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作者?|?不可說
出品?|?汽車電子與軟件
“窺見汽車的未來”：2024年驍龍峰會
在智能座艙技術(shù)快速發(fā)展的當(dāng)下，高通的第三代驍龍數(shù)字座艙平臺旗艦版芯片SA8155與更新一代的第四代驍龍數(shù)字座艙平臺旗艦版芯片SA8295，憑借其先進(jìn)的技術(shù)與穩(wěn)定的表現(xiàn)，占據(jù)了市場的領(lǐng)先地位。特別是SA8155，作為上一代旗艦，憑借其成熟的技術(shù)與廣泛的應(yīng)用案例，在2023年于中國市場的智能座艙域控芯片出貨量中占據(jù)了顯著份額，全年出貨量超過226萬套，滲透率高達(dá)59.2%，彰顯了其在市場中的強(qiáng)大影響力。
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? ?與此同時，隨著技術(shù)的迭代升級，SA8295作為高通的旗艦產(chǎn)品，已經(jīng)成為市場的新寵。近年來，包括極越01、全新奔馳E級、理L7/L8/L9/MEGA、小鵬X9、極氪007/全新極氪001、小米SU7以及零跑C16在內(nèi)的多家知名汽車品牌的熱門旗艦新車紛紛選擇搭載SA8295。隨著SA8295出貨量的快速增長，它已成為高通在智能座艙領(lǐng)域持續(xù)發(fā)展的重要支柱。
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本文著重解析、對比下這兩系列芯片的架構(gòu)。
SA8155P是一款集成的、面向汽車智能座艙平臺的芯片，19年推出，21年開始陸續(xù)在汽車上搭載。
它是一款采用7納米工藝的SoC，專為汽車應(yīng)用而設(shè)計，內(nèi)置了定制的硬件模塊。
SA8155P架構(gòu)
該SoC的CPU方面采用了高通定制的基于ARMv8架構(gòu)的第四代Qualcomm Kryo 485 CPU，八顆，由一個性能強(qiáng)大的核心和七個能效核心組成（包括1個Gold Prime核心、3個Gold核心和4個Silver核心）。這些核心可以根據(jù)任務(wù)的需求自動切換，以提供最佳的性能和能效平衡。整體計算能力達(dá)到105K DMIPS。? ?
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一個性能核心為：Gold Prime Core（基于ARM Cortex-A76架構(gòu)），最高頻率可達(dá)2.419GHz，作為性能最為強(qiáng)大的核心，它能夠在需要高性能的任務(wù)中提供強(qiáng)大的計算能力。
七個能效核心中有三個Gold Cores，每個核心的最高頻率可達(dá)2.131GHz，它們協(xié)同Gold Prime Core工作，進(jìn)一步提升整體性能。還有四個Silver Cores（基于ARM Cortex-A55架構(gòu)），每個核心的最高頻率可達(dá)1.785GHz，它們主要負(fù)責(zé)處理對性能要求不高的任務(wù)，以降低功耗。
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Kryo 485采用先進(jìn)省電技術(shù)的7納米鰭式場效應(yīng)晶體管，代表了這款CPU的先進(jìn)制程和優(yōu)秀的能耗。該SOC具有虛擬化功能，可以支持多個操作系統(tǒng)或應(yīng)用在同一硬件平臺上并行運行，同時確保它們之間的隔離性和安全性。
Kryo 485的緩存配置為384KB的一級指令/數(shù)據(jù)緩存（L1 I/D）+1.875MB的二級緩存（L2）+2MB的三級緩存（L3）+3MB的系統(tǒng)緩存。但是不同的產(chǎn)品配置可能會有區(qū)別，8155的CPU就有4M的L3。
其中，L1緩存是CPU內(nèi)核集成的緩存，分為指令緩存（I-Cache）和數(shù)據(jù)緩存（D-Cache），用于存儲CPU頻繁訪問的數(shù)據(jù)和指令。L2緩存和L3緩存則是外部的緩存，它們比L1緩存大，但訪問速度稍慢。系統(tǒng)緩存則是用于存儲操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序經(jīng)常訪問的數(shù)據(jù)和指令，以提高系統(tǒng)的整體性能。
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定制的Qualcomm Adreno 第六代GPU，即Adreno 640 GPU，專為下一代集群設(shè)計增強(qiáng)了搶占支持，并采用了Qualcomm FlexRender專利技術(shù)。支持OpenGL ES 3.x、OpenCL 2.0完整版、Vulkan、RenderScript，具備64位虛擬尋址功能，此外還支持硬件曲面細(xì)分、幾何著色器、可編程混合以及降低功耗。??
