闫跃龙

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一加狂飙背后,是ColorOS的十年性能磨剑

2023年07月28日

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智能手机的性能赛道堪称是最卷的存在。     

“不服跑个分”成为这个领域的口头禅,从安兔兔跑分来看,如果说2年前60万分就是旗舰级性能手机,那么现在这个数字最高已经水涨船高到了130万分以上。     

但是,这种“卷”越来越走向尽头。 

当物理定律走向极限,破局之路在哪里?

从手机厂商性能内卷的方向来看,主要聚焦在硬件维度,但是伴随摩尔定律等的失效,这条路已经走到了极限。     

所谓摩尔定律,即“微处理器的性能每隔18个月提高一倍,而价格下降一半”,这个定律在过去50年的时间里在半导体行业得到了验证。不过,当前行业内先进制程的投资越来越高,摩尔定律基本已经走到了极限,性能提升的幅度越来越小。例如,台积电从5nm到4nm先后诞生了多个工艺版本,最新的N4P号称“第二代4nm”工艺,但性能相比5nm工艺仅提升了11%。     

由于台积电3nm工艺尚未完全普及,今年下半年即将发布的第三代骁龙8处理器和天玑9300只能继续使用“落后”的4nm工艺,这表明移动处理器的表现正在到达瓶颈。     

破局之路到底在哪里?在最近举行的一加性能技术战略沟通会上,一加产品线总裁刘丰硕表示,人类性能技术的发展史,其实是计算能力的进步史,而计算能力=计算资源x计算带宽x计算算法。

                                               

如果用搬箱子来做个比喻,可以更形象地了解性能三要素的关系和重要性。假设有一堆箱子,搬运工要将其搬到指定的地点,这个过程的执行效率就代表着性能。箱子的数量代表计算资源,如芯片的晶体管数量越多计算资源越强;搬运工一次搬运的箱子数量是计算带宽,如LPDDR5相比LPDDR4传输速率更快;而搬运的方式就是计算算法,如排列整齐比起杂乱无序的搬运方式更有效率。   

这是关于性能的终极公式,也清晰地展现出性能的破局之钥:因为计算资源很大程度上受制于芯片工艺、半导体材料等因素,当摩尔定律失效,计算资源的突破仍需时日;计算带宽则受制于存储结构、存储介质、数据传输协议的革命,当香农定律达到极限,短时间内同样无法破局;在这样的大背景下,性能的突破就剩下算法这一条路了。仍以搬箱子为例,当箱子的数量(计算资源)固定,搬运工一次搬运的数量(计算带宽)很难提升,如何搬运(计算算法)就变得至关重要。     

事实上,在智能时代,算法变得越来越重要已经得到业界的共识。ChatGPT之所以火爆,背后就是大模型算法的力量,同样在智能驾驶领域,业界也在走出“唯算力论”,越来越认同“算力是智能驾驶的基础、算法是智能驾驶的灵魂”的观点。     

从这个角度再来看“双铁三角”算法矩阵,就能知其特别意义:由内存基因重组技术、微架构超算引擎、焕新存储三大技术组成的“流畅铁三角”和灵犀触控、HyperBoost游戏稳帧和超帧超画引擎三大技术组成的“游戏铁三角”,在硬件的基础上,以算法刷新性能的上限,打破了业界唯配置论所造成的性能天花板,为用户带来了快、省、久、顺、稳、清的极致性能体验。

                                               

     

“算法时代”,最需要的是长期主义  

当性能进入算法时代,什么是真正的决定因素呢?

有业内专家告诉笔者,算法的本质是实现算力、带宽的更好匹配。打个比方,算力就像是瀑布,而带宽就像是出口的管道,最终出来的水流速度代表着性能的大小,算法就是调节算力和带宽,让它们更匹配,因为如果算力过大而带宽过小,或者反之,都不能形成更优的性能。     

因此,算法应该是算力、带宽匹配的最优解,可以让同样的算力和带宽实现更强的性能。换句话说,谁的算法水平高,意味着谁做出来的设备可以用单位的能耗做更多的事情。     

决胜算法时代,就像是攀登一座科学的“珠峰”,最终比拼的是算力和带宽匹配的精细程度。以微架构超算引擎为例,就是通过精准计算高性能与低功耗的平衡点,实现重载流畅和续航更优的系统体验。使用该技术的手机,可以实现0.5小时的续航提升就是很好的体现。     

