手机里的芯片到底有什么用?为什么大家都想要「更强」

老麦接到一个任务 , 要跟大家科普一下 , 手机芯片究竟如何决定智能手机的性能和体验?我研习了一堆资料之后发现 , 如果我直接科普这些技术名词 , 解析调制解调器、GPU、AI、ISP、CPU的原理和作用 , 估计大家早就看不下去了 。突然想起了我的老本行就是医学 , 对人体构造更加了解 , 那我就用人体结构类比的方式 , 来给大家讲讲芯片和智能手机之间的关系 。
芯片就是大脑+神经
【手机里的芯片到底有什么用?为什么大家都想要「更强」】可能在大部分人的认知当中 , 芯片一般代表的是CPU 。
因为传统的PC时代 , 电脑机箱有足够大的空间 , 每个模块都是独立分开的 , CPU、显卡、网卡各自安好 。但到了智能手机时代 , 一切功能都要被压缩到方寸之间 , 芯片也就发生了巨大变化 , 从单一处理器变成了片上系统SoC(SystemonChip) 。
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以骁龙8为例 , 旗舰移动SoC上除了有用于通用计算的CPU , 负责通用编程的GPU以外 , 也包含一些专用编程单元 , 比如DSP、AI引擎等等 , 还包括了更多信号处理单元 , 比如ISP图像信号处理器负责影像处理 , VPU视频处理单元、DPU显示处理单元、APU音频处理单元 。不仅如此 , SoC模块还在不断扩展延伸 , 容纳网络通信、充电管理等更多功能的运算和管理 。这种高度集成化 , 也带来了更快的数据流动和协调管理 。
如果将手机比喻成一个人的话 , 那芯片就是大脑和神经系统 , 负责收集和协调各个感应器的信息 , 整合运算 , 分析和响应 。一个人是否聪明干练 , 也越来越依靠整个SoC的能力提升 。否则 , 就算用上再多的摄像头和更大尺寸的传感器 , 都没有实际意义 。智能手机也早就过了堆外围硬件的时代 , 而是更侧重芯片整合和算法优化 。这里不得不承认 , 在安卓手机阵营中 , 高通一直主导了高端SoC的发展 , 接下来 , 我们继续用拟人类比的方式 , 看看骁龙8会带来哪些惊喜 。
给你一双更强的眼睛
有句老话说得好 , 眼睛是心灵的窗户 , 心灵够不够强大 , 首先看眼睛够不够明朗 。所以 , 今天的旗舰手机都在拼影像能力 , 因为它除了拍照记录 , 摄像头也是重要的信息入口 , 扫码扫描 , 甚至参与生物信息的识别 , 间接决定你的使用体验 。
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为了方便大家理解 , 我们继续以人眼的原理 , 来科普一下手机成像的过程 。外部镜头等于眼睛的角膜 , CMOS等于视网膜 , ISP图像信号处理器就是大脑里负责视觉信息处理的大脑皮层 , AI算法芯片就是处理细节的中区皮层 。他们之间的复杂协作 , 完成了我们看到的照片和视频 , 那如何提升“眼睛”的底层能力呢?需要从以下几个方面入手 。增加视神经 , 让看到的信息更多
骁龙8将ISP的数据捕获能力 , 从14-bit提升到18-bit , 可以理解为视网膜增强 。目前每秒成像32亿像素 , 实时处理90亿像素 , 单个摄像头捕捉1.08亿像素的画面 。这堆参数是啥概念呢?回到你的拍照体验上 , 就是拍照速度更快 , 捕捉运动物体更清晰 , 按下一次快门 , 就可以得到30张图片信息 , 为后期影像处理 , 留下足够的空间 。
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有了更多的信息量 , 就需要更多的算力 , 骁龙8系移动平台从之前的双ISP , 提升到骁龙8支持的三ISP 。有了18-Bit三ISP协同并发的能力基础 , 搭载骁龙8的手机就可以做出多主摄的融合摄影 , 也就是说你拍照的时候 , 不是只根据用户需求去切换主摄或广角镜头 , 而是自动调用不同镜头的优势 , 同时拍摄 , 同时优化 , 来提升照片的清晰度 , 画面细节 , 修复潜在的畸变、噪点等各种瑕疵 。比如上图采用荣耀手机拍摄的超广角照片 , 尽管室内光线非常不理想 , 照片也很清晰细腻 。提升算力 , 让分析合成更快