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OpenGL ES（Open Graphics Library for Embedded Systems）是OpenGL的嵌入式版本，專為移動設(shè)備、嵌入式系統(tǒng)等設(shè)計。3.x表示其支持OpenGL ES的3.x版本，提供了更高級的圖形渲染功能和性能。
OpenCL（Open Computing Language）是一個用于異構(gòu)平臺（如CPU、GPU等）并行編程的開放標(biāo)準(zhǔn)。2.0 Full表示Adreno 640 GPU完全支持OpenCL 2.0版本，能夠充分利用GPU的計算能力進(jìn)行并行計算。
8155P的GFLOPS達(dá)到了1100。（GFLOPS（Giga Floating-point Operations Per Second），即每秒10億次的浮點運算數(shù)，是衡量計算機(jī)或特定處理器浮點運算能力的一個重要指標(biāo)）。
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SA8155P還配備了專用的視頻解碼/編碼硬件加速器，確保了高效的視頻處理能力。顯示引擎則支持最多3個4K顯示器（幀率為60fps），并兼容儀表盤完整性顯示，為用戶帶來出色的視覺體驗。
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此外，異構(gòu)計算子系統(tǒng)/DSP能夠支持下一代機(jī)器學(xué)習(xí)和計算機(jī)視覺加速。集成了Qualcomm NPU130神經(jīng)處理單元，配備了四個Hexagon Vector eXtensions（HVX）處理器，其高效的機(jī)器學(xué)習(xí)架構(gòu)功耗低于7W，性能卻超過10TOPS（萬億次運算），展現(xiàn)出強(qiáng)大的計算能力。
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SA8155P還配備了可選的2Gbps能力的調(diào)制解調(diào)器基帶，支持第九代技術(shù)，確保了高速的數(shù)據(jù)傳輸。同時，它還提供了高速外設(shè)連接，包括USB 3.0、PCIe Gen 3.0和以太網(wǎng)（千兆能力）。? ?
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SA8295P架構(gòu)
SA8295P搭載了基于Arm v8 Cortex技術(shù)的Qualcomm Kryo 695 CPU。采用了異構(gòu)多核設(shè)計，包括四個Kryo Gold Prime和四個Kryo Gold核心，其中，Kryo Gold Prime核心的最大頻率可達(dá)2.5 GHz，適合處理復(fù)雜計算任務(wù)，Kryo Gold核心的頻率為2.05GHz，適合處理日常任務(wù)。
每個核心配備L2緩存，每個Kryo Gold Prime核心配備1 MB的L2緩存，每個Kryo Gold核心配備512 KB的L2緩存，整體具有8MB的L3緩存，有助于提升數(shù)據(jù)訪問速度。
整體計算能力達(dá)到220K DMIPS，是8155P配置的CPU的兩倍。
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SA8295P的GPU型號為Qualcomm Adreno 695 GPU。
具備高性能圖形渲染能力，支持復(fù)雜的3D圖形和超高清多媒體應(yīng)用。Adreno 695 GPU采用并行處理架構(gòu)，這意味著它可以同時處理多個圖形任務(wù)，大大提高了圖形渲染的效率。該GPU支持硬件加速功能，能夠快速渲染復(fù)雜圖形，減少了對CPU的依賴，提高了系統(tǒng)的整體性能。
8295P的GFLOPS達(dá)到了3000，接近8155P配置的GPU的三倍。
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SA8295P集成了強(qiáng)大的神經(jīng)處理單元（NPU），包括雙Qualcomm Hexagon Tensor Processors以及集成的Qualcomm Hexagon DSP。此外，還配備了四個Hexagon Vector eXtensions（HVX）處理器和兩個Hexagon Matrix eXtensions（HMX）協(xié)處理器，這些共同支持高性能機(jī)器學(xué)習(xí)和復(fù)雜計算，能夠顯著加速深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的處理。SA8295的NPU算力達(dá)到了30TOPS，因此SA8295憑借其強(qiáng)大的NPU算力，能夠支持更高級別的自動駕駛功能、智能語音交互等智能化功能。
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在圖像處理方面，設(shè)備采用了Qualcomm Spectra ISP 395圖像信號處理器。這款I(lǐng)SP支持多通道圖像處理，能夠輕松處理高分辨率的多路攝像頭數(shù)據(jù)，并配備高級圖像增強(qiáng)算法；視頻處理方面，設(shè)備搭載了Adreno 665 VPU，它支持高質(zhì)量、超高清的視頻編碼和解碼，同時，該VPU還兼容多種視頻格式和編碼標(biāo)準(zhǔn)。顯示處理方面，設(shè)備配備了Adreno DPU 1199顯示處理單元。這款DPU支持多顯示器配置，能夠同時驅(qū)動多個顯示屏。在連接性方面，設(shè)備支持Wi-Fi 6 (802.11ax) + Bluetooth 5.2，確保高速無線通信和穩(wěn)定的設(shè)備連接。同時，還提供了USB 3.1、PCIe Gen3、I2C、SPI等多種接口，使設(shè)備具有豐富的擴(kuò)展性。? ?
