首款5G行动平台高通S855技术详解：2019年旗舰手机大跃进
▲采用7nm制程的Snapdragon 855行动平台，实际大小不到壹圆硬币大小。（图／记者洪圣壹摄，下同）
特约记者洪圣壹／美国夏威夷报导
5G时代来临，接下来的5G智慧型手机将拥有哪些让人期待的功能？在第二天的高通Snapdragon技术高峰会上，高通针对首款5G晶片-Snapdragon 855行动平台（以下简称：高通S855）做了深度说明，记者特别整理了相关资讯，提供给读者们参考。
十年磨一"G"，全新5G时代2019到来
高通技术资深副总裁Keith Kressin 回顾1980年以来，从1G到现在的4G，通讯技术每10年一个变革。其实根据摩尔定律，半导体产业同样也是每10年都会有一个大改变，毫无疑问的，接下来10年将进入5G时代。
高通宣布S855行动平台目前正向客户送样，预计于2019年上半年在商用终端出货，S855将带动新一代高阶旗舰级装置发展，并将全球推向新的十年，打造更加身历其境且高度连结的用户体验。
高通资深副总裁Alex Katouzian透露，相较于高通S845初期推出时有超过160间OED厂商推出的设备，2019年出货的S855行动平台不会比去年少，不过由于5G尚未普及，因此他预期到了2020年的时候，S855整体出货量将比2018年高出10倍的成长。
谈到S855的特色，Keith Kressin表示，接下来2019年进入5G时代，重点不是人跟人打电话，而是机器跟机器之间的学习，工业4.0的实现，功耗跟网路延迟降低改变了人类生活。此外，边缘计算、拍摄也越来越先进，手机可以有多颗镜头、提供ToF技术，人们可以使用语音助理进行远端操作等等，而高通在通讯跟计算有很深厚的基础，接下来S855将锁定在5G、AI、XR三个领域。
高通Snapdragon 855的重点在于硬体效能上提升、功耗降低，采用台积电 7 奈米制程、基于ARM Cortex的Kryo 485 CPU架构、搭载高通Adreno 640 GPU，相较前一代S845提升达45%的效能表现，影像处理效能提升20%，而且功耗相较前代降低20%。
另一个最大变化是全新的Hexagon 690晶片，Hexagon以前都是影像处理器角色，现在可以透过AI进行多用途的影像处理，借由这个第四代AI处理引擎，S855相较于S845效能提升3倍，整体AI处理性能是同样采用7nm制程的华为麒麟980的2倍。
全新的高通Spectra 380 影像讯号处理器在第四代AIE处理引擎当中，可以让手机进行4K HDR景深录影/直播、全新的HEIF照片拍摄、HEVC（H.265）影片拍摄。
从核心数的角度来看，高通S855 采用1+3+4的多核架构，最大时脉分别为2.84GHz + 2.42GHz + 1.80GHz，当中的X50 5G行动数据晶片与Qualcomm 60 GHz Wi-Fi 行动平台（802.11ay、802.11ad） 、Qualcomm Wi-Fi 6-ready行动平台（802.11ax-ready、802.11ac Wave 2、802.11a/b/g/n）、高通Aqstic音讯晶片（支援高通aptX、高通TrueWireless Stereo Plus）、指纹辨识、QC 4+ 快充、电源管理IC同样都是以外挂的方式独立主晶片（详见下图）。
另外，透过高通3D Sonic Sensor（超声波指纹辨识），可以支援现有最高安全层级的荧幕下指纹辨识。
全球首款可同时支援千兆等级的5G晶片
高通技术4G/5G产品副总裁Durga Malladi指出，S855迎来了数千兆等级的传输效能，全球运营商来自美国、欧洲各国、日本、韩国、中国大陆在5G商用化之后，任何频段都能够结合，透过Snapdragon X50平台，可支援Sub-6 GHZ及毫米波频段（mmWave）的5G连网。另外也支援毫米波频段，用户可期待与部分现有商用解决方案相比较，平均效能最高可快达20倍，借此迎合多人VR电竞、AR购物或即时视讯合作等体验。
