赛道Hyper | 透视天玑9200的底层技术逻辑

攻略高端有成,联发科却面临全新挑战。

智能手机市场进入存量阶段,除疫情和地缘冲突带给经济的不确定性影响导致的需求不振,产业缺乏创新也是关键影响因素。

幸好,刚刚出现了好消息。就创新来说,11月8日联发科技(MediaTek)发布的新旗舰5G移动芯片“天玑9200”出现久违的刷屏。

 之所以称这款芯片的出现是个好消息,是因为天玑9200在多个方面有近年少见的多项创新。尤为值得称道的,是天玑9200在能耗控制和性能之间取得的优异平衡,很可能会改变最近数年业界被高能耗旗舰芯片困扰而陷入的尴尬。

任何产品,性能表现都是结果。影响结果的,其实是研发公司在产品背后的策略思考。

天玑9200诸如首发量产台积电第二代4nm工艺制程、首款采用硬件光追技术量产旗舰芯片和新一代11核GPU Immortalis-G715等,其底层指导策略思考是什么?

所谓动机决定行为,而行为决定结果。是什么样的想法催生了天玑9200?联发科的创新演进方向又是什么?

站在天玑9000成功的肩膀上

“目前国内智能手机商库存已下降至约48天。与正常年份相比,现在库存还处于较高水平。但相对于高点,库存确实有所下滑。”一位供应链人士在11月10日告诉华尔街见闻,“一些旗舰机因为厂商之前控量,最近竟然缺货,说明市场出现了改善。”

再来看看业界上游巨头对当前智能手机市场的判断。

11月8日,联发科技总经理陈冠州对华尔街见闻表示,全球智能手机库存调整会在2023年进入新阶段。很可能从明年下半年开始,市场需求端会出现部分反弹。陈冠州说,“总体上,我们保持审慎乐观态度。”

值得注意的是陈冠州对全球智能手机市场出现反弹的时点推测,更多属于“个人希望”,而非确认判断。

联发科对需求出现反弹的时点,也没有给出明确信息。10月底,联发科曾在全球法说会上表示,“客户库存已有效去化,但终端需求依旧存有不确定性,2023年的市场仍‘具挑战性’”。

尽管预期仍不乐观,但联发科新的旗舰5G移动芯片“天玑9200”为最近数年创新匮乏的业界增添了一抹亮色,增加了推升智能手机高端市场的预期,而高端机市场受低迷大盘的影响较小。

11月10日,每日经济新闻联合中国移动和粉俱乐部和HCR慧辰,发布的2022年11月(第二期)智能手机消费趋势数据报告显示,用户对刚需产品——手机的购机预算较为充足,呈现出对高端机更加突出的接纳度。报告称,相较于上期调研,本期受访者们显露出对高端机更强烈的追捧。

IDC在10月28日发布的2022年第三季度中国智能手机市场统计报告显示,2022年第三季度,国内智能手机整体市场下滑明显,但高端市场(售价高于600美元)受影响较小,出货量占第三季度的22.4%,高于2021年同期。

尽管难以推断天玑9200能在多大程度上推升安卓旗旗舰机市场的需求,但对联发科而言,天玑9200成为继天玑9000之后,巩固并持续扩大其在高端市场份额的新利器,则更为肯定。

11月4日,Counterpoint Research发布报告显示,2022年第二季度,联发科在全球和中国智能手机芯片市占率持续领跑,双双坐上榜首宝座;陈冠州在11月8日也宣布,2022年上半年,联发科在全球智能手机市场份额排名中,以38%的占有率排名第一。

Counterpoint报告显示,在中国智能手机SoC市场,联发科市占率达42%,环同比分别提升1个百分点和2个百分点,比2020年同期实现翻倍;联发科全球市占率39%,环比提升3个百分点,同比下滑3个百分点,比2020年同期提升6个百分点。

同期,高通在中国SoC市场份额36%,环比提升2个百分点,同比提升5个百分点,比2020年同期提升9个百分点;高通全球市占率29%,环比下滑4个百分点,同比提升3个百分点,比2020年同期下滑2个百分点。

Counterpoint在报告中称,旗舰芯片天玑9000系列有力推动了联发科的增长故事。联发科不断推出天玑5G智能手机芯片新品,有助于该公司持续在全球智能手机的SoC市场保持竞争力。

影像“绝色”怎样炼成?