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在車載芯片領(lǐng)域，除了上述的兩款外，SA8255、SA8775以及SA8770也是較為常見的幾款高通芯片。這些芯片各自具備獨特的特點和性能差異，以滿足不同車載系統(tǒng)的需求。
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SA8255定位與8295差不多，各有長短，不過其AI算力最高可達(dá)48TOPS，這使得它在處理復(fù)雜的車載智能應(yīng)用時表現(xiàn)出色。無論是ADAS還是車載娛樂系統(tǒng)，SA8255都能提供流暢且高效的運行體驗。
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而SA8775則在SA8255的基礎(chǔ)上進(jìn)行了進(jìn)一步的升級和優(yōu)化。它最大的亮點在于多了兩個通用DSP，這大大增強(qiáng)了其數(shù)據(jù)處理能力。同時，SA8775的AI算力更是達(dá)到了驚人的72TOPS，這在車載芯片領(lǐng)域是非常突出的。這樣的性能提升使得SA8775能夠更輕松地應(yīng)對更高要求的智能應(yīng)用，如自動駕駛系統(tǒng)等。
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至于SA8770和SA8775之間的區(qū)別，則主要體現(xiàn)在CPU頻率上。SA8770的CPU頻率最高為2.1GHz，這已經(jīng)能夠滿足大多數(shù)車載應(yīng)用的需求。然而，SA8775則將CPU頻率提升到了2.35GHz。這一微小的提升卻帶來了顯著的性能增強(qiáng)。
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總的來說，高通在車載領(lǐng)域的這幾款芯片各有千秋，用戶可以根據(jù)自己的實際需求來選擇合適的型號。無論是追求高性價比的SA8255，還是追求極致性能的SA8775，亦或是介于兩者之間的SA8770，都能為車載系統(tǒng)提供穩(wěn)定且高效的支持。
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現(xiàn)階段，市場普遍呈現(xiàn)出一種趨勢：即以10-20萬元價格區(qū)間的車型搭載高性能的8155芯片，來滿足消費者對車輛智能化功能的基本需求，如流暢的多媒體體驗、高效的語音交互等；而20萬元以上的中高端車型，則更傾向于采用更先進(jìn)的8295芯片，以提供更加卓越的車載娛樂系統(tǒng)、ADAS以及更快速的軟件迭代能力，進(jìn)一步提升駕駛體驗和車輛的安全性、舒適性。
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然而，隨著新興汽車品牌零跑汽車宣布其B10車型將搭載高端的8295芯片，這一舉動無疑打破了原有的市場規(guī)律。可以預(yù)測在接下來的一到兩年內(nèi)，8295芯片的應(yīng)用范圍將會迅速擴(kuò)大，不再局限于高端市場。隨著技術(shù)的不斷成熟和生產(chǎn)成本的逐步降低，8295芯片有望下探至15萬元左右的市場區(qū)間，成為更多消費者的可選配置。這一變化將極大地推動汽車行業(yè)的智能化進(jìn)程，使得高性能車載芯片不再是高端車型的專屬，而是能夠更加廣泛地惠及廣大普通消費者。
最后推薦一本介紹座艙芯片的新書：《智能座艙：架構(gòu)、原理與車規(guī)級芯片》，這本書是蔚來汽車數(shù)字架構(gòu)部智能座艙架構(gòu)設(shè)計師張慧敏撰寫，是一本非常不錯的技術(shù)科普專著。
