因为有了它 手机变得越来越智能
得益于硬件的不断发展,如今智能手机里集成的传感器越来越多,使得许多厂商将目光聚焦在智能终端的方向发展上。之所以现在的手机可以变得越来越智能,主要是因为现在智能手机身上充满了各种各样的传感器。传感器收集感应到的信息,交给手机的“大脑部分”SoC中处理。而在SoC中,负责处理各种传感器信息的部分,并不是我们熟悉的CPU、GPU,而是一个叫“DSP”的模块负责管理。那么这个并不被经常提及的部分,究竟是怎样做到使手机变得越来越智能的呢?
什么是DSP?
DSP(数字信号处理器):DSP即数字信号处理器,是手机芯片里一个专门负责处理数字信号运算的微处理器。主要应用在实时快速地实现各种数字信号处理算法。早期在手机中主要应用与即时语音和音频的信息处理。智能手机的功能变得越来越多,只靠CPU的运算会拖累手机其它方面的运算,因此DSP的出现则为CPU分忧解难。这就是DSP的作用。
DSP为什么能使手机越来越智能?
早期的DSP的设计主要用于对语音的处理,可以保证双方在同时讲话时不会有延迟。随着科技不断的发展,手机被赋予所需要承载的外部连接的功能越来越多,使得DSP功能的重要性也越来越强,促使了DSP的发展。在现阶段,DSP可以做到对一个指令同时处理大量数据,可以实时改善视频的画质,或对全套传感器数据融合处理。
举个例子:手机想要变得越来越智能,就像一个有感觉会思考的人。各种传感器就像手机的五官、四肢,用来判断手机对于外界的感应,DSP就像中枢神经系统,接受传感器的传入信息,经它整合加工后成为按照预设的指令传出,或者储存在系统内成为学习、记忆的神经基础。
每个传感器都有自己固定的功能和局限,单个的传感器收集到的信息无法提供完整的结果,所以现在的DSP所需要做的就是综合这些传感器的数据进行整合分析,得到你此刻状态的判断结果。比如手机可以感应到你正在爬山,并且知道你在爬的山叫做泰山,你从山脚下爬到山顶历时多久,消耗了身体多少能量。在爬山结束后,还可以检测到你的血氧、心率,以便对你整个状态做出更详细全面的判断。
现今DSP中其它的黑科技
对于一颗SoC,我们一般将更多的关注集中在CPU、GPU、ISP这些部分,忽略了DSP的重要性。在目前智能手机功能的实现上,DSP可以执行一些特定的任务,比CPU的执行效率要高,并且功耗更低。提到DSP的黑科技,就不得不提骁龙820上集成的Hexagon680 DSP。这颗DSP采用全新的Hexagon架构,集成了HVX(向量扩展)以及低功率岛。
在全新的Hexagon架构上,向量扩展主要面向先进成像和计算机视觉的DSP扩展,在与Spectra ISP结合时,可以获得更多差异化的功能,这也是智能手机同质化阶段最需要解决的部分。在拍照或视频时,DSP检测到画面暗部区域时,会自动将这部分区域增加亮度,相比以往的HDR能带来更好的效果。并且支持视频的实时美化。处理速度增加了3倍,功耗却仅有之前的10%。
另外,我们都知道,目前摆在智能手机面前最大的问题,不是手机性能不够强,而是没有足够先进的电池工艺保证续航。如果手机CPU一直处于不断的待机运算,对手机的功耗负担太重。此前使用中的解决方案是DSP与软件相互结合的方式,而在Hexagon中还有一个完全独立的DSP,基于低功率岛进行传感器的信息处理,其它不需要工作的芯片可以完全关闭,避免浪费功耗。
总结:
处于物联网时代的元年,手机在未来一定会承载起更多的功能,变得越来越智能。随着硬件的提高,传感器变得越来越复杂,信息融合整理的需求越来越高,各种DSP也变得更加重要,并且带来更多其它方面的功能。而且在最重要的续航方面,DSP可以充分的解放CPU和GPU的运算工作,在性能与功耗之间达到平衡。在未来,智能终端的发展前景我们十分看好。
Q:智能手机为什么能变得越来越智能?
A:核心原因是智能手机集成了大量传感器,同时芯片内专门的DSP模块可以对各个传感器收集的信息进行整合处理,为CPU分担运算压力,支撑各类智能功能实现。
Q:什么是手机中的DSP?
A:DSP全称数字信号处理器,是手机芯片里专门负责处理数字信号运算的微处理器,主要作用是实时快速实现各类数字信号处理算法,能为CPU分担特定运算任务。
Q:早期手机中DSP的作用是什么?
A:早期手机里的DSP主要用于处理即时语音和音频信息,保证通话时双方同时讲话也不会产生延迟。
Q:DSP为什么能分担CPU的工作压力?
A:智能手机功能越来越多后,如果仅靠CPU完成所有运算,会拖累手机其他方面的运算速度,DSP专门负责处理数字信号、整合传感器数据这类特定任务,可以帮CPU分忧解难。
Q:DSP整合多传感器数据能实现什么效果?
A:单个传感器收集的信息有限,无法得到完整结果,DSP整合多传感器数据后可以得到准确的状态判断,比如可以识别出用户正在爬泰山,统计爬山时长、能量消耗,还能结合血氧、心率数据给出用户完整的状态判断。
Q:DSP和CPU相比处理特定任务有什么优势?
A:DSP执行特定任务时,执行效率比CPU更高,同时功耗更低。
Q:骁龙820集成的Hexagon 680 DSP有哪些黑科技?
A:它采用全新Hexagon架构,集成了HVX向量扩展以及低功率岛:HVX向量扩展搭配Spectra ISP可以实现差异化影像功能,能自动提亮画面暗部,效果优于传统HDR,还支持视频实时美化,处理速度提升3倍,功耗仅为原来的10%;独立的低功率岛DSP可以单独处理传感器信息,关闭其他不需要工作的芯片,降低待机运算的功耗浪费。
Q:DSP对智能手机续航有什么帮助?
A:DSP可以接管原本需要CPU完成的大量特定运算工作,解放CPU,低功率架构的DSP还可以单独在待机状态处理传感器信息,关闭其他闲置芯片,降低整体功耗,平衡性能与续航。
Q:现在手机DSP除了传感器数据处理,还能实现什么功能?
A:现阶段的DSP可以同时处理大量指令数据,能够实时改善视频画质,还支持影像方面的实时优化、美颜等功能,也能支持计算机视觉相关任务。
Q:为什么DSP在未来智能终端发展中会越来越重要?
A:物联网时代智能终端会承载更多功能,传感器越来越复杂,信息融合整理的需求越来越高,同时DSP可以平衡性能与功耗,满足智能功能的需求,因此会越来越重要。
