電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/周凱揚(yáng)）隨著2023年步入尾聲，無(wú)論是蘋(píng)果還是高通，都已經(jīng)推出了新一代的旗艦手機(jī)SoC，這也昭示著安卓與iOS陣營(yíng)手機(jī)性能的又一次年末大比。然而，對(duì)比過(guò)去拼通用計(jì)算性能和通用圖形計(jì)算性能的局面，今年兩大廠商都已經(jīng)開(kāi)始卷向其他的計(jì)算負(fù)載，比如光追、超分這樣的特殊GPU負(fù)載，以及終于被積極調(diào)動(dòng)算力的NPU單元。我們就從CPU，GPU和NPU三個(gè)手機(jī)SoC主力計(jì)算單元來(lái)分析蘋(píng)果A17 Pro和高通驍龍8Gen3在設(shè)計(jì)上新一輪迭代。

CPU，單核多核性能各有千秋

A17 Pro和驍龍8Gen3分別是基于臺(tái)積電3nm和4nm工藝打造的芯片，在最先進(jìn)的半導(dǎo)體工藝下，CPU上的提升尤其引人注目，尤其是蘋(píng)果的A17 Pro還是首發(fā)3nm的芯片。然而在各路實(shí)機(jī)測(cè)試的表現(xiàn)中，兩者的成績(jī)卻是各有勝負(fù)。

A17 Pro雖說(shuō)用上了最先進(jìn)的3nm工藝，且對(duì)微架構(gòu)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，最大主頻從A16時(shí)期的3.46GHz大幅提升至3.78GHz，但A17 Pro依然保持了6核（2性能核+4能效核）的配置，即便是在蘋(píng)果自己給出的性能指標(biāo)中，相較上一代也只有10%的性能提升。

而高通的驍龍8Gen3 Kyro CPU，通過(guò)升級(jí)大核為Cortex-X4、升級(jí)中核為Cortex-A720、升級(jí)小核為Cortex-A520，并將一個(gè)額外的能效核轉(zhuǎn)換成了性能核，從上一代的1：4：3配置，換成了1：5：2配置。正是因?yàn)樵谌绱思みM(jìn)的設(shè)計(jì)改動(dòng)下，8Gen3的CPU實(shí)現(xiàn)了30%的性能提升，20%的能效提升。

主流手機(jī)SoC CPU的Geekbench 6測(cè)試 / androidauthority

然而在Geekbench 6的測(cè)試中，我們還是能看到一些有意思的對(duì)比。根據(jù)androidauthority對(duì)iPhone15 Pro和驍龍8Gen3參考機(jī)的測(cè)試可以看出，在單核性能上，A17 Pro還是領(lǐng)先一大截的，而在多核性能上，驍龍8Gen3終于實(shí)現(xiàn)了反超。這不免讓人期待起未來(lái)Snapdragon X Elite的CPU架構(gòu)下放到手機(jī)SoC后，高通CPU的單核性能會(huì)有怎樣的提升。

GPU，光追和超分辨率技術(shù)

至于GPU性能的對(duì)比，結(jié)果與上一代似乎并沒(méi)有太大不同，在3D Mark的測(cè)試中，A17 Pro的GPU全方位落后于驍龍8Gen3。根據(jù)蘋(píng)果的說(shuō)法，他們對(duì)這一代GPU進(jìn)行了歷史上最大的一次重新設(shè)計(jì)，但從這個(gè)結(jié)果來(lái)看，重新設(shè)計(jì)的方向應(yīng)該主要放在了硬件光追和超分技術(shù)上，其相比前代提升的20%GPU性能還是無(wú)法與驍龍8Gen3相提并論。

主流手機(jī)SoC GPU的3DMark測(cè)試 / androidauthority

今年的手機(jī)SoC設(shè)計(jì)中，硬件光追已經(jīng)成了標(biāo)配。蘋(píng)果稱其GPU加入的硬件光追相較基于軟件的光追，速度提升了4倍，更適合用于沉浸式AR應(yīng)用和游戲體驗(yàn)。不過(guò)相較從上一代驍龍8Gen2就開(kāi)始布局硬件光追的高通來(lái)說(shuō)，蘋(píng)果在硬件光追上的性能水平還是有所不及。從上面的3DMark光追測(cè)試成績(jī)可以看出，8Gen3的硬件光追加速性能要高出A17 Pro一大截。

高通在硬件光追的開(kāi)發(fā)上也領(lǐng)先于蘋(píng)果，相比去年8Gen2僅有實(shí)時(shí)光追支持，今年的驍龍8Gen3還加入了對(duì)虛幻5引擎Lumen全局光照和反射系統(tǒng)的支持，可以實(shí)現(xiàn)比普通硬件光追更好的光線表現(xiàn)效果。

除了硬件光追以外，無(wú)論是高通還是蘋(píng)果，都在這一代GPU的設(shè)計(jì)中加入了超分辨率的技術(shù)，比如蘋(píng)果的MetalFX和高通的Snapdragon Game Super Resolution（GSR）。為了運(yùn)行性能要求更高的3A游戲大作，僅僅靠堆高GPU性能是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，受限于智能手機(jī)的散熱結(jié)構(gòu)，我們需要英偉達(dá)DLSS或AMD的FSR這類超分辨率技術(shù)進(jìn)一步降低配置要求和功耗。

去年的WWDC 2022上，蘋(píng)果正式宣布了MetalFX這一超分技術(shù)，利用相對(duì)較低分辨率的圖像輸出更高的分辨率，從而減少渲染負(fù)載，提高應(yīng)用或游戲體驗(yàn)。不過(guò)屆時(shí)該技術(shù)主要是為M2系列的處理器開(kāi)發(fā)的，而如今蘋(píng)果已經(jīng)打算將這一技術(shù)引入手機(jī)GPU。