由于S855的出货时间是2019年上半年，这个时间点，全球各地手机用户仍是以3G/4G行动通讯为主流，因此高通除了在5G 晶片当中加入5G/4G 双连接的切换机制，在晶片组内还有全新的X24 LTE晶片，该晶片采用7nm制程，搭配14nm的RF接收器，可以达成Cat20 LTE、7x载波聚合（三星Exynos 9810可达成8x载波聚合），获得更大的连接速率。
Durga Malladi表示，2019 年，全球会有超过20个运营商推出5G，在5G的时代，高通把很多重点放在连接速度的提升，并且要确保连线品质，即使是在人潮壅挤的地方，也要确保峰值速率，这除了高通，还有运营商、OEM厂商三者的配合，如此用户才能享受到畅快的 5G 行动体验。
极速的WiFi连线效率
此外，Snapdragon 855配有高通Wi-Fi 6-ready行动平台，可提供强大的新世代Wi-Fi效能，其中包括可高效服务更多装置的8x8 sounding（效能较4x4 sounding装置提升两倍），可节省最高达67%功耗的目标唤醒时间（Target Wakeup Time），以及最新的安全协定WPA3等进阶功能。Snapdragon 855更采用高通60GHz Wi-Fi行动平台，用以支援毫米波频段Wi-Fi．此业界首款支援802.11ay标准的无线网路晶片组可让Wi-Fi速度达到前所未有的10 Gbps，达到等同缆线传输的低延迟率。
Snapdragon 855还针对高通TrueWireless Stereo Plus技术进行强化支援，优化左/右耳低延迟差异，降低功耗以延长电池每次充电可支援的收听时间，因应耳机及听戴式装置市场对真正的无线设备日益增加的需求。
效能进展幅度史上最大的S855
Snapdragon 855设计旨在提供领导业界的效能与效率，采用高通基于Arm Cortex的Kryo 485 CPU，带来较前一代旗舰级平台提升达45%的效能表现。此外，此平台搭载的高通Adreno 640 GPU，影像处理速度较前一代提高达20%。透过支援Vulkan 1.1、高动态范围成像（HDR）及物理写实渲染（PBR）技术，使用Adreno图像技术的电玩体验让手机不用效能全开，也能达到影像写实的全新标准。
高通打了个比方，这个效能等于去年的S845加上2013年推出的S800效能综合，和其他7nm晶片相比较，S855开启通讯App、玩吃鸡游戏不但更快，还更省电。
高通解释，这是因为Kryo 485 CPU 加上Adreno 640 GPU 透过第四代AIE引擎的综合协作结果，让手机可以在开启App五分钟之后，仍然能保持效能使用的最佳甜蜜点。
更快、更聪明的「人工智慧」
高通产品管理总监Gary Brotman表示，现在的人工智慧已经可以帮忙检定心脏疾病，农民也可依赖AI来决定用药时间、数量，甚至有报告指出，在未来10年当中，AI将会为金融业带来10兆美元的商业规模。
为了迎合这项趋势，Gary Brotma用了一个「人脑」的模型，借此形容S855的AI是透过「各区域协作」的形式完成，强调：「不是像是某些厂商只要一个内核就解决。」
S855就是透过Andreno 640 GPU、Hexagon 690 DSP、Krro 640 CPU三者结合的第四代多核心高通人工智慧引擎（Qualcomm AI Engine），提供每秒超过7兆次（7 TOPs）的总运算能力，AI效能为前一代行动平台 S845 的 3 倍，相较于华为麒麟980的NPU运算来说，效能是他们的 2 倍。
全新的高通Hexagon 690处理器包含新设计的Hexagon Tensor Accelerator（HTA）及四个Hexagon Vector eXtensions（HVX），向量处理能力是S845的2倍，再加上四个纯量执行绪（scalar thread），并且首次提供专属且可程式化的AI张量加速器，这些都是专为运算神经网路需求而设计，现在透过Hexagon 690，就可以处理神经运算功能，极大层度提升AI效能。