对于联发科取得的市占率优势,比如如何加以改善,能做到多少量,联发科制定的底层策略逻辑,用陈冠州的话说,就是“做到这些事的前提,是要能年复一年坚持研发出对C端用户有价值的技术。只有做到这一点,才是有用的技术”。

大部分C端消费者购买手机,不仅只是做参数或规格比较,而是手机带有的创新或成熟技术,到底可以改善多少寻常的手机使用体验。

技术不是为了展示参数的强悍,“创新技术的目的是研发出体验优秀的好手机,让消费者接受,甚至感动。”陈冠州对华尔街见闻说,“联发科的目标很简单,这一两年,从天玑9000到天玑9200,怎么尽可能做到满足不同客户的各种需求。” 

举个例子,比如拍照,苹果手机的拍照,在硬件上或许不是最强,但苹果能做到在不同的场景中,把硬件的某些性能全部激发出来,这种系统能力是联发科在技术上持续学习的目标和动力。

要激发既有硬件的全部性能潜力,前提就是这种硬件需有强悍的技术性能。有了这个基础,再通过系统能力,联发科去开通多种功能,最后便于下游智能手机商根据产品定位做有效取舍。

正是在这种思想的指导下,天玑9200的ISP(图像信号处理:Image Signal Processor)采用了联发科的Imagiq 890影像处理器。这是当下智能手机标准SoC关于影像性能的关键硬件模块之一。

Imagiq 890最高能支持8K模式下30PFS(每秒画面更新数量:Frame Per Second)或4K模式的60FPS的实时降噪插帧能力;更重要的这是首款支持原生硬件RGBW传感器,支持AI双轨抓拍(预览流和拍摄流同时进行)和电影模式,相比传统RGB传感器,在弱光拍摄时能提升30%亮度和20%细致度。

在天玑9200发布前,智能手机SoC标准旗舰移动芯片不支持RGBW。因此,国内智能手机商为达成优异的影像体验,就外挂自研ISP影像芯片。

通过外挂ISP,智能手机能提升AI算力,达成对RGBW的支持,以实现在HDR或暗光环境下拍摄,可获得更明亮、锐利、细节更丰富的照片和视频。比如最近刚刚发布的vivo自研ISP芯片V2,就是这种外挂设备。

但如果有了天玑9200,对于绝大多数智能高端旗舰机,即使没有外挂ISP,也能轻易拍出高画质照片。

这样的效果,除了在硬件层面支持RGBW ISP,还与天玑9200搭载的第六代AI APU(加速处理器:Accelerated Processing Units)有关。这一代的AI APU,性能较前代提升35%,而其采用的浮点叠加整数混合的运算方式,在特定模型上的性能最高提升98%,高能效架构还可降低15%的功耗。

这两者(RGBW ISP+ AI APU)叠加后,致使天玑9200支持的智能图像语意技术,能分析出每一帧的环境色彩、物体构造和动作,对每个部分做不同的算法适配、分层标签和调校色彩,进而提升整体图像质量。

对于SoC芯片系统能力在超强硬件影像技术性能上的追求,只是联发科追求“有价值的技术”的一个方面。陈冠州说,“如何把所有技术与消费者的使用体验联系起来,我们会把这件事当作科技往前推进过程中的一个重要参照标准。”

游戏:首发硬件光追技术

当前,智能手机的应用大类,除了影像,越来越多的迹象表明,通过智能手机玩游戏,正在快速成为智能手机的应用潮流。

从2016年开始,手机游戏(简称手游)市场收入首次超过端游(在PC上通过下载客户端进行的网络游戏)。此后到2021年,手机游戏随着移动互联网的发展迅速崛起。2021年,移动游戏市场用户人数达6.56亿人,实际销售收入为2255.38亿元,在整体市场营收中占比高达76.06%(数据来源:中国音数协游戏工委发布的《2021中国游戏产业报告》)。

在这种背景下,华尔街见闻发现,相比于影像能力,天玑9200具备的游戏应用技术能力更强悍。虽然陈冠州表示,联发科旗舰5G芯片在智能手机层面的技术应用,主要还是确立标准优异性能,为下游手机终端厂商做产品定位的功能取舍提供选择。

“如果有些客户比较重视拍照功能,那我们从系统能力上,在重要的场景可同时开很多(相关)功能。”陈冠州说,“有些客户想用天玑9200做游戏,我们也会通过各种调配和调试,把(芯片)有关支持游戏性能的指标做得更好,比如控制功耗,做好散热。”

在支持游戏性能放,天玑9200最大的技术亮点是GPU(图形处理器:Graphics Processing Unit)。

天玑9200采用了ARM最新的Immortalis-G715硬件光线追踪GPU(今年6月29日发布)。作为ARM新一代旗舰产品,Immortalis-G715拥有11个图形计算核心,性能较上代提升32%,功耗更是大幅降低41%。

Immortalis-G715的光线追踪单元仅占Shader Core面积的4%,但通过硬件加速实现了超过300%的性能提升。所谓Shader Core,即GPU的核心部分,是执行Shader代码的器件。