                                               

   

“流畅铁三角”中的焕新存储技术,也是如此。该技术通过智能动态调度,可以让超大内存价值最大化,其本质就是当内存充足时,将RAM空间分配给ROM里的关键数据,充分利用超大内存空间,而当处于低内存场景时,将原先分配的内存回收,这个过程考验的是内存的智能动态调度和底层行为的精准把控,最终带来的性能提升也非常明显:顺序读区性能提升10%,抗老化能力提升30%。     

在性能赛道上,也有一些手机宣称软硬一体的优化或者算法对硬件的调度,但相比“双铁三角”算法矩阵仍有不小的差距。例如,内存基因重组技术可以实现纳秒级数据吞吐量,是行业水平的16倍。     

理解背后的原因,看看ColorOS的发展史就一目了然。毫不夸张地说,一部ColorOS的发展史,就是半部性能进化史。早在十年前,ColorOS就着手解决安卓开放性所导致的碎片化机制问题,通过应用调优,让三方应用和系统资源建立实时双向对话,提升手机的基础流畅性。例如,优化后手机QQ打开聊天页面速度提升67%以上,手机淘宝购物车页面进入速度提升48.21%,微信进出会话页面流畅度提升29.8%。     

在2019年到2021年,ColorOS 7到ColorOS 12再接再厉,从此前的应用调优迈向系统底层内核调校,更深层次地解决流畅问题。如果说第一阶段是单点突破,那么这个阶段则是系统攻坚,一大批诸如UI First、防卡顿引擎、AI自流畅引擎等技术涌现出来。效果也十分显著:如UI First技术让RAM利用率提高40%,内存碎片化次数降低99%;防卡顿引擎将系统资源利用率整体提高了45%,系统响应速度提升32%;AI自流畅引擎将手机内存占用减少30%,重载场景流畅度提升50%,功耗降低 18.7%。     

                                               

   

从去年的ColorOS 13开始,ColorOS十年磨剑,开始厚积薄发,深入到指令层级以及微架构层级进行精细化调校。“双铁三角”正是基于这个基础上诞生的,微架构拆解,实现算力和带宽的精准匹配,让一加手机打破了“高性能必须高功耗”的行业痛点;而通过AI的技术布局,一加手机可以在更短时间内实现更精准预测,从而更合理分配资源,将流畅体验上升到新高度。以超帧超画引擎为例,就可以实现100+款游戏插帧,最高120帧;支持9款游戏超级HDR画质;支持10款游戏超分超帧同开,大幅提升游戏体验。     

所以,机会总是留给有准备的人,为什么打破性能硬件天花板的是一加?为什么引领性能的算力时代的是一加?其中一个很重要的原因,就是因为ColorOS十年的性能探索,持之以恒地向着性能这个城墙口冲锋。

后记:艰难的路上不会拥挤

   

去年初,一加发力性能赛道,引发业界关注,当然其中也不乏质疑,因为性能赛道早已经是红海,在如此内卷的情况下,作为后来者的一加入局还有胜算吗?     

现在,这个问题已经不言自明:从产品的角度,今年上半年一加发布的一加11、一加Ace 2、一加Ace 2V都成了各个价位段的王者;从增长来看,一加成为2023年上半年中国手机市场增速最快的品牌,唯一一个连续6个月保持3位数增速;从反馈来看,一加的手机也收获了太多的媒体好评和用户认可。

                                               
                                               

这一切都是因为一加找准了性能赛道的方向:不仅与合作伙伴一起持续刷新硬件的上限,更是开辟了算法这个新路径,通过ColorOS 极致的性能调教不断打破硬件的性能天花板。     

这个方向让一加赢得了过去,更是有望赢得未来。综合业界预测,未来的手机不仅智能程度大大增强,更是会向端云一体的方向发展。显然,相比很多厂商只是单点突破,一加在性能布局上是计算资源、计算带宽和计算算法的三管齐下:既有在云计算、边缘计算等计算资源领域的布局,也有全新数据存储协议等计算带宽方面的探索,更是在计算算法上形成系列矩阵并持续深耕,这让一加可以更好地把握性能赛道的未来。     

这条路很难,是“自主研发+行业合作伙伴联合研发+高校深度研发”三位一体的体系化研发布局,是来自全球各地的1000+性能技术工程师的长期深耕。     

成功没有捷径,艰难的路上不会拥挤。


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