另一方面，透过Adreno GPU硬体的强化，也将有效改善AI加速功能，其中包括增加50%的算术逻辑单元，并在全新Kryo 485 CPU中增加能进一步加速AI效能的新指令。
实际应用上，包括拍照、回音消除和噪音抑制、XR、资安防护、生物辨识都是在这个区块的主导下完成。应用范畴更广的还有优化网路精准度和神经网路级别，现在可支援装置内建的人工智慧语音、影像识别、摄影、电竞与XR用户体验，这包括Google Lans、Google AR Kits。
好比说透过开启Google Lans，现在不用等待，就可以轻松捕捉生活周遭讯息，不仅可以帮助购物、认识文字，还可以当做旅游导览。
第四代高通人工智慧引擎软体也针对高通神经处理软体开发工具（Software Development Kit）、Google的Android NN-API及Hexagon NN与高通Math Library进行多项加强。目前AI Speech、AnyVision、iFlytek、Elevoc与Nalbi等公司都加入开发行列。
在实际演示上，人们吵杂的环境下通话，就可以透过AIE引擎消除噪音，而且这个只要一个麦克风就能做到。而另一家厂商Nalni，透过开启相机，就可以尝试染剂，即时透过荧幕看到自己更换发色的样子。另外使用单一镜头在拍摄人像模式的时候，就可以轻松拍出浅景深。
另外商汤的Super AR、3D脸部识别工具，现在透过全新的S855平台，都能轻松做到更细腻、更快速的表现。还有一个让人印象深刻的「超级夜景拍摄」（Super Night），它是由ArcSofe开发，神奇的地方在于，当你在光线不足时拍下照片，启用这个工具，可以亮部避免过度曝光，借此让画面更清晰。
Gary Brotman再批华为的麒麟980所采用的封闭式AI 系统，说明那个做法是不正确的，S855 采用可编程、客制化，用开放的角度支持不同的创意，如此才能为用户的未来提供最佳体验，强调：「骁龙才是AI的巨人」。
高通技术资深产品经理 Judd Heape 指出，在过去，高通把相机拍摄技术放入智慧型手机，让终端就可以媲美单眼相机，现在手机已经有多框多模的拍摄能力，可以在低光源的环境下拍出好照片、透过4K HDR，广角、超广角、望远镜头可以拍出3X zoom，搭配XR的头戴式装置可以带来6自由度的沈浸式体验。
高通S855在拍摄效能上，主要着重的是第四代AIE处理，像是针对人像模式拍摄需求，高通的解决方案是透过高通Spectra 380 ISP拍出漂亮的照片，然后搭配Hexagon 690提供背景讯息，把这两个讯息放在一起，就可以做出很棒的背景虚化效果。
除此之外，高通S855还做了一相突破，整合多项硬体加速电脑视觉（CV）效能，让此全球首款CV-ISP搭载顶尖运算摄影及影像撷取功能，同时可节省高达4倍功耗。
CV-ISP包含以硬体层为基础的深度感测技术，让用户在拍摄4K HDR影片且画面更新率为60fps的同时，能够即时进行影像撷取、物件分类及物件分割。这意味着用户可即时拍摄影像，使用超过10亿色调并以4K HDR的解析度精准替换场景中特定物件或背景，记者进一步询问有关即时背景虚化问题，得到的答案是，不管是拍照片、影片还是直播，都可以即时处理人像浅景深，而这背后的 CV-ISP 也是首创。
此外，新款高通Spectra 380 ISP率先支援HDR10 +影片录制，可运用超过10亿种色调，而且 S855 相较于 S845 相比同样的用力之下，节约30% 的电力。另一方面，为了节省拍摄储存空间，S855首次支援HEIF档案格式编码，并为它添加了硬体加速功能，也就是消费者在拍照片时，可减少50%的档案储存大小，如此一来，又可以快速拍好照片、同样的储存空间又可以多拍很多照片。
电影品质的游戏