手機(jī)超分技術(shù)對(duì)比 / 高通

而高通則在今年推出了GSR這一超分技術(shù)，高通宣稱可以提供10bit HDR 144FPS的游戲性能體驗(yàn)。從上述超分技術(shù)對(duì)比中可以看出，GSR最高可以實(shí)現(xiàn)兩倍的超分。高通還表示，雖然GSR技術(shù)兼容大部分GPU，但只有在驍龍硬件平臺(tái)上才能發(fā)揮出最大性能。

不過(guò)在實(shí)現(xiàn)方式上，蘋(píng)果的MetalFX和高通的GSR還是有一些區(qū)別的。高通的GSR是一項(xiàng)單通空域超分辨率技術(shù)，與AMD開(kāi)源的FSR 1.0實(shí)現(xiàn)方式一樣。而蘋(píng)果的MetalFX，則給到了開(kāi)發(fā)者選擇，既可以采用空域超分辨率技術(shù)，也可以使用FSR 2.0一樣的時(shí)域抗鋸齒超分辨率技術(shù)。

不過(guò)，高通選擇這一技術(shù)路線不是沒(méi)有原因的，首先空域超分更容易達(dá)到較好的性能和圖像質(zhì)量表現(xiàn)，比過(guò)去的插值超分在邊緣細(xì)節(jié)上更有優(yōu)勢(shì)。而時(shí)域超分雖說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)更好的圖像質(zhì)量，但其所需的數(shù)據(jù)輸入在手機(jī)圖形的渲染管線卻不常見(jiàn)，只有一部分PC游戲移植到手機(jī)上更適合這一方案。

這點(diǎn)從蘋(píng)果MetaFX的開(kāi)發(fā)文檔中也可以看出，如果只選擇空域超分的話，開(kāi)發(fā)者只需要輸入像素色彩，而選擇時(shí)域超分則需要提供像素色彩、深度和動(dòng)態(tài)信息，這對(duì)游戲開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，就需要在渲染管線上花更多的工夫。所以高通的GSR和蘋(píng)果MetaFX中的空域超分更容易適配，相信未來(lái)即將支持超分的一大批游戲都會(huì)選擇這一方案。

NPU，設(shè)備端生成式AI

自今年生成式AI成為熱門(mén)應(yīng)用后，手機(jī)SoC廠商以及大模型應(yīng)用開(kāi)發(fā)者們均看到了手機(jī)AI計(jì)算單元NPU的另一大功用。尤其是在高通驍龍8Gen 3的產(chǎn)品詳情中，高通著重介紹了這一芯片平臺(tái)在生成式AI上的優(yōu)勢(shì)。

驍龍8Gen 3的Hexagon NPU相較上一代有了質(zhì)的提升，性能提升高達(dá)98%，能效比提升高達(dá)40%。這也是高通首度在NPU中加入支持多模態(tài)生成式AI模型的AI引擎，該引擎支持LLM（大語(yǔ)言模型）、LVM（語(yǔ)言視覺(jué)模型）和ASR（自動(dòng)語(yǔ)音識(shí)別）模型，端側(cè)最大支持100億參數(shù)的模型。

在LLM上，以Meta 70億參數(shù)的Llama 2模型為例，驍龍8Gen 3支持到20token每秒的表現(xiàn)。同時(shí)NPU也進(jìn)一步提高了Sensing Hub各大傳感器調(diào)用用戶數(shù)據(jù)的能力，比如同時(shí)支持兩個(gè)始終感應(yīng)的攝像頭等。

蘋(píng)果今年似乎并沒(méi)有著重強(qiáng)調(diào)A17 Pro的神經(jīng)引擎，除了35TOPS的計(jì)算性能。不過(guò)從M2和M3系列的神經(jīng)引擎配置來(lái)看，蘋(píng)果或許對(duì)于A17 Pro這一智能手機(jī)SoC的AI性能有更多的準(zhǔn)備。要知道，同為16核的神經(jīng)引擎，去年的A16和M2芯片其AI算力只有17 TOPS，哪怕是剛公布的M3系列芯片，其AI算力都只有18TOPS。

寫(xiě)在最后

至此，我們看到了高通和蘋(píng)果兩家廠商對(duì)于AI計(jì)算的重視，只不過(guò)兩者的側(cè)重點(diǎn)略有不同。比如目前蘋(píng)果目前更注重于打造“直覺(jué)式AI”，著重加強(qiáng)設(shè)備端系統(tǒng)級(jí)AI和多媒體AI的表現(xiàn)，比如輸入法自動(dòng)更正、個(gè)人語(yǔ)音、拍照人像模式、第三方app中的圖片降噪/超分等。而高通已經(jīng)開(kāi)始擁抱生成式AI，尤其是智能語(yǔ)音助手的AI性能，也給到了第三方AI應(yīng)用開(kāi)發(fā)者更自由的硬件資源調(diào)用。

然而無(wú)論是從紙面參數(shù)，還是從各大性能測(cè)試得出的結(jié)果可知，安卓旗艦SoC與蘋(píng)果SoC的性能代差已經(jīng)完全消除了，甚至前者在GPU性能上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了反超。由此也可以看出，半導(dǎo)體工藝提升帶來(lái)的性能收益已經(jīng)在縮小，反而是芯片微架構(gòu)和核心配置決定了最終的手機(jī)SoC性能。