谷歌下一代手機芯片曝光！

1年前

谷歌下一代手機芯片曝光！

來源：內容由半導體行業觀察（ID：icbank）編譯自androidauthority，謝謝。

兩年前，谷歌推出了 Tensor——其首款用於智能手機的定制 SoC。得益於與三星半導體部門的長期合作關系及其自身的工程人才，我們現在正在开發第二代獨特的 Tensor 芯片，最新的一款爲 Pixel 7 系列提供動力。盡管該項目因缺乏支持 AI 智能的絕對頂級性能而受到一些批評，但無可爭議的是最近 Pixel 模型的成功。

Tensor 讓谷歌得以自由地利用其 AI 專業知識並構建原本不可能實現的全新體驗，這些體驗已成爲 Pixel 身份的核心。感謝谷歌內部的消息來源，我們對即將推出的谷歌 Pixel 8系列手機以及爲其提供動力的 SoC—— Tensor G3（代號 zuma）有了很多了解。讓我們开始吧。

Tensor G3 擁有更現代的 CPU

就 CPU 性能而言，Tensor G2是一個相當平淡的芯片組。在發布時，所有核心都已經落後於競爭對手兩代。第一代芯片的唯一真正變化是從相當陳舊的 Cortex-A76 內核升級到更合適的 Cortex-A78。該芯片保留了不尋常的 4+2+2 核心布局，而大多數其他芯片供應商使用 4+3+1 布局和單個大核心。

借助 Tensor G3，谷歌終於在芯片中加入了更多最新內核。整個 CPU 塊已重新設計爲使用 2022 個 ARMv9 內核。核心布局也進行了修改——不尋常的 4+2+2 設置不見了，取而代之的是谷歌……一個更奇怪的設置？

Tensor G3 將配備九個 CPU 內核——四個小的 Cortex-A510、四個 Cortex-A715 和一個Cortex-X3，同時與前幾代相比提高了頻率。這應該會帶來相當大的性能提升，並應使 Tensor G3 的性能與其他 2022 年旗艦 SoC 的性能相匹配（盡管它將落後於使用新發布的ARMv9.2 內核的芯片）。我們必須看看 Pixel 8 的冷卻解決方案是否可以在全功率運行時處理所有這些大內核。

遷移到 ARMv9 還允許 Google 實施新的安全技術。Pixel 8 將採用 Arm 的內存標記擴展 (MTE)，可以防止一些基於內存的攻擊。其他手機已經在硬件上支持 MTE，但尚未在 Android 中啓用。Pixel 8 引導加載程序似乎是第一個實現此接口的。

當然，ARMv9 的主要變化是切換到僅 64 位代碼執行。雖然 Pixel 7 系列等 Tensor G2 設備已經放棄了對傳統 32 位應用程序的支持，但它們保留了板載 32 位庫（除了支持 32 位的內核之外）。Pixel 8 正在改變這種情況；這款手機將只附帶 64 位二進制文件。但是，Cortex-A510 內核是否配置了 AArch32 支持尚不清楚。無論哪種方式，Pixel 8 都將爲用戶提供僅 64 位的體驗。

板載光线追蹤圖形

圖形一直是谷歌 Tensor 系列的重點，即使最新的 Tensor G2 沒有達到性能基准。原始 Tensor 絕對龐大的 20 核 Mali-G78 配置（最多 24 個核）優於高通的 Snapdragon 888 和三星的 Exynos 2100，但很快被更新的型號擊敗。盡管如此，強大的圖形對於在 GPU 上比谷歌的 TPU 運行效率更高的神經網絡應用程序還是很有用的。

盡管谷歌轉向更新的Mali-G710，但Tensor G2 基准測試顯示七核設置僅提供更好的可持續性能，而不是任何有形的圖形性能提升。Pixel 8 中的 Tensor G3 將通過對Arm Mali-G715 的可預測升級來糾正這一問題。

雖然我的消息來源無法提供確切的核心數量，但我獲得的各種硬件配置詳細信息表明採用了 MP10（十核）設置。這將使 GPU 成爲 G715 的“Immortalis”變體，具有光线追蹤功能。