本身是夏威夷人的高通技术产品经理Leilani DeLeon指出，2019年行动游戏市场规模应该达到1.38亿美元，为了因应行动游戏的需求，高通推出Elite Gaming体验平台，这包括真HDR规格的影片调色（超过10亿种色彩）、10bit 色彩深度、Rex 2020输出电影级色调映射、高标准的物理渲染（PBR），并支援Vulkan 1.1 图型函式库，这意味着，在5G来临时，游戏会越来越沈浸，人们随时随地都可以享有电影等级的游戏品质。
Snapdragon 855的自定义算法可将掉帧率降低超过90％，即便是要求顶级规格配备的游戏也能顺畅运作。此外，在多人电竞时，也可改善延迟情形；用户可以透过选择Snapdragon 855平台中采用业界首款5G 的11ay 60GHz Wi-Fi技术；或以现行802.11 标准简单强化演算法来降低延迟。
音效方面，Snapdragon 855搭载全新的高通Qualcomm aptX Adaptive音讯编解码器，并支援高通TrueWireless Stereo Plus技术，aptX Adaptive主要功能在于提升音质、降低电竞和多媒体应用的延迟率。而后者则让真.无线蓝牙耳机有类似iPhone 跟 AirPods 那样一般的适配能力，同时带来无损音质。
手机充一次电就可以看更多电影
根据第三方统计，未来三年有超过7成的流量都会是来自手机影片。为此，高通首次在行动装置上支援HDR10+播放，支援杜比Visionm，支援120fps观赏，以提升影音体验。
针对功耗问题，新推出的硬体加速H.265和VP9解码可提高电力效率，让用户在看影片过程中，功耗比上一代节省7倍，手机充电一次能观赏更多电影。
沉浸式延展实境（XR）
高通技术产品经理Hiren Bhinde表示，去年采用S845的手机超过160台，但是游戏需求却越来越高，以中国大陆来说，2018年，中国玩家的总数就来到5亿8千600万人，基本上是美国人口的两倍，但是在5G到来，人们除了拿手机玩游戏、追剧之外，高通认为未来还有XR这个需求。
S855能提供8K解析度的3D立体虚拟实境(Ultra Sharp XR 影片)带来的沉浸式影片体验，除了已经提及的许多新功能外，这项特点让用户可享有最大自由度，可即时观赏、学习、播放及分享动态体验。
记者实际体验由高通跟ACER合作的头戴式装置，搭配AT&T的5G示范网路来观看跳水影片，整个串流相当流畅，感觉真的好像自己真的在现场一般，品质就好像接上电脑、连接网路线一般。
透过第四代高通S855人工智慧平台，可以在一个空间当中进行3D重建、享受沈浸式视觉娱乐，甚至在滑雪时可以即时可以知道自己的方向讯息，这时候5G、AI就可以发挥作用。
此外，在这个过程中，S855会善用Adreno 640 GPU，降低功耗20%，而且有更好的图形呈现，更强的物理渲染，可以看到更逼真的环境，在Elite Gaming的体验下，玩家将反应更快、更顺畅、而且享受更好的画质。
超声波指纹辨识
Snapdragon 855是首款支援高通全新3D Sonic Sensor的行动平台。3D Sonic Sensor是全球第一个支援商用超音波荧幕指纹辨识的技术，也是目前唯一能够穿越多种污点准确侦测指纹的解决方案。此外，这项技术协助装置维持时尚、顶尖的外型设计，同时兼具更高的安全性和准确性。
目前为止，三星、OnePlus已经表态，会于5G来临时，在第一时间推出5G手机，时间点或许将会落在 MWC 2019，而除了这两间厂商之外，包括 Sony mobile、hTC、OPPO、华硕、华为等厂商，也曾表态会在第一时间推出5G手机，可以期待的是，接下来的智慧型手机卖的不仅仅是「服务」，而是更深刻的体验，而这包括网速大跃进的5G连线能力、更强大的拍摄效能、更流畅的高品质游戏体验、更精致的显示效果、续航力也有所提升，还有更实用的 AI应用，冲着 2018 年的手机来说，光是效能提升至少 45%这点，就很值得期待。