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外媒报道,高通今年有许多大动作,发布了首款5G调制解调器,承诺把LTE网速提升至Gbps级别,最近与三星合作公布了业内首款10纳米工艺芯片。目前,消费者对手机要求越来越多,而非仅仅局限于更快地运行应用和游戏。

高通骁龙芯片

双镜头相机要求专用ISP(图像信号处理)硬件,独立或基于智能手机的虚拟现实,要求创新性的妥协,以减小尺寸。

过去两年,这些新要求已经改变了高通芯片设计方法。高通的目标是不仅仅满足智能手机需求,还要满足无人机和虚拟现实等应用的需求。

虽然骁龙835将是明年的旗舰芯片,高通还考虑将现有技术用于低处理能力的物联网设备、云计算和机器学习。

机器学习和异构计算

虽然机器学习技术的主流是云计算解决方案,但越来越多的机器学习解决方案移动设备上运行。这正是异构计算日趋重要的原因,自骁龙810芯片引入异构计算解决方案以来,高通在这方面取得了相当大进展。

高通的策略不仅仅是把负载分散到CPU和GPU上,也利用其Hexagon DSP和Spectra ISP完成部分任务。其理念是,通过选择最高效的组件完成任务,实现提升性能和降低能耗的目标。这将是高通未来策略的关键组成部分,尤其是在与机器学习结合改进提供给消费者的功能方面。

汽车、无人机、智能家居都将利用机器学习技术向消费者提供更强大功能,其中包括目标和语音识别,以及自动驾驶汽车。实际上,高通已经推出一款汽车专用骁龙820芯片——增强了机器学习和通信功能,虽然核心功能与智能手机芯片相似。

机器学习的其他应用范例包括通过脸部或语音识别提高设备安全性,拍照时软件可以确保对焦准确。目前只有约1%智能手机应用利用了机器学习技术,但市场研究公司IDC预计未来2-3年这一比例将上升至约50%。

高通机器学习产品线

当然,开发机器学习技术的并非只是高通和设备厂商,第三方开发商也可能有足够的好创意。为了推动骁龙设备上机器学习应用的开发,高通今年早些时候发布了Neural Processing Engine SDK——目前支持骁龙820系列处理器。该平台支持包括Caffe和CudaConvNet在内的常见深度学习框架。

双镜头技术,虹膜和脸部扫描,虚拟现实的需求越来越高,它们都要求智能手机运行越来越多的复杂计算算法。但是,手机受到能耗和发热量的严格限制,在运行这类应用时面临挑战。专门硬件和异构计算是克服手机这些问题的关键。

机器学习任务类型有许多,有的在CPU上能更高效地运行,有的在GPU上能高效地运行,也有的在DSP等专门硬件上能高效地运行。许多任务需要并行完成,因此,将负载分散到不同核心是向消费者提供这类功能的关键。

高通设想通过在芯片中整合更专业化的硬件模块,提高完成对计算能力要求较高任务的效率,估计效率将提升4-20倍。

高通的Hexagon DSP、Spectra ISP和众多传感器处理单元,使得它能为考虑应对这些新挑战的开发者提供经过优化的硬件。海思半导体的麒麟960芯片就集成有ISP硬件,专门完成图像处理任务。

增强/虚拟现实

机器学习和异构计算不仅仅只面向智能手机和汽车,它们还是高通虚拟现实产品愿景的重要部分。大量视觉和空间感知传感器,以及对3D图形处理的高要求、电能预算小于基于PC的产品,意味着移动虚拟/增强现实平台必须具有更高的能源和性能效率。

虽然增强现实和虚拟现实向用户提供完全不同的体验,但它们对软、硬件需求有许多相通之处,尤其是在传感器和图形处理方面,这些只是对现有智能手机技术的扩展。

根据使用场景,虚拟/增强现实头显中的相机数量可能达到4、8,甚至更多个,对于实现像焦点渲染等提升GPU效率的技术来说,眼睛追踪是关键。但是,这类技术要求更高的处理能力,通常融合在机器学习算法中。它们都被集成在专用硬件中,确保能在移动平台上高效地运行。

现在,利用专用元器件提供许多这些功能是可能的,图像处理器用于目标识别,专用DSP用于处理音频,微控制器处理传感器数据,独立CPU把整个系统融合在一起。虽然具有很高的灵活性,但与单芯片解决方案相比,这种方案成本更高,要求开发者付出更多努力。

最近数年,高通越来越专注于在一个芯片中提供完整的系统解决方案,例如骁龙系列芯片中就直接集成有ISP、DSP和传感器技术。这使得高通和设备厂商能优化硬件,尽可能高效地提供这类功能,各模块间的紧密整合也有利于提升峰值系统性能。

当然,在预测设备厂商需要的功能类型方面也存在风险和不足之处,但高通坚信,开发者更期望的是快速推出产品而非具有高度定制性的解决方案,尤其是在虚拟/增强现实等新兴技术领域。

5G是核心

高通5G技术

虽然高通以骁龙系列芯片闻名,但增强的连接性——尤其是5G,将成为未来许多连接体验的核心。增强的连接不仅仅适用于更高分辨率的视频内容,还适用于流媒体虚拟/增强现实体验,与云服务之间传输数据,甚至是与在路上行驶的车辆之间传输数据。

高通最近公布了X50 5G调制解调器,利用载波聚合技术提供至多5Gbps的下行速率。这是一种先进解决方案,可能用于未来数年的首批5G智能手机和解决方案。

5G不仅能向消费者提供速度更快的数据传输速率,还能连接数以百万计低能耗的小型物联网设备。高通面向这一市场推出了用于众多物联网设备的超低能耗手机调制解调器。它们支持包括智能建筑或电器在内的一系列产品,这些产品不需要很高的数据传输速率。

提前涉足5G,将使高通不仅仅在5G智能手机,还在众多联网产品方面获得先发优势。

物联网

高通面向物联网的产品不仅仅包括骁龙芯片,它还向开发者提供一系列WiFi、蓝牙和手机连接产品。

高通还与芯片厂商恩智浦达成价值470亿美元的收购交易。交易完成后,高通将获得包括从晶体管到ARM微控制器在内的一系列面向汽车和其他电子设备的集成电路技术。高通预测,到2020年,将有多达250亿台物联网设备连接到互联网上。

在物联网、手机和汽车领域,高通将提供集成解决方案,加快产品开发周期。这一点体现在高通推出越来越多的开发板方面。

高通将使其芯片处于新兴的消费和技术潮流前沿,但这也存在风险。物联网仍然没有成为主流,许多客户不认可虚拟现实的成本和好处——更不要说谷歌眼镜/' target='_blank'>谷歌眼镜等失败的增强现实项目,一种风险是,更简单和更专业化的芯片能在移动领域获得优势。

如果高通押对注了,增强现实、虚拟现实、物联网和智能汽车成为消费电子产品领域的新明星,它将远远领先于其他芯片厂商。
 

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