首款採用 AV1 編碼的智能手機芯片

第一代谷歌張量爲其視頻加速器採用了混合架構；它使用了通用的三星多功能編解碼器 (MFC) IP 塊，與 Exynos 芯片相同，但明確取消了對 AV1 的支持。這就是谷歌定制的“BigOcean”硬件視頻解碼器塊的用武之地。“BigOcean”支持高達 4K60 AV1 視頻解碼。Tensor G2 基本保持硬件塊不變，保留相同的解碼能力。

Tensor G3終於升級了視頻塊。首先，MFC 塊現在支持 H.264 和 HEVC 中的 8K30 視頻解碼/編碼（其他配置保持不變）。需要注意的是，截至目前，用於測試 Pixel 8 系列的特殊內部版本的 Google Camera 不支持錄制 8K 視頻，而且在我看來，它不太可能永遠支持。在錄制 4K 時，Pixels 已經在與熱量作鬥爭，更不用說它會以多快的速度填滿存儲空間。

然而，更重要的是，谷歌本土的“BigOcean”塊現在已經演變成“BigWave”。雖然其視頻解碼功能保持不變（最高 4K60 AV1 視頻），但該塊現在支持最高 4K30 的 AV1 編碼。這使谷歌成爲第一個在移動設備中搭載 AV1 編碼器的智能手機品牌。看看它是如何被利用的將會很有趣，因爲 30fps 的限制對於視頻錄制來說並不理想。

用於 AI 智能的改進型 TPU

Tensor 的主要焦點無疑是 AI。在將其 edgeTPU 服務器 ML 加速器提煉爲 Pixel 4 的 Pixel Neural Core 之後，谷歌的第一代 Tensor 配備了代號爲“Abrolhos”的內置 TPU，運行頻率爲 1.0GHz。它提供了出色的性能，尤其是在自然語言處理 (NLP) 任務中。

Tensor G2 將 TPU 升級爲代號“Janeiro”，仍以 1.0GHz 運行。谷歌聲稱它在相機和語音任務中比原始芯片快 60%。不出所料，Tensor G3 包含一個新版本的 TPU——代號爲“Rio”，運行頻率爲 1.1GHz。雖然我目前沒有關於其性能的任何具體數據，但“Rio”應該仍然是一個相當大的升級。

Pixel 8 的其他 Tensor G3 改進

GXP 卸載更多處理

Tensor G2 引入了一個討論不多的新元素——谷歌定制的“Aurora”數字信號處理器 (DSP)，也稱爲 GXP。DSP 是用於圖像處理等任務的專用處理器，這正是 Google 使用它的方式。GXP 在許多常見的圖像處理步驟中取代了 GPU，例如去模糊和局部色調映射（它做的不止這些，但細節很少，而且它超出了本文的範圍）。這使得這些常見操作更快、更高效。

Tensor G2 配備第一代 GXP（代號“amalthea”），採用 4 核配置，每個內核具有 512KB 緊耦合內存，所有運行頻率均爲 975MHz。Tensor G3 擁有全新的第二代 GXP（代號“callisto”），採用類似的 4 核、512KB/核配置，適度提升了 1065MHz 的頻率。

更快的 UFS 內存

Tensor G3 包含三星新版 UFS 控制器，現在支持UFS 4.0存儲。UFS 4.0是UFS 3.1的重大升級，理論速度翻倍，效率提升高達50%。

其他旗艦智能手機，如三星 Galaxy S23 Ultra，已經配備了 UFS4.0 存儲。這款升級後的控制器將使 Google Pixel 8 趕上並縮小差距。

沒有重大的調制解調器升級

原始 Tensor 的主要缺點之一是其弱三星 Exynos 調制解調器 5123 調制解調器。它在性能和支持的標准方面落後於其他供應商，並且存在嚴重的功耗和散熱問題。更不用說最初的穩定性問題了，盡管這些問題已經通過軟件更新大大減少了。

Tensor G2 改用 Exynos Modem 5300，帶來了性能和效率的提升，但在很大程度上並沒有解決散熱和功耗問題。據傳聞，Tensor G3 仍將使用相同的調制解調器，盡管它的變體略有不同。

Tensor G3 將爲 Google Pixel 8 提供動力