的卫星通讯自然是绕不开的话题。其实早在华为、苹果发布支持卫星通讯技术的智能手机之前,联发科就已经在这个领域布局多年。

今年8月中旬,联发科宣布完成全球首个5G NTN卫星手机实验室连接测试,将智能手机接入5G非地面网络(NTN),通过卫星实现高速可靠的5G连接。

不过值得注意的是,相较于我们日常生活中很少用到的卫星通讯技术,联发科其实更关注我们“天天用”的技术痛点。

此次,联发科专家重点分享了在高精度导航技术上的突破。

它还依赖卫星定位技术,当用户在户外遇到一些遮挡物时,如何给用户提供更好的体验?

技术层面,联发科通过融合微机电传感器与 GNSS(全球导航卫星系统)技术,实现遮挡条件下的精准导航定位。联发科称之为 MPE(MEMS-)融合技术,利用手机上的加速度计、陀螺仪和磁力计传感器,辅以全球卫星导航系统和自研算法。

在大城市中,我们经常会遇到立交桥、城市办公大楼、地下车库等物体的遮挡,卫星很难穿透这些物体,而联发科的MPE技术可以针对这些弱信号场景。

加速度计和磁力计可以检测用户的移动方向和速度变化,陀螺仪可以检测姿态。这种模式就像一场“接力赛”,不同的系统模块在各自的专业领域发挥作用,最终让用户在跑步或驾驶时获得更精准、更高效的定位体验。

值得一提的是,根据官方数据,即使在卫星信号被完全遮挡的地下车库,未来采用联发科MPE技术的智能手机在进入地下场景后,也能维持60秒以上的定位。

可以看出,在高精度导航技术方面,联发科所做的前瞻性探索,为解决卫星定位导航领域的关键痛点提供了非常宝贵的思路,同时也为用户的日常导航体验实现了实际的提升。

结语:从量变到质变,重体验突破行业寒冬

我们可以看到,联发科的硬核技术创新既有量变,也有质变,量变是质变的必要条件,而质的体验提升才是最终目的。但不管怎样,对于技术创新的坚持,已经刻在了这家手机芯片巨头的DNA里。

同时我们也看到,联发科的技术创新真正以提升用户体验为中心,这在手机市场经历激烈“内卷化”的当下显得尤为可贵。

随着2022年进入下半年,联发科继天玑9000系列之后的新一代天玑旗舰芯片即将发布,网上传言或将命名为天玑9200。在前文提到的诸多黑科技加持下,这款重磅旗舰新品的表现让人期待。

如今,智能手机行业正面临前所未有的挑战,以联发科为代表的手机芯片玩家能否通过各项技术创新,带来全新的体验革新,或许能够突破现有手机体验的瓶颈,带领行业走出困境。

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