在天玑9200配置的Immortalis-G715 GPU上,联发科创新性地支持了移动端的硬件光线追踪和可变速率渲染技术,故其图形性能极为优异,能大幅提升游戏体验。就这一点而言,这可以说是天玑最强GPU,也是当前GPU性能跑分的第一名。

从体验上看,搭载天玑9200的智能手机在玩游戏时,会看到画面的阴影细节、镜面反射和光线折射等视觉效果,这些光影效果甚至能和PC平台一较长短。此前,游戏玩家只能在PC端借助高端显卡获得此等体验,但有了天玑9200,玩家通过安卓智能手机,也能体验同样的“光追”乐趣。

对移动游戏体验来说,渲染方式也至为重要。天玑9200支持的VRS(可变分辨率渲染:Variable Rate Shading)技术,此前普遍用于PC平台和高级游戏机。这项技术能将游戏画面分割成多个区域,并根据不同的视觉注重效果分别做渲染,从而降低GPU负载,提升游戏帧率。

此外,天玑9200采用的联发科HyperEngine 6.0游戏引擎,能实现像素级实时拖影消除,通过加速像素显示以消除拖影,逐帧改善画质,使游戏画面显示清晰干净利落。

事实上,作为高科技公司,追求产品具备优异的技术不是全部。陈冠州对华尔街见闻说,“更重要的是联发科能不能变成一家最懂使用者的科技公司。科技不是冷冰冰的关在实验室里做开发和测试,到最后,科技要能去改变普罗大众日常生活。

走向持续成功有何挑战?

从技术、体验和市场反应角度看,天玑9200很可能会延续此前天玑9000的成功而大受欢迎。但就未来发展的视角观察,对联发科的持续挑战可能才刚刚开始。

11月8日,联发科技副总经理暨无线通信事业部总经理徐敬全对华尔街见闻说,“对联发科来说,从产品定义开始,就有巨大挑战。因为我们从没进过旗舰领域,没有谁会告诉我们,‘联发科,你们这样做就会成功’;我们不知道自己定义的产品到底是不是客户最需要的,有没有什么东西做多了或做少了,或做得不够到位,或做错了方向。这是巨大挑战。”

面对这种难度等级的挑战,联发科采用了“和客户一起掌握把控技术方向”的策略

华尔街见闻注意到,在11月8日联发科发布天玑9200现场,国内智能手机巨头几乎全部参与;而在11月10日vivo举行的“双芯技术沟通会”上,陈冠州也出现在现场。这说明,从天玑9000开始,联发科与下游手机商的良性沟通机制,已得到确立。

“天玑9000取得了出人意料的成功,这是从好的方面讲;反之,所谓出人意料,也就是出其不意。这就是说,一开始(天玑9000)或许不被看好,这时与客户沟通就特别关键。”陈冠州说,“人家凭什么相信我们能实现旗舰级芯片应有的技术能力,怎么让他们建立对我们的信心?”

通过天玑9000的市场表现和在此期间所做的沟通,陈冠州承认,“到了现在,我认为客户对我们信任的基础,基于天玑9000,已完全不同了。”

所有的RD(研发:Research and Development)开发或产品开发都会遇到风险。面对这种风险,基于通过天玑9000建立的信任基础,陈冠州说,“我们要跟客户一起去掌握把控这些技术(方向)。前沿技术会在开发过程中遇到困难,如何做创新和做困难克服,怎么跟客户一起解决?这是我们采取的对策。”

如果说联发科因为首次进入旗舰领域而面临巨大挑战,那么摩尔定律失效更加重了联发科面对的挑战难度。

陈冠州说,“所谓的先进制程的挑战越来越大,包括性能表现能不能做得那么好,成本能不能做到那么低,这是未来数年会遇到的挑战。”

对于这项挑战,联发科的办法是持续提升硬件开发平台(SoC移动平台)的性能,尽可能做到高性能,但同时坚持“低功耗”底线。

陈冠州说,“在日常生活中使用(SoC移动平台)的重要场景,怎么做能压低功耗,这是我们在规划所有的技术、所有的制程和所有的应用时,必须要坚持的底线。我们不会为了追求高性能而放弃低功耗这件事。

“简单讲,应用的突破,必须要提供好的硬件开发平台。”徐敬全说,“只有做到低功耗,那么才能更好地研究高性能的创新探索。否则,就等于形成了对应用向前发展的天花板,还谈何突破?”

关于下游手机商和联发科各自在技术、产业和消费者洞察等方面的优势,陈冠州说,“客户还是比我们(更)懂(C端用户),我们怎么去理解客户的声音?我们对技术的掌握度相对更强,我们对半导体变化的趋势也更清楚。那么问题就简单了,要把对的/有价值的技术和应用挑出来,去做最好的融合。这是未来数年,我们最重要的、要做好的事情